terça-feira, 16 de junho de 2015

CENTRIFUGAÇÃO


("Texto enviado pelo Representante Beta EQ, Thiago Lopes M. Faria")

Processo unitário muito utilizado em diversos ramos da indústria e também para fins de pesquisa, da Biomédica à Química, dentre outras, a centrifugação consiste no processo de separar ou concentrar materiais suspensos em uma solução. 

Os princípios de tal processo estão relacionados com o efeito da gravidade sobre partículas sólidas e também com líquidos de diferentes densidades; os que se apresentam mais densos sedimentarão mais rapidamente sob o efeito da força centrífuga. As equações para obtenção da Força Centrífuga, bem como a da aceleração empregada podem ser observadas abaixo:
                                                                                              

O Fc representa a força centrífuga obtida (N)
O m denota a massa centrifugada (Kg)
O ae mostra-se como a aceleração devido à força centrífuga (m/s2)
O r significa a distância radial do centro da rotação (m)
O w é compreendido como a velocidade angular (rad/s)

No processo de separação sólido-líquido, realizado por um equipamento denominado centrífuga (para este fim, especificamente, a centrífuga de tambor) considera-se que o líquido se move para cima à velocidade uniforme, transportando partículas sólidas, as quais se movem radialmente. Considerando que a partícula atinja a parede do tambor, que constitui a centrífuga, o tempo de residência no equipamento foi suficiente para realizar do processo. No processo de separação de suspensões líquido-líquido compostas de líquidos imiscíveis, como por exemplo, o leite, realizado com auxílio de centrifugas de disco, a barreira de transbordamento na saída do equipamento tem vital importância na separação desejada, bem como os discos de saída. Em tal processo a mistura é alimentada pelo fundo da centrífuga através de buracos espaçados nos discos que dividem a seção vertical em uma seção interna, onde fica o líquido com menor densidade, e uma seção externa, na qual fica o liquido com maior densidade.

As centrífugas de menor escala ou mesmo de bancada, são constituídas de rotores que giram em altas velocidades de rotação, proporcionais a força centrífuga gerada. A dimensão e o tipo destes rotores, bem como a forma e o tamanho do equipamento como um todo, podem variar de acordo com as aplicações. As centrífugas de bancada podem apresentar-se com diferentes tipos de rotores, como:
Rotores basculantes: para amostras de até 12 L, operando em baixa velocidade.
Rotores de ângulo fixo: utilizados para separações diferenciais, descarte de excesso de detritos em suspensões aglomeradas, ou recolhimento do sedimento.
Rotores verticais: aplicados para a ultracentrifugação em separações isopícnicas (ácidos nucléicos em CsCl). Volume da amostra e velocidade do equipamento são decisivos para a eficiência da centrifugação com uso deste tipo de rotor.

Estes equipamentos são largamente utilizados na indústria médica e bioquímica, para separação de substâncias utilizadas nas mais variadas aplicações. O processo de centrifugação mostra-se ainda como importante alternativa para indústrias nas quais é necessária a obtenção de precipitados secos. A retirada de grande parte da fração líquida de um determinado volume do produto em suspensão possibilita significativa economia nos processos posteriores de secagem.

A centrifugação apresenta-se, portanto, como uma operação unitária de vital importância para a pesquisa e também para a produção industrial, possibilitando o isolamento de importantes substâncias, economia de recursos, dentre outras grandes vantagens.


Referências:

Centrifugação: conceito e aplicações. Disponível em: http://www.biomedicinabrasil.com/2013/11/centrifugacao-conceito-e-aplicacoes.html. Acessado em 11 de junho de 2015.

GEANKOPLIS, Christie J. Transport Processes and Unit Operations. 4 Ed. Prentice Hall. 2003.

Processos de separação por centrifugação. Disponível em: www.unicamp.br/fea/ortega/aulas/aula21_Centrifugacao.ppt. Acessado em 11 de junho de 2015.




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