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 StokesAcción de la Gravedad

Acción de una fuerza centrífuga

Fuerza de aceleración = Fuerza de empuje + Fuerza de arrastre

Flujo laminarPartículas esféricas

Velocidad de sedimentación

CENTRIFUGACIONSEDIMENTACION LIBRE

Fr

P

E

E: Empuje hidrostático

Fr : Fuerza de roce viscosa

P: Peso

F’r

E’R

ω

P

Fc

PR

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

Sedimentadoras

Filtrantes

TubularCámara múltipleTazón sólidoDecantadorasDiscos

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: