Centrifugacion

TEMA: CENTRIFUGACIÓN. EQUIPOS.

AÑO 2012
Introducción

En muchos procesos industriales nos encontramos con materias primas que se encuentran mezcladas y se requiere su separación para poder utilizarlas. Aquí es donde entra el ingenio del hombre para poder separarlas mediante distintos métodos. Uno de esos métodos es el CENTRIFUGACIÓN de lo cual se hablará a continuación.

CentrifugaciónUna partícula determinada sedimenta por la acción de la gravedad en un fluido dado con una velocidad constante.

Para aumentar la velocidad de sedimentación, la fuerza de gravedad puede sustituirse por una fuerza centrifuga mucho mas intensa.

La centrifugación es un método por el cual se pueden separar sólidos contenidos en gases o en líquidos de diferente densidad mediante una fuerzarotativa de una máquina llamada centrífuga.

Esta fuerza imprime a la mezcla una fuerza mayor que la de la gravedad, provocando la sedimentación de los sólidos o de las partículas de manera mas rápida.

Los separadores centrífugos han sustituido a los de gravedad en las operaciones de producción debido a su mayor efectividad con gotas finas y partículas, así como por su tamaño mucho menor para unadeterminada capacidad.

Principio
La suspensión se alimenta a un tazón que se hace girar provocando que los sólidos se colecten sobre una pared y el sobrenadante (Líquido que queda sobre el sedimento) se recupere por acción de un colector líquido.

Fundamentos

El centrifugado, como la sedimentación, está gobernada por la Ley de Stokes, según la cual las partículas sedimentan mas fácilmentecuanto mayor es su diámetro, su peso específico comparado con el del fluido y cuanto menor es la viscosidad del mismo.

Según dicha ley, la separación o sedimentación puede darse por:

* Acción de la Fuerza de Gravedad:
Es una operación unitaria consistente en la separación por la acción de
la gravedad de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para obtener una suspensiónconcentrada y un líquido claro.
La ecuación para la sedimentación natural de una partícula es:

Vs = ( ∆ρ*d2*g ) / ( 18η )

* Acción de una Fuerza Centrífuga:
Esencialmente la centrifugación es una decantación selectiva de los
componentes insolubles de una mezcla bajo condiciones de gravedad
artificial.
Vg= ( ∆ρ*d2 *( ω2r ) ) / ( 18η )

Donde:
Vs: Velocidad de sedimentaciónnatural.
Vg: Velocidad de sedimentación gravitacional.
∆ρ: Diferencia de las densidades de los componentes insolubles.
d: Diámetro equivalente de la partícula en suspensión.
ω: Velocidad angular de giro.
r: Radio del recipiente.
g: Fuerza de gravedad.
η: Viscosidad del fluido.
DATOS PARA DEFINIR UNA CENTRIFUGACION

* Velocidad del rotor 
* Distancia radial
* Duración dela centrifugación

La velocidad de sedimentación de una partícula depende, además de la masa de la partícula, de la densidad y viscosidad del medio y el grado de desviación de la partícula de una forma esférica. Las partículas generan fricción, la que se opone a su movimiento, laque depende del tamaño, forma e hidratación de la partícula y de la viscosidad del medio.

Al centrifugar unapartícula, pronto se llega a un equilibrio entre la fuerza centrífuga y la fuerza de fricción, con lo que la partícula avanza a una velocidad constante. Lo que define la separación de dos partículas diferentes es su diferencia de tamaño y de densidad. Estos son la base de la separación de macromoléculas biológicas o de orgánulos sub-celulares.

También influye la forma de las partículas. Todo estopuede expresarse matemáticamente. La situación es aún más compleja, pues como la fuerza centrífuga depende de la distancia de la partícula al centro de rotación, a medida que avanza el proceso de centrifugación, la fuerza (y velocidad) se van haciendo mayores.

Centrífugas
Los aparatos en los que se lleva a cabo la centrifugación son las centrifugas, que son dispositivos móviles que utilizan la...