Sedimentacion Centrifugacion Terminado 1

1 SEDIMENTACIÓN
La sedimentación 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 suspensión concentrada y un líquido claro.
Se pueden distinguir dos tipos de sedimentación, atendiendo al movimiento de las partículas que sedimentan:
1.1 Sedimentación Gravitatoria o SedimentaciónLibre:
Se emplea en la industria alimentaria para la separación de partículas sólidas contenidas en líquidos así como para la separación de emulsiones de dos fases líquidas inmiscibles. La fuerza impulsora es la diferencia de densidades entre ambas fases, que en muchas ocasiones es pequeña, por lo que es frecuente que esta operación sea desplazada por la centrifugación, más costosa pero de mayorefectividad para la separación.
Se produce en suspensiones de baja concentración de sólidos. La interacción entre partículas puede considerarse despreciable, por lo que sedimentan a su velocidad de caída libre en el fluido.
1.2 Sedimentación Impedida o Sedimentación por Zonas:

Se observa en la sedimentación de suspensiones concentradas. Las interacciones entre las partículas son importantes,alcanzándose velocidades de sedimentación menores que en la sedimentación libre. En la realidad industrial, la concentración de partículas sólidas en las suspensiones pueden ser suficientemente elevadas para que no puedan despreciarse las interacciones entre ellas, lo que conlleva un incremento notable del rozamiento. En este tipo de sedimentación, conocida como sedimentación impedida, la velocidad dedescenso puede ser considerablemente inferior a la predicha por las expresiones para sedimentación libre. La sedimentación se encuentra retardada o impedida. Dentro del sedimentador se desarrollan varias zonas, caracterizadas por diferente concentración de sólidos y, por lo tanto, diferente velocidad de sedimentación.

Entre las aplicaciones de la precipitación y la sedimentación se incluye laeliminación de sólidos de aguas negras, la sedimentación de cristales del licor madre, la separación de mezclas líquido-líquido provenientes de la etapa de extracción con disolvente de un sedimentador, la sedimentación de partículas alimenticias sólidas de un líquido preparado y la sedimentación de una suspensión en el proceso de lixiviación de la soya. Las partículas pueden ser de tipo sólido o gotas delíquido, el fluido puede ser un líquido o un gas y estar en reposo o en movimiento.

En algunos procesos de precipitación y sedimentación, el objetivo es eliminar las partículas de la corriente del fluido para que éste quede libre de contaminantes. En otros casos, se desea recuperar las partículas como productos, por ejemplo al aislar la fase dispersa en una extracción líquido-líquido. En algunoscasos, las partículas se suspenden en fluidos para separarlas, de acuerdo con su tamaño o densidad.

1.3 EQUIPO PARA LA SEDIMENTACION
Se distinguirá entre sedimentadores discontinuos y sedimentadores continuos o espesadores.

1.3.1 Sedimentadores Discontinuos

La sedimentación por cargas se lleva a cabo en tanques cilíndricos de gran tamaño en los que se introduce la suspensión original dejándolasedimentar durante un cierto período de tiempo. Transcurrido éste, el líquido claro se extrae por la parte superior y el lodo concentrado se elimina a través de una salida situada en el fondo del tanque. Aunque los sedimentadores discontinuos no son habituales a escala industrial, resulta conveniente, desde un punto de vista didáctico, analizar la evolución del proceso a lo largo del tiempo, talcomo se muestra en la siguiente figura:


Figura 1. Evolución de un proceso discontinuo de sedimentación


Al comenzar el proceso (figura 1a), en el tanque se observa una única zona (B) en la que la concentración inicial de la suspensión. A partir de este momento las partículas empiezan a sedimentar, estableciéndose diferentes zonas a lo alto del sedimentador (figura 1b). En la zona superior...