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Proceso de separación mecánica por filtración y centrifugación Existen una variedad de procesos que nos permiten separar mezclas en productos puros

FILTRACION En la filtración, las partículas suspendidas en un fluido, ya sea líquido o gas, se separan mecánica o físicamente usando un medio poroso que retiene las partículas en forma de fase separada que permite el paso del filtrado sin sólidos. Como ejemplo, en la producción de azúcar se emplean medios filtrantes (filtros de vacío) y también aparecen las fuerzas centrifugas que permiten la separación de las partículas sólidas del fluido

ESQUEMA DE UN PROCESO DE FILTRADO

PROCESO DE FILTRADO • FILTRACIÓN DE TORTA (CAKE FILTRACIÓN) separación de los sólidos mediante un medio filtrante, el caudal del filtrado depende de la diferencia entre las presiones que actúan en la superficie de salida del medio filtrante



FILTRACIÓN DE LECHO PROFUNDO

Retiene las partículas pequeñas Y en baja concentración, se aplica en los procesos de depuración de aguas se pretende eliminar solidos

muy finos y muy diluidos mediante circulación a través de un lecho granular con sólidos medios o gruesos. 

FILTRACIÓN DE FLUJO CRUZADO

Los sólidos son separados en flujo tangencial al medio filtrante y separados conti-

nuamente sin acumulación sobre el medio filtrante, que son membranas.

MEDIOS FILTRANTES El medio filtrante debe permitir la extracción de la torta sin dificultades ni pérdidas. Obviamente, debe tener una resistencia suficiente para no rasgarse y no ser afectado por los productos químicos presentes. son telas gruesas de loneta o sargas, tejidos pesados, fibra de vidrio, papel, fieltro de celulosa, telas metálicas, de lana, de nylon, de dacrón y otros tejidos sintéticos.

AYUDAS DE FILTRACION

Estas ayudas de filtración se pueden usar de diferentes maneras; por ejemplo como recubrimiento previo antes de filtrar la suspensión, el cual impide que los sólidos de tipo gelatinoso obstruyan el medio filtrante y permite obtener un filtrado más transparente. También se pueden añadir a la suspensión antes de la filtración, para estas ayudas se utiliza celulosa de madera, asbesto, y otros solidos porosos inertes.

APLICACIONES DE FILTRACIONES 

Química: filtración de fundido, silicato sódico

azufre



Farmacéutica: producción vitaminas y antibióticos.

de



Petroquímica: separación distintos componentes.

de



Alimentaria: filtración de glucosa, fructosa y azucares

ECUACIONES DE FILTRACIÓN PARA PROCESOS A PRESIÓN CONSTANTE 𝑑𝑡  𝑑𝑉

𝜇𝛼𝑐𝑠 𝜇 = 2 𝑉+ 𝑅𝑚 𝐴 ∗(−∆𝑝) 𝐴∗(−∆𝑝) 𝜇𝛼𝑐𝑠  𝐾𝑝 = 2 𝐴 ∗(−∆𝑝) 𝜇𝛼𝑐𝑠  𝐾𝑝 = 2 𝐴 ∗(−∆𝑝)𝑔𝑐

 

𝐵=

𝜇𝑅𝑚 𝐴∗(−∆𝐴)

𝐵=

𝜇𝑅𝑚 𝐴∗(−∆𝑝)𝑔𝑐

= 𝐾𝑝 𝑉 + 𝐵

Integrando para obtener el tiempo de filtración t en s 1 𝑣  ‫𝑉 𝑝𝐾( ׬ = 𝑡𝑑 ׬‬ 0 0 𝐾𝑝 2 𝑡 = 𝑉 + 𝐵𝑉 2

+ 𝐵)𝑑𝑉

Donde V es el volumen total de filtrado en m3 (pie’) recolectado en t s

CENTRIFUGACIÓN 

La centrifugación puede ser

definida como el proceso de resolver sistemas de multi componentes, con al menos una de las fases liquidas, por la aplicación de la fuerza centrífuga. 

Centrifugas

(de pocas g a aprox. 3,000 g), 

Súper-centrifugas

(o centrifugas de alta velocidad,

rango de 2,000 g a 20,000 g)

 Ultracentrífugas

(de 15,000 g a 600,000 g)

En las centrifugas se suele controlar la temperatura de la cámara para evitar sobrecalentamiento de las muestras debido a la fricción  En

las ultracentrífugas, la velocidad extrema (más de 100,000 rpm)

 En

una centrifuga el elemento determinante es el rotor, dispositivo que gira.

PRECIPITACIÓN O SEDIMENTACIÓN CENTRIFUGA 

Uso de centrifuga aumenta en alto grado las fuerzas que actúan sobre las partículas



Algunas veces la separación por gravedad es demasiado lenta debido a la similitud de densidades de la partícula y el fluido



se emplea para secar cristales, separar constituyentes solidos o líquidos de las emulsiones.

FUERZAS QUE DESARROLLA EN LA SEPARACION POR CENTRIFUGACION: 

Los separadores

centrífugos se basan en el principio común de que la rotación de un objeto entorno a un eje que produce una fuerza y opuesta llamada fuerza centrífuga que actúa sobre dicho objeto.

DISEÑO DE EQUIPO DE SEDIMENTACIÓN CENTRIFUGA

El diseño de los equipos de centrifugación está basado en la teoría de la sedimentación. 

La cual puede visualizarse más fácilmente en el caso de las centrifugas tubulares debido a la sencillez de su geometría.

 Este caso puede ser extendido al caso de las centrifugas de discos.

Por otro lado, los equipos que operan por filtración centrifuga presentan variantes de diseño respecto a los dos anteriores. 

-Filtración

centrifuga. – Combinan los dos principios de separación mecánica: Filtración y Centrifugación, también se usan en filtración empleando una fuerza centrífuga en lugar de una diferencia de presión para hacer que fluya la suspensión a través de un filtro y se acumule una torta de solidos sobre una pantalla.

APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA: 

Un ejemplo en la industria lechera es la separación de la crema de la leche para obtener leche descremada.