separadores de solidos-centrifugas

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

FACULTAD DE OCEANOGRAFÍA, PESQUERÍA

Y CIENCIAS ALIMENTARIAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ALIMENTARIA

DOCENTE: Victor Terry Calderon

ASIGNATURA: INGENIERA DE ALIMENTOS III

TEMA: Separadores De Solidos-Centrifugas

ALUMNOS: Jimenez Albites Jose

Lima –Perú

2015


ContenidoUNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL.........................................................................1

FACULTAD DE OCEANOGRAFÍA, PESQUERÍA................................................................................1

Y CIENCIAS ALIMENTARIAS...........................................................................................................1

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ALIMENTARIA................................................................1

1 INTRODUCCIÓN....................................................................................................................1

1.1 Clasificación de métodos de separación según las fases involucradas.........................1

2 CENTRIFUGACION................................................................................................................2

2.1 Principios de la separación centrífuga:.........................................................................2

2.1.1 Ecuaciones para la Fuerza Centrífuga...................................................................2

2.1.2 Métodos de separación centrífuga:......................................................................3

2.1.3 Ventajas:...............................................................................................................3

3 CENTRIFUGACIÓN................................................................................................................3

3.1 Aplicaciones de la centrifugación.................................................................................4

3.1.1 Fundamentos de la separación centrífuga............................................................5

3.1.2 Separación de Líquidos Inmiscibles......................................................................8

3.2 TIPOS DE CENTRIFUGAS..............................................................................................11

3.2.1 CENTRÍFUGA DE SEDIMENTACIÓN:....................................................................11

3.2.2 CENTRÍFUGAS DE FILTRO:...................................................................................11

3.3 CLASIFICACION...........................................................................................................11

3.3.1 CENTRÍFUGAS HIDRAULICAS...............................................................................11

CENTRÍFUGAS DE BANDA...................................................................................................12

3.3.2 CENTRÍFUGAS DE MANDO ELECTRICO................................................................12

3.3.3 CENTRÍFUGAS BACHES........................................................................................13

CENTRÍFUGAS CONTINUAS.................................................................................................13

4 Centrífugas industriales......................................................................................................14

4.1 Centrífugas de rotor tubular.......................................................................................14

4.2 Centrífugas de rotor de discos....................................................................................17

Centrifugas de rotor macizo...................................................................................................19

5 CONCLUSIÓN......................................................................................................................20

6.................................................................................................................................................20

7 Bibliografía.........................................................................................................................20

JOSE JIMENEZ ALBITEZ Página i


JOSE JIMENEZ ALBITEZ Página ii


1 INTRODUCCIÓN

Equipos para separar sólidos en diversas corrientes se utilizan en muchas industrias de procesos. En estas unidades no se llevan a cabo procesos equivalentes a las reacciones químicas, solo se separan los componentes de una mezcla y de tal manera que si mezclamos las fracciones aisladas se vuelve a tener prácticamente la mezcla original de la cual partimos. Los métodos de separación pueden clasificarse de acuerdo al número de fases presentes en la mezcla. Se indican las fases involucradas en procesos de separación, junto con algunos ejemplos de los métodos que comúnmente se utilizan para hacer la separación. Por ejemplo si queremos separar un mezcla solida – solidad podemos utilizar una fase adicional como aire, en otras palabras podemos utilizar una segunda o tercera fase para lograr la separación del sistema bifásico inicial

1.1 Clasificación de métodos de separación según las fases involucradas

“Sedimentación centrífuga”: es la separación de partículas de un fluido por acción de la fuerza centrífuga.Una partícula que cae a través de un fluido bajo la acción de la fuerza de gravedad, lo hace a una velocidad que depende de su tamaño y de su densidad. Las partículas pequeñas o las gotas líquidas lo hacen a velocidades bajas, por lo cual su separación La suele ser difícil y se requieren equipos de grandes dimensiones (pues el tamaño del equipo está determinado por la velocidad de sedimentación de las partículas más pequeñas que se desea separar). Una forma de aumentar las velocidades terminales es aplicando una fuerza centrífuga sobre el sistema.Por lo tanto, los separadores centrífugos son mucho más eficientes que los separadores por gravedad para la separación de partículas muy pequeñas o de gotas finas, y una ventaja adicional es que el tamaño de los equipos es mucho menor que los de gravedad, para una capacidad dada de producción

