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
Centrifugación
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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: Ley de Stokes Acción de la Gravedad Acción de una fuerza centrífuga Fuerza de aceleración = Fuerza de empuje + Fuerza de arrastre Flujo laminar Partículas esféricas
E: Empuje hidrostático Fr: Fuerza de roce viscosa P: Peso E Fr P Velocidad de sedimentación SEDIMENTACION LIBRE CENTRIFUGACION F’r 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 Centrífugas Tubular Cámara múltiple Tazón sólido Decantadoras Discos Sedimentadoras 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 • 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 • 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 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 • 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:
