Descripción

Operación de separación de partículas sólidas existentes en una suspensión (normalmente líquida) por la acción de una fuerza centrífuga.

Se diferencia de la sedimentación en que en ésta sólo actúa la fuerza de la gravedad, por lo que la centrifugación alcanza una mayor efectividad y un menor tiempo de operación, aunque los costes energéticos son mayores.

La centrifugación está basada en la distinta velocidad de desplazamiento de las partículas en un medio líquido al ser sometidas a un campo centrífugo y es aplicable a separaciones sólido-líquido y a la separación de dos líquidos inmiscibles con o sin la presencia de sólidos. Tanto una como otra se basan en la diferencia de densidades entre ambas fases.

Si el objetivo de la separación de dos líquidos es obtener la fase ligera libre de fase pesada, el proceso se denomina PURIFICACIÓN y cuando lo interesante es aislar la fase pesada libre de fase ligera se habla de CONCENTRACIÓN. Si en una separación sólido-líquido se pretende lograr un efluente puro libre de partículas sólidas se denomina CLARIFICACIÓN; y si lo que se desea es obtener una suspensión pero con mayor contenido de sólidos se habla de un proceso de ESPESAMIENTO.

Existen tres tipos fundamentales de separadores centrífugos:

• centrifugador "tubular-bowl". Gira a velocidades muy altas, generando fuerzas centrífugas del orden de 13.000 veces la fuerza de la gravedad. Está construido para operar con caudales de entre 200 y 2.000 L/h.
• centrifugador "disk-bowl". Gira a una velocidad inferior al anterior y genera una fuerza centrífuga 7.000 veces la de la gravedad. Puede manejar caudales de hasta 20.000 L/h con cantidades moderadas de sólidos.
• centrifugador "solid-bowl". Su velocidad de giro provoca fuerzas centrífugas de 3.000 veces la de la gravedad. Es capaz de trabajar con corrientes que contienen gran cantidad de sólidos, separando hasta 50 T/h.

Esta clase de separadores están diseñados para operar con corrientes líquido-sólido y líquido-líquido-sólido. Los sistemas gas-sólido se separan por medio de otro tipo de equipos que son los ciclones.

Diseño

Todo cuerpo, de masa m, sometido a un movimiento giratorio según una trayectoria circular de radio R con una velocidad angular w experimenta una fuerza (Fc) que tiende a alejar el cuerpo del centro de giro. Esta fuerza de inercia se conoce como FUERZA CENTRIFUGA y su valor viene expresado por:

El número de veces que la fuerza centrífuga supera a la fuerza de gravedad se denomina FACTOR CENTRIFUGO y permite evaluar la eficiencia de una centrífuga; se expresa como:

El coeficiente dinámico de productividad representa el área de un tanque de sedimentación de igual capacidad que la centrífuga.

Equipos

Aplicaciones

• Separación del aceite de oliva del residuo sólido de extracción
• Separación de pastas jabonosas en la neutralización de aceites
• Deshidratación de fangos en el tratamiento de aguas residuales