Estes sistemas  são por vezes chamados filtros de ciclone – umdispositivos 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 do sistema de filtração 

O funcionamento deste sistema  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 do equipamento.  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 equipamento , que é introduzido tangencialmente, provocando assim o movimento giratório desejado para a separação.
• Secção cilíndrica: A secção superior do equipamento  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.

Um hydrocyclone pode ser utilizado para separar partículas de minério da água ou de outros líquidos, aumentando a eficiência no processamento de minerais.  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. Um hydrocyclone também pode ser utilizado no tratamento de fluidos de perfuração, removendo sólidos indesejáveis e permitindo 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

Um hidrociclone pode ser utilizado no pré-tratamento de águas residuais industriais para remover partículas sólidas antes das etapas seguintes de filtração.  Além disso, são utilizados para a classificação de lamas. Também podem ser usados para classificar sólidos num sistema de processamento de lamas, controlando a distribuição do tamanho das partículas antes das etapas seguintes do processo.

Processamento químico

• Clarificação de soluções: Um hydrocyclone pode remover precipitados das soluções, contribuindo para a pureza 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, o Filtro Hidrociclone 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.