Fundamentos y Aplicaciones de la Centrifugación en Procesos Industriales

Fundamentos de la Centrifugación

La centrifugación es una operación de separación de partículas sólidas en una suspensión por acción de la fuerza centrífuga. Esta técnica es aplicable a la separación sólido/líquido o de dos líquidos inmiscibles, y su objetivo es separar dos fases de distinta densidad mediante fuerza centrífuga.

Fuerza Centrífuga

Es la fuerza en sentido contrario a la centrípeta que aleja un cuerpo de su centro de rotación.

Factores que afectan la centrifugación

• Fórmula: Fc = m (masa) · ω² (velocidad de giro) · r (radio del recipiente).
• Factor centrífugo: Número de veces que la fuerza centrífuga supera a la gravedad.

Tipos de Centrifugadoras

1. Bowl

Consiste en un tubo cuyo largo es varias veces su diámetro, que rota sobre apoyos a cada lado. El flujo entra por el fondo y las fuerzas centrífugas separan los sólidos, que se adhieren a las paredes de la campana, mientras que el líquido sale por la parte superior.

2. Decantador Centrífugo

Se utiliza en líquidos de densidades con diferencias pequeñas y donde la fuerza de gravedad es débil para separarlos rápidamente. Consiste en un cilindro horizontal que rota a alta velocidad con un tornillo helicoidal para la extracción.

• Ventajas: Mayor rango de usos, opera en continuo, acepta grandes rangos de concentración y posee gran capacidad de flujo.

3. Filtro Centrífugo

La suspensión se introduce en una cesta rotatoria con pared perforada recubierta por un medio filtrante. La fuerza centrífuga obliga al líquido a pasar a través del medio, reteniendo los sólidos.

4. Centrífuga de Eje Horizontal

Empleada en la separación de sólidos blandos donde la humedad del sólido no es un factor crítico.

5. Ciclón

Se introduce aire y sólido por la parte superior; el sólido, al ser más denso, va hacia el fondo y sale por la parte inferior, mientras que el aire o gas sale por la parte superior.

6. Centrífuga de Platos

Se emplea para mezclas de líquidos de diferente densidad y para separar líquidos en suspensión.

Aplicaciones Industriales

• Separación de la mayoría de líquidos/sólidos.
• Recuperación de sólidos de valor.
• Desagüe de lodos (actúa como espesante y logra un alto nivel de secado).
• Separación de aceite de oliva de sólidos.
• Separación de pastas jabonosas en aceite.
• Deshidratación de fangos en tratamiento de aguas.

Ventajas e Inconvenientes

Ventajas

• Gran capacidad de procesamiento.
• Alimentación en continuo.
• No depende de la fuerza de gravedad, lo que acelera el proceso.

Inconvenientes

• Diseño más complejo que los tanques de sedimentación.
• Fabricación y mantenimiento más costosos.

Precauciones

Al ser una centrífuga cerrada, funciona con partes móviles aisladas, por lo que es fundamental revisar los equipos periódicamente.