bioseparaciones mecanicas

Procesos regidos por fuerzas inerciales: 1. Precipitación o sedimentación centrifuga: Su uso aumenta el grado de las fuerzas que actúan sobre las partículas. Las partículas que no se precipitan o lo hacen con mucha lentitud en precipitadores por gravedad, casi siempre se pueden separar de los fluidos por medio de fuerzas centrífugas. Estas fuerzas permiten obtener velocidades prácticas con partículas mucho más pequeñas que en los precipitados por gravedad. gr avedad. Contrarresta las otras fuerzas y elimina el movimiento browniano Aplicaciones:    

Industria láctea Cervecería Concentrados proteicos Procesamiento de jugos y aceites vegetales

2. Filtración centrífuga Fuerza impulsora: fuerza centrífuga para hacer que fluya la suspensión a través de un filtro y se acumule una torta de sólidos La torta de sólidos granulares de la suspensión se deposita en un medio de filtración sostenido en una canastilla rotativa, se lava y se seca para reutilizarla.

FUERZAS QUE SE DESARROLLAN EN EL PROCESO DE SEPARACIÓN POR CENTRIFUGACIÓN Los separadores centrífugos se basan en el principio común de que la rotación de un objeto en torno a un eje o punto central, a una distancia radial constante desde dicho punto, produce una fuerza que actúa sobre dicho objeto

Si el objeto se hace girar en un recipiente cilíndrico, el contenido de fluidos y solidos desarrolla una fuerza igual y opuesta (fuerza centrífuga) hacia las paredes del recipiente.

a) La alimentación se da por la parte superior b) la fuerza gravitatoria vertical y la fuerza centrífuga horizontal actúan sobre el líquido y los sólidos la fuerza centrífuga es tan grande que es posible despreciar la fuerza de gravedad, entonces, la capa líquida asume una posición de equilibrio con su superficie casi vertical. Las partículas se precipitan horizontalmente hori zontalmente hacia afuera, presionándose sobre la pared vertical del tazón.

 c) la separación de dos líquidos con densidades diferentes en una centrífuga, donde el fluido más denso ocupará la periferia, pues la fuerza centrífuga es mayor sobre él

Ec. Para la fuerza centrífuga: La aceleración de la fuerza centrífuga en un movimiento circular es:

 =  Donde: ac= ac. Causada por la fuerza centrífuga en m/s^2 r= distancia radial al centro de rotación en m w= vel. Angular (rad/s)

La fuerza centrífuga Fc en N que actúa sobre la partícula dada por:

 =  =    (SI)   =    (sistema inglés) Donde gc= 32.174 lbm*ft/lbf*s^2 Puesto que: W=v/r

donde v=vel. Tangencial

Sustituyendo la ecuación 4 en la 2

       = ( ) =  Por otro lado, las velocidades de rotación también se pueden expresar en N (rev/min)

 = 2 60  = 60 2 Sustituyendo la ecuación 6 en la ecuación 2 y 3

   [] =     = 0.01097  (SI) (8)     [ ] =       = 0.000341  (Unidades del sistema ingles)

(9)

La ec. (2) indica que la fuerza de gravedad sobre las partículas es:

  =   =   =     = 0.001118   (SI) (11)        = 0.000341   (Unidades inglesas) (12)  Por consiguiente, la fuerza que se desarrolla en una centrífuga es (rw^2/g o v^2/rg) tantas veces mayor que la fuerza de gravedad Fc/Fg = gravedades