JOSE JIMENEZ ALBITEZ Página 1

Fase Técnicas se separación Solido – gas Separación en ciclones

Filtración Solido – solido Tamizado en Zarandas

Flotación Clasificación por aire

Solido- liquido Sedimentación Centrifugación Filtración Separación por membranas


2 CENTRIFUGACION

2.1 Principios de la separación centrífuga:

Los separadores centrífugos se basan en el principio de que: “cuando una partícula es obligada a girar en una trayectoria circular en torno a un punto o eje central, a una distancia radial constante, está sujeta a la acción de una fuerza centrífuga que actúa hacia afuera, en dirección radial”. Si el objeto que gira es un recipiente cilíndrico, por acción de la fuerza centrífuga el contenido del mismo es impulsado sobre las paredes del recipiente. Esta fuerza es la que provoca la sedimentación de las partículas a través del fluido contenido en un recipiente en rotación.

2.1.1 Ecuaciones para la Fuerza Centrífuga.

La aceleración de la fuerza centrífuga (Fc) en el movimiento circular es:ae = rω2

Dónde: ae: aceleración causada por la fuerza centrífuga en m/s2.r : distancia radial al centro de rotación en mts.ω: velocidad angular en rad/sUtilizando el SI, la Fc que actúa sobre la partícula está dada por:Fc = mae = mrω2

Como ω = vtg/r siendo vtg: velocidad tangencial de la partícula en m/s.

Fc=mr ( v tg

r )2

Las velocidades de rotación se expresan en: n (rpm)

ω=2 πn60

n=60 v tg

2 πr

Sustituyendo en la ecuación de la Fc, la misma queda:

Fc ( Newton )=mr( 2πn60 )

2

=0,01097 mr n2



2.1.2 Métodos de separación centrífuga:

Existen dos métodos principales que utilizan la fuerza centrífuga para producir la separación de partículas de un fluido:

a) La Separación Ciclónica: que se lleva a cabo en equipos llamados “ciclones”, en los cuales la fuerza centrífuga se genera efectos de rotación de la suspensión que ingresa al recipiente, el cual es estacionario. Los ciclones se utilizan principalmente para separar polvos o “nieblas” de gases o partículas sólidas de líquidos.

b) La Centrifugación: que se realiza en equipos llamados “centrífugos”, en los cuales la fuerza centrífuga se genera por la rotación del recipiente. La centrifugación se utiliza para separar partículas sólidas de un líquido (clarificación) o para separar líquidos inmiscibles.

2.1.3 Ventajas:

Como la Fc > Fg, al aumentar la fuerza que actúa sobre las partículas, aumentan las velocidades terminales de las mismas. Esto permite: ─ Separar partículas muy pequeñas o de bajas densidades. ─ Utilizar equipos más pequeños para separación de mezclas.

3 CENTRIFUGACIÓN

Centrifugación es la separación de partículas sólidas o gotas líquidas de una fase líquida continua, por acción de una fuerza centrífuga.Todos los componentes de un sistema formado por partículas suspendidas en una fase líquida, encerrados en un recipiente cilíndrico giratorio, están sometidos a la acción de una fuerza centrífuga. Esta fuerza hace que todas las partículas de mayor densidad que el líquido se desplacen radialmente hacia las paredes del recipiente (sedimenten), y las partículas con menor densidad que el líquido se desplacen radialmente hacia el centro de rotación (floten).



