Flow-field distribution and parametric-optimisation analysis of spiral-tube separators

Un estudio sobre el rendimiento de separación de tubos helicoidales aplicados a flujos bifásicos de agua y aceite de oliva

“…En conjunto, y teniendo en cuenta lo comentado en relación con η, Re a y C en los dos separadores ensayados, podría destacarse que los mejores rendimientos obtenidos se dan con valores de Re a pequeños y con concentraciones de trabajo reducidas, del orden o inferiores a 0.02 m 3 aceite /m 3 total . En otros trabajos (Zhao et al, 2009;2012;Niu et al, 2010), en los que se emplean separadores helicoidales con un diseño alternativo, las separaciones más eficientes (con E ≈ 1- qo ext / qo ≈ 91%) se alcanzaron con valores de C ≤ 0.4%, radio de hélice R = 500 mm, diámetro de tubería d = 25.4 mm y Re a ≈ 8600, lo que sugiere que son posibles otras soluciones pero sólo válidas para valores de C muy pequeños.…”

“…Finalmente, y como complemento o resumen a todo lo ya expuesto, en la Tabla 1 se muestran algunos datos que pueden ser de interés para caracterizar y comparar el comportamiento de los dispositivos tratados en este estudio, junto con los de otras alternativas de separación empleadas con sistemas líquido-líquido (Niu et al, 2010;Zhao et al, 2012;Bejaoui et al, 2013). En este punto, conviene valorar que para el caso de la centrífuga de platos los datos proporcionados en la Tabla 1 proceden de conocidos fabricantes de los que no se indican marcas o modelos con el fin de evitar cualquier conflicto de intereses.…”

“…Los decantadores gravitatorios usualmente necesitan tiempos de residencia largos para poder llegar a rendimientos de separación elevados (lo que puede producir defectos en los aceites de oliva a comercializar), sin embargo, sus requerimientos energéticos son pequeños. La propuesta helicoidal con R = 500 mm (Niu et al, 2010;Zhao et al, 2012) muestra resultados comparables a los dados por los separadores helicoidales aquí presentados, pero las concentraciones de aceite tratadas y los rendimientos de separación alcanzados son algo más pequeños que los logrados en este estudio. En conjunto, es razonable considerar que los resultados ligados a los dispositivos propuestos en este trabajo abren una vía para abordar el diseño de este tipo de dispositivos desde otros puntos de vista, lo que ofrece nuevas alternativas a considerar en la separación de sistemas líquido-líquido.…”

“…En el contexto planteado, el uso experimental de separadores helicoidales (ver Figura 1), orientados actualmente para tratar sistemas agua-aceite propios de la industria petroquímica (Zhao et al, 2012), podría ser una alternativa a considerar en el ámbito de las almazaras (para llevar a cabo, por ejemplo, tareas de clarificación del aceite de oliva virgen o para tratar parcialmente las aguas de lavado generadas en dichas industrias). Dichos dispositivos no requieren de partes móviles -la energía del flujo proviene de una bomba que con antelación debe comunicarle la altura de presión y la velocidad necesarias-, y su construcción puede realizarse de forma sencilla partiendo de un tubo enrollado helicoidalmente.…”

“…Los estudios con flujos bifásicos agua-aceite en conductos helicoidales no son numerosos (Zhang et al, 2006;Zhao et al, 2009;Niu et al, 2010;Zhao et al, 2012), sin embargo, abren un camino en el estudio de las separaciones de sustancias en sistemas no miscibles líquido-líquido. En dichos trabajos queda patente que es posible obtener separaciones aceptables a partir de flujos segregados, similares a los que se presentaban en tuberías horizontales, cuidando parámetros como el caudal y las concentraciones de agua/aceite a la entrada, el diámetro interior de la tubería o el radio de la hélice.…”