Centrifuga

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Centrifugación

Sergio Huerta Ochoa
UAM-Iztapalapa

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Centrifugación

La centrifugación puede ser definida como el proceso de resolver sistemas de multi-componentes, con al menos una de las fases líquidas, por la aplicación de la fuerza centrífuga
a) b) c) d) e)Tubular Cámara múltiple Tazón sólido Decantadoras Discos

Centrífugas de Sedimentación Centrífugas Comerciales
Simulan y amplifican la fuerza de gravedad por un factor de 2 a 5 órdenes de magnitud en los tamaños comerciales

Filtros Centrífuga
Combinan los dos principios de separación mecánica: Filtración y centrifugación

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• Las centrífugas son instrumentos que permiten someter a las muestras a intensas fuerzas que producen la sedimentación en poco tiempo de las partículas que tienen una densidad mayor que la del medio que las rodea En general se diferencian en función de los márgenes de aceleración a que someten a las muestras en : a) centrífugas (de pocas g a aprox. 3,000 g), b) super-centrífugas (ocentrífugas de alta velocidad, rango de 2,000 g a 20,000 g) y c) ultracentrífugas (de 15,000 g a 600,000 g) En las centrífugas se suele controlar la temperatura de la cámara para evitar sobrecalentamiento de las muestras debido a la fricción. En las ultracentrífugas, la velocidad extrema (más de 100,000 rpm), hace que sea necesario hacer un intenso vacío en la cámara de la centrífuga para evitar elcalentamiento de rotor y muestra.

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Rotores
En una centrífuga el elemento determinante es el rotor, dispositivo que gira y en el que se colocan los tubos. Existen varios tipos : – Rotor basculante. Los tubos se colocan en un dispositivos (cestilla) que, al girar el rotor, se coloca en disposición perpendicular al eje degiro. Así pues los tubos siempre giran situados perpendicularmente al eje de giro.

– Rotor de ángulo fijo. Los tubos se insertan en orificios en el interior de rotores macizos. El caso extremo es el de los rotores verticales en los que el tubo se sitúa paralelo al eje de giro. Este tipo de rotores es típico de ultracentrífugas.

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En las separaciones centrífugas sólido-líquido la velocidad de sedimentación es mayor que la sedimentación libre o gravitacional, debido a que los equipos al girar producen una mayor aceleración de laspartículas.

vw =
donde:

2 d p (ρ S − ρ )w2 r

18µ

w2r = Aceleración centrífuga [L/t2] w = Velocidad rotacional en radianes [t-1] r = Distancia radial del eje de rotación a la partícula [L]
w= 2π ⋅ rpm 60

(rad/s)

a)
b) c) d)

El diámetro aparente de las bacterias es del orden de diez veces menor que el de las levaduras , por lo que su velocidad de sedimentación es cien vecesmenor, ya que ésta es proporcional al cuadrado de la partícula Las células contienen más del 70% de agua por lo que su densidad es muy semejante a la de los caldos, por lo tanto el parámetro Δρ puede ser muy bajo Algunos caldos biológicos son muy viscosos propiedad que dificulta la sedimentación La velocidad de sedimentación puede ser incrementada en un equipo centrífugo aumentando la velocidad derotación o la distancia de sedimentación (diámetro de la centrífuga)

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Factor G
En la caracterización y escalamiento de centrífugas frecuentemente se emplea el factor G, que es una medida relativa de la velocidad de sedimentación de una partícula en un campo centrífugo con respecto a su velocidad de sedimentación en el campo...