Descripción
La filtración se refiere a la separación de partículas sólidas o semisólidas que se encuentran suspendidas en un fluido al pasar a través de un medio poroso, fibroso o granular llamado medio filtrante mediante la aplicación de una fuerza impulsora en un período de tiempo determinado, tiene como objeto la clarificación de líquidos, la recuperación de sólidos y líquido, así como secado y lavado de materiales, etc.
La filtración centrífuga se basa en el principio común de que la rotación de un objeto en torno a un eje central y a una distancia radial constante de dicho eje, produce una fuerza que actúa sobre dicho objeto.
Si el objeto que se hace girar es un recipiente cilíndrico, la suspensión contenida en él desarrollará una fuerza llamada fuerza centrífuga, hacia las paredes del recipiente.
Esta obliga a pasar un líquido a través de un lecho o torta de filtrado en el interior de una cesta o tambor de rotación perforado.
Las partículas suspendidas en un fluido, se separan mecánica o físicamente usando un medio poroso que retiene las partículas en forma de fase separada permitiendo el paso del filtrado sin sólidos.
Las partículas sólidas suspendidas pueden ser muy finas (del orden de micrómetros) o bastante grandes, muy rígidas o plásticas, esféricas o de forma muy irregular, agregados o partículas individuales. El producto más valioso puede ser el filtrado sin sólidos o la torta sólida.
La alimentación de la suspensión se descarga por el centro de la cesta o tambor centrífugo. Al entrar la alimentación, es arrastrada de inmediato hacia las paredes del tazón. La fuerza centrífuga suele ser 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 hacia afuera, presionando sobre la pared vertical del tazón.
Se desprecian los efectos de la gravedad y de las variaciones de energía cinética, por lo que la caída de presión debida a la acción centrífuga se iguala a la caída de presión en el líquido que circula a través de la torta; así mismo, se supone que la torta está completamente llena de líquido, que el flujo de líquido es laminar, que la resistencia del medio filtrante es constante y que la torta es prácticamente incompresible de forma que se puede utilizar una resistencia específica media constante.
(Fuente: García, 2000)
Las centrífugas de filtración pueden ser:
- Centrifugas de canasta
- Centrifuga discontinua suspendida
Centrifugas de Canasta
En este tipo de centrifugadoras, la canasta puede estar montada horizontal o verticalmente, con un extremo cerrado y el otro medio abierto.
La canasta tiene perforaciones acompañadas de una pantalla metálica y una membrana filtrante que se la hace girar. Las fuerzas centrífugas permiten al concentrado pasar a través del filtro, logrando acumular las partículas en forma de torta. Soporta fuerzas de separación sobre los 2000g, y partículas de tamaño de 2 -1000 ??.
Cuando el material de filtrado debe secarse posteriormente por medios térmicos, el uso de una centrífuga supone una importante reducción de los costos.
Una centrífuga cuenta con 5 etapas de operación que son las siguientes:
1. Alimentación
2. Limpieza de la torta
3. Retiro de la torta
4. El retiro del líquido
5. Lavado de la centrífuga
APLICACIONES
Dentro de las aplicaciones de este filtro se encuentran: Clasificación de líquidos, espesamiento de lodos, separación de mezclas con diferentes fases clasificación de sólidos en una suspensión en función de su tamaño.
BIBLIOGRAFÍA
- McCabe W. L., Smith J. C. (1991), Operaciones Unitarias en Ingeniería Química, pp: 1023.
- J. Monteros y P. Tayupanta, Selección de la unidad de separación mecánica sólido-líquido para un sistema de tratamiento de lodos procedentes del desarenado de los separadores de producción de petróleo, Quito: EPN, 2012.
- J. García, «La Centrifugación en la industria Químico-Farmacéutica,» Sintefarma,2000.