Transcript Centrifugación

Centrifugación
Separación de sustancias de
diferente densidad mediante
movimiento giratorio
Aplicaciones
• Separación de células de caldos biológicos
• Remoción de desechos celulares de caldos de
células que han sido sujetas a rompimiento
• Separación de precipitados proteicos
• Recuperación de productos insolubles
Fundamentos
Teoría de sedimentación:
Acción de la Gravedad
Ley de Stokes
Acción de una fuerza centrífuga
Fuerza de aceleración = Fuerza de empuje + Fuerza de arrastre
Flujo laminar
Partículas esféricas
Velocidad de sedimentación
SEDIMENTACION LIBRE
CENTRIFUGACION
E: Empuje hidrostático
E
Fr
P
F’r
Fr: Fuerza de roce viscosa
P: Peso
Fc
E’
R
P
PR
ω
Factor G
Medida relativa de la velocidad de
sedimentación de una partícula en un
campo centrífugo con respecto a su
velocidad de sedimentación en el campo
gravitacional.
Equipos
Tubular
Cámara múltiple
Sedimentadoras
Tazón sólido
Decantadoras
Centrífugas
Discos
Filtrantes
Equipos de Filtración-Centrífuga
• Canasta perforada cubierta con un medio filtrante
que gira a altas velocidades.
• Los sólidos se depositan sobre el medio filtrante.
• Salida de líquido claro.
Equipos de sedimentación centrífuga
• La suspensión se alimenta a un tazón que se
hace girar provocando que los sólidos se
colecten sobre una pared y el sobrenadante
se recupere por acción de un colector
líquido.
• Clarificación.
• Recuperación de sólidos.
• Operación en forma continua o
intermitente.
Centrífuga Tubular
• Capaz de separar partículas hasta de 0.1 µm.
• Modelos industriales:
- 15000 rpm
- 12000 G
- entre 500 y 3500 l/h
- 2 a 4 kg sólido por lote
Centrífugas de Cámara Múltiple
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Diámetro de 335 a 615 mm
Entre 5000 y 8400 rpm
5000 y 9000 G
Capacidad de sólidos entre 2.5 y 60 litros.
Centrífuga de Tazón sólido
• Diámetro de 95-125 cm
• Capacidades volumétricas de 100 a 300 litros
• Menor relación de longitud a diámetro que las
tubulares.
Centrífugas Decantadoras o de Tornillo
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Velocidades entre 1600 a 6000 rpm
Campos centrífugos menores.
Diámetro de 15 a 140 cm.
Descarga de sólidos de 30 kg/h hasta 60 ton/h
Alimentaciones entre 3.8 a 1890 l/min.
Centrífuga de Discos
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Clasificación según la forma de descarga de sólidos:
Retención de sólidos.
Tazón abierto de descarga intermitente de sólidos.
Válvula tipo boquilla de descarga intermitente de
sólidos.
Boquilla para la descarga continua de sólidos
Tazón abierto
Retención de sólidos
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Diámetro de 21-44 cm
Fuerzas centrífugas de 5000-8000 G
Capacidad de sólidos de 5 a 20 litros
Flujos de 0.4 a 1500 l/min
Diseño de Equipo de Centrifugación
• Desarrollo de una expresión para el tiempo de
residencia en la centrífuga.
• Expresión para el tiempo de sedimentación.
• Combinación de ambas expresiones para
relacionar el gasto volumétrico manejable con las
propiedades del caldo (tamaño de partícula,
diferencia de densidades, viscosidad del líquido) y
la geometría de la centrífuga.
Escalamiento y Diseño
La teoría de la sedimentación combinada con
la experimentación en equipos pilotos,
permite operar y diseñar racionalmente los
equipos de centrifugación.
Diseño de Centrífugas Tubulares
• Tiempo de residencia:
• Tiempo de sedimentación:
Diseño de Centrífugas Tubulares
• Gasto manejable para 100% sedimentación:
• Gasto manejable para 50% sedimentación:
Diseño de Centrífuga de Discos
• Gasto manejable para 100% sedimentación:
• Gasto manejable para 50% sedimentación:
Filtración centrífuga
• Gasto volumétrico:
• Tiempo de filtrado:
FIN