Centrifugacin Separacin de sustancias de diferente densidad mediante movimiento giratorio

AplicacionesSeparacin de clulas de caldos biolgicosRemocin de desechos celulares de caldos de clulas que han sido sujetas a rompimientoSeparacin de precipitados proteicosRecuperacin de productos insolubles

FundamentosTeora de sedimentacin:

Ley de Stokes

Accin de la GravedadAccin de una fuerza centrfugaFuerza de aceleracin = Fuerza de empuje + Fuerza de arrastreFlujo laminarPartculas esfricas

Velocidad de sedimentacinFrERPFcPRSEDIMENTACION LIBRECENTRIFUGACION

Factor G Medida relativa de la velocidad de sedimentacin de una partcula en un campo centrfugo con respecto a su velocidad de sedimentacin en el campo gravitacional.

La fuerza desarrollada en una centrfuga es G veces la de la fuerza de gravedad.Centrfugas Industriales: poseen factores de G desde300 a 16000.Centrfugas de Laboratorio: pueden alcanzar valores deG de 500000

Equipos

CentrfugasSedimentadorasFiltrantesTubular

Cmara mltiple

Tazn slido

Decantadoras

Discos

Equipos de Filtracin-Centrfuga

Canasta perforada cubierta con un medio filtrante que gira a altas velocidades.Los slidos se depositan sobre el medio filtrante.Salida de lquido claro.

Equipos de sedimentacin centrfugaLa suspensin se alimenta a un tazn que se hace girar provocando que los slidos se colecten sobre una pared y el sobrenadante se recupere por accin de un colector lquido.Clarificacin.Recuperacin de slidos.Operacin en forma continua o intermitente.

Centrfuga TubularCapaz de separar partculas hasta de 0.1 m.Modelos industriales: - 15000 rpm - 12000 G - entre 500 y 3500 l/h - 2 a 4 kg slido por lote

Centrfugas de Cmara MltipleDimetro de 335 a 615 mmEntre 5000 y 8400 rpm5000 y 9000 GCapacidad de slidos entre 2.5 y 60 litros.

Centrfuga de Tazn slidoDimetro de 95-125 cmCapacidades volumtricas de 100 a 300 litrosMenor relacin de longitud a dimetro que las tubulares.

Centrfugas Decantadoras o de TornilloVelocidades entre 1600 a 6000 rpmCampos centrfugos menores.Dimetro de 15 a 140 cm.Descarga de slidos de 30 kg/h hasta 60 ton/hAlimentaciones entre 3.8 a 1890 l/min.

Centrfuga de Discos Clasificacin segn la forma de descarga de slidos:Retencin de slidos.Tazn abierto de descarga intermitente de slidos.Vlvula tipo boquilla de descarga intermitente de slidos.Boquilla para la descarga continua de slidosTazn abierto

Retencin de slidosDimetro de 21-44 cmFuerzas centrfugas de 5000-8000 GCapacidad de slidos de 5 a 20 litrosFlujos de 0.4 a 1500 l/min

Diseo de Equipo de CentrifugacinDesarrollo de una expresin para el tiempo de residencia en la centrfuga.Expresin para el tiempo de sedimentacin.Combinacin de ambas expresiones para relacionar el gasto volumtrico manejable con las propiedades del caldo (tamao de partcula, diferencia de densidades, viscosidad del lquido) y la geometra de la centrfuga.

Escalamiento y Diseo La teora de la sedimentacin combinada con la experimentacin en equipos pilotos, permite operar y disear racionalmente los equipos de centrifugacin.

Diseo de Centrfugas TubularesTiempo de residencia:

Tiempo de sedimentacin:

Rendimiento de una centrfuga:El rendimiento de centrfugas de diferente tamao puede evaluarse utilizando un parmetro conocido comoFACTOR SIGMA ().

Fsicamente representa el rea de la seccintransversal de un dispositivo que opera bajo gravedad con las mismas caractersticas de sedimentacin que una centrfuga.

Para dos centrfugas continuas, se relaciona con la velocidad de alimentacin del material:

= Q / 2vg

Donde Q es el caudal volumtrico de alimentacin y vg la velocidad terminal de las partculas en un campo gravitatorio.

Si dos centrfugas cumplen con la misma efectividad:

Q1 / 1 = Q2 / 2

Las ecuaciones necesarias para el clculo de dependen del diseo de la centrfuga.

Diseo de Centrfugas TubularesGasto manejable para 100% sedimentacin:

Gasto manejable para 50% sedimentacin:

Donde l es la longitud de la cesta, R1 el radio de la sup. del lquido y R0 el radio de la pared interior de la cesta.Dado que R1 y R0 son aprox. iguales en una centrfuga tubular: = 2w2R2lgdonde R es ahora el radio medio.Para una centrfuga de cesta tubular la siguiente expresin posee una precisin del 4%:

Diseo de Centrfuga de DiscosGasto manejable para 100% sedimentacin:

Gasto manejable para 50% sedimentacin:

Para una centrfuga de discos:Donde:w es la velocidad angular en rad-1N es el nmero de discos en la pilaR0 el radio exterior del discoR1 el radio interior del discog es la aceleracin de la gravedad es el ngulo

Filtracin centrfugaGasto volumtrico:

Tiempo de filtrado:

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