Separaciones Mecánicas


Separaciones mecánicas
Un gran número de procesos industriales exigen la separación de componentes de mezclas o suspensiones en operaciones de índole estrictamente mecánicas. Estas separaciones son usadas para partículas sólidas, para mezclas o suspensiones sólido-líquido y suspensiones de líquidos inmiscibles. En general, las separaciones mecánicas se fundamentan en propiedades o diferenciasfísicas entre las partículas, tales como su forma, estado, tamaño y densidad.
La forma de separación depende de la naturaleza de la partícula que vaya a ser separada y de las fuerzas que actúan sobre ellas para separarlas. El comportamiento de los diferentes componentes a las fuerzas establece el movimiento relativo entre el fluido y las partículas, y entre las partículas de diferentenaturaleza.
Las separaciones que se encuentran basadas en operaciones mecánicas pueden clasificarse de acuerdo a su aprovechamiento de la mecánica de fluidos; los procesos que no la aprovechan son el tamizado y el cribado, mientras que dentro de los procesos que si aprovechan la mecánica de fluidos se encuentran la sedimentación, la filtración y la centrifugación.
Las suspensiones de partículas grandes,en grandes cantidades, pueden separarse directamente mediante el proceso de sedimentación, en el cual se hace uso de la gravedad. Ejemplos típicos de estas separaciones son los procesos de purificación de aguas. Para partículas más finas, puede recurrirse a la filtración; la separación se logra mediante el pasaje de la suspensión a través de un material poroso o filtro, lo que permite recuperarel sólido con menor contenido de humedad. Mientras que las suspensiones que son muy finas, y que presentan dificultad para ser sedimentadas o filtradas, pueden separarse mediante centrifugación; las partículas reciben una aceleración centrifuga muchas veces superior a la de la gravedad.
Filtración
Al comparar la filtración a nivel industrial, difiere con la del laboratorio principalmente en elvolumen de material manejado y en la necesidad de mantenerlo a bajo costo. Para la obtención de un gasto razonable con un filtro de tamaño moderado, se puede incrementar la caída de presión del flujo o disminuir la resistencia del mismo. Para la reducción de la resistencia al flujo, el área del filtrado se hace tan grande como sea posible, pero sin aumentar el tamaño total del equipo de filtración.La selección de los equipos de filtrado depende en gran medida de la economía.
La filtración puede ser definida como la operación básica en la que el componente sólido insoluble de una suspensión sólido-liquido se separa del componente líquido haciéndolo pasar a través de una membrana porosa, fibrosa o granular, conocido como medio filtrante, que retiene las partículas sólidas en su superficiesuperior o dentro de su estructura o ambas cosas a la vez. El líquido resultante se conoce como “filtrado”, mientras que los sólidos separados se denominan como “torta de filtración”. Los objetivos que tiene la filtración consisten en la clarificación de líquidos, la recuperación de sólidos y líquidos y la facilitación de otras operaciones, como el secado y lavado de los materiales.
Los aparatosen los que se lleva a cabo la filtración, lavado y secado se denominan filtros y deben tener un soporte para el medio de filtración, un espacio para la acumulación de los sólidos, canales para la introducción de la suspensión, liquido de lavado, vapor de agua y/o aire para la extracción del filtrado, aguas de lavado y aire y vapor de agua ya utilizados. Además del filtro como tal se debe dedisponer de tanques o depósitos para la papilla de alimentación, el filtrado y las aguas de lavado. También se debe proporcionar medios para producir el flujo de filtrado a través del filtro, así como también proveer de medios de filtración. (Brennan, J., Butters, J., Cowell, N. & Lilly, A., 1980).
Las filtraciones industriales van desde un sencillo colado hasta separaciones altamente complejas....