Os filtros de hidrociclone são por vezes chamados filtros de ciclone – umdos melhores dispositivos de separação aplicados em várias aplicações de filtração industrial. São utilizados em muitos casos em que é suposto removerem partículas sólidas de líquidos devido à quantidade de forças de rotação que são desenvolvidas no interior de um recipiente cónico, tudo isto sem terem quaisquer peças móveis no seu interior, o que os torna muito fiáveis e não propensos a avarias.

Princípio de funcionamento de um filtro de hidrociclone

O funcionamento de um hidrociclone baseia-se no princípio da força centrífuga, tal como um filtro de ciclone de vórtice. A injeção de uma mistura de partículas líquidas e sólidas ocorre a alta velocidade na parte cilíndrica de um hidrociclone. Isto produz um movimento vortical, que gera forças centrífugas que fazem com que as partículas sólidas pesadas se desloquem para as paredes. Por fim, estas partículas são descarregadas através de uma saída de underflow no fundo do ciclone. O líquido clarificado, por sua vez, desloca-se para o centro do ciclone e sai através de uma saída de transbordo no seu topo.

Componentes principais

• Entrada: É o ponto de entrada do fluido contaminado no hidrociclone, que é introduzido tangencialmente, provocando assim o movimento giratório desejado para a separação.
• Secção cilíndrica: A secção superior de um hidrociclone na qual começa a ocorrer a separação primária dos sólidos do líquido.
• Secção cónica: É na secção cónica inferior que o processo de separação se torna cada vez mais intenso à medida que as partículas progridem para baixo.
• Saída do underflow: Na parte inferior, uma saída que recebe os sólidos concentrados na saída.
• A saída de transbordo é a saída na extremidade superior através da qual o líquido limpo é descarregado.

Aplicações da filtração

Os filtros de hidrociclone são amplamente utilizados devido à sua eficácia e facilidade de utilização. Algumas das aplicações proeminentes incluem:

Exploração mineira e processamento de minerais.

Os filtros hidrociclone podem ser utilizados para separar as partículas de minério da água ou mesmo de outros líquidos, com o objetivo de aumentar a eficiência na procura de minerais valiosos. Por outro lado, são utilizados para a classificação de lamas. Podem também ser utilizados para classificar sólidos num sistema de processamento de lamas para controlar a distribuição do tamanho das partículas do equipamento de processamento que se segue.

Tratamento de águas produzidas nas indústrias do petróleo e do gás

Os hidrociclones são aplicados para limpar a areia e outras partículas sólidas da água produzida, tornando-a apta a ser reutilizada ou mesmo eliminada, enquanto trata o hidrocarboneto separado. Também são utilizados para o tratamento de fluidos de perfuração. Estas unidades removem os sólidos indesejáveis do fluido de perfuração, tornando possível a reciclagem e reutilização dos fluidos.

Indústria alimentar e de bebidas

Clarificação de sumos: Clarifica sumos e líquidos semelhantes através de hidrociclones, que são muito eficientes na eliminação de sólidos em suspensão.

Separação da fécula: Esta separação remove o amido das instalações de processamento de batatas. Ajuda a limpar a água que retorna à fábrica e a recuperar o amido.

Águas residuais industriais

Os filtros de hidrociclone são utilizados no pré-tratamento de águas residuais. No processo de tratamento de efluentes industriais, os sólidos pesados são removidos na fase primária, reduzindo assim a carga geral nos filtros e clarificadores posteriores. E até mesmo para redução de carga. Ao fazê-lo, ajuda a reduzir a carga nos sistemas de filtração descendente, o que resulta numa maior eficiência e desempenho geral.

Processamento químico

• Clarificação de soluções: Os hidrociclones clarificam as soluções retirando os precipitados, garantindo assim a pureza química dos produtos químicos.
• Recuperação do catalisador: Recupera as partículas de catalisador dos fluxos líquidos. Assim, é fácil retirar o catalisador e reutilizá-lo.

Vantagens dos hidrociclones

Os hidrociclones oferecem uma vasta gama de vantagens. Estas devem-se principalmente à sua conceção. A ausência de peças móveis leva a uma redução dos custos de manutenção e operação associados a estas máquinas e a um aumento da fiabilidade. Têm uma elevada eficiência tanto para partículas finas como para partículas grossas, mantendo assim o mesmo nível de infiltração de qualidade. Além disso, este design é compacto, de modo a adaptar-se facilmente aos sistemas já existentes. Isto implica, portanto, que a quantidade de modificações utilizadas para que sejam funcionais é limitada. De acordo com a secção anterior, esta flexibilidade dos hidrociclones para serem aplicados em várias indústrias reflecte a sua natureza adaptativa e excelente eficiência.

Algumas das melhores práticas na utilização de hidrociclones envolvem trabalhar melhor em casos com uma gama de tamanhos bem definida. Uma simples compreensão da distribuição do tamanho das partículas implicará a máxima eficiência. Isto faz com que seja explicitamente necessário considerar a queda de pressão através do sistema para o seu funcionamento adequado sem stress indevido no sistema. Confirma-se assim, mais uma vez, que a eficácia dos hidrociclones depende da concentração de sólidos na lama; por conseguinte, esta tem de ser regulada no processo.

Em conclusão, os filtros de hidrociclones são capazes de um elevado desempenho no sector industrial, onde é necessário efetuar a separação das fases sólido-líquido de forma clara e com elevada fiabilidade. Isto também pode ser realizado com algum tipo de separador de ciclone. Uma vez que são concebidos de forma a poderem lidar com uma grande variedade de contaminantes, são amplamente selecionados para a maioria das aplicações de filtração. Em minas, petróleo e gás, alimentos e bebidas, tratamento de água e processos químicos, os hidrociclones são fiáveis na melhoria da eficiência e qualidade do processo.