En la Fig. (a) se muestra un recipiente cilíndrico que contiene una suspensión de partículas sólidas en un líquido. Si el recipiente es estacionario, la superficie del líquido es horizontal, y se produce el asentamiento de los sólidos en el fondo del recipiente por acción de la fuerza de gravedad. En la Fig. (b) el mismo recipiente se hace girar alrededor de su eje vertical. En este caso, sobre el sistema actúan dos fuerzas: la fuerza de gravedad, que actúa hacia abajo, y la fuerza centrífuga, que actúa en dirección radial. En los equipos industriales, la magnitud de la fuerza centrífuga es mucho mayor que la fuerza de gravedad por lo cual esta última se puede despreciar. Bajo la acción de la fuerza centrífuga, la capa de líquido toma una posición de equilibrio con su superficie interna casi vertical, mientras que las partículas sólidas se asientan horizontalmente, en dirección radial, hacia el exterior, y se comprimen contra las paredes verticales del recipiente.Cualquier equipo giratorio en el que se aplica una fuerza centrífuga con propósitos útiles (ej: para separación de fases) se conoce como una centrífuga, y por lo general consta de:-un recipiente cilíndrico o rotor, en el que la suspensión se acelera en forma centrífuga.-un tubo de alimentación, a través del cual entra la suspensión al rotor.-un eje de impulso y cojinetes.-un mecanismo impulsor (generalmente un motor eléctrico) para girar el eje y el rotor.-una cubierta para separar los productos de la centrifugación.-una estructura de soporte para todos estos elementos.

3.1 Aplicaciones de la centrifugación.

La separación por centrifugación se utiliza en un gran número de procesos industriales, y en forma especial, en la industria alimenticia. Algunas de estas aplicaciones son:-deshidratación de grasas animales.de aceites vegetales y de pescado, clarificación de jugos de frutas, cidra y jarabes azucarados en la elaboración de bebidas (centrífugas de rotor tubular)-separación de grasas de líquidos acuosos como la separación de la crema de leche en la industria lechera, refinación de grasas animales y aceites vegetales (secado y clarificación), clarificación de jugos de frutas y aceites cítricos (centrífugas de rotor de discos)- y lúpulo, recuperación clarificación de cerveza de levaduras



-recuperación de proteínas vegetales y animales (centrífugas de cámara y transportador)-separación de impurezas de aceites lubricantes Las operaciones de centrifugación suelen clasificarse en:

a) clarificación de líquidos: cuando el objetivo es limpiar un líquido separando del mismo pequeñas cantidades de sólidos (concentración de sólidos en la alimentación menor al 1%)

b) separación de lodos, cuando el objetivo es obtener una suspensión concentrada o lodo (concentración de sólidos en la alimentación hasta 6%)

c) separación de líquidos inmiscibles.

3.1.1 Fundamentos de la separación centrífuga

En cualquier proceso de separación centrífuga, una partícula de un determinado tamaño se separa del líquido si dispone de suficiente tiempo para llegar hasta la pared del recipiente separador. El tiempo disponible para la separación de la partícula es el tiempo de residencia de la suspensión en el equipo (el tiempo de residencia es la relación entre: volumen de líquido en el recipiente/caudal alimentado al equipo). Como las partículas se mueven a través del fluido en dirección radial a sus velocidades terminales radiales, es posible calcular el diámetro de las partículas que se pueden separar completamente en la centrífuga (o sea, el diámetro de las partículas para las cuales la eficiencia de separación sea del 100 %).En el esquema se representa el rotor de una centrífuga sencilla. La alimentación ingresa al recipiente por la parte inferior, y el líquido clarificado se descarga por la parte superior. Se puede suponer que el líquido que ingresa se mueve hacia arriba con una velocidad constante arrastrando consigo a las partículas sólidas, las cuales, al mismo tiempo son desplazadas hacia la pared a sus velocidades terminales. El tiempo de sedimentación de la partícula está limitado por el tiempo de residencia de la suspensión. Las partículas que, en el tiempo de residencia de la suspensión, pueden llegar hasta la pared, son separadas del líquido, mientras que las que en ese tiempo no llegan a la pared, son arrastradas por el líquido que sale de la centrífuga. La separación o no de la partícula depende de su velocidad terminal y de la posición inicial de la partícula en el fluido (o distancia radial que debe recorrer la partícula para llegar hasta la pared).



En cualquier proceso de separación mecánica, el grado de la misma está limitado por la velocidad terminal de las partículas más pequeñas, para las cuales se puede considerar aplicable la ecuación de Stokes:

Vt R=drdθ

=r ω2 ( ρP− ρ ) Dp2

18 μ

Separando términos e integrando entre una posición inicial ri y una posición final rf para el tiempo de residencia de la suspensión:

∫ri

r f

drr

=Dp2ω2 ( ρP−ρ )

18 μ ∫0

θR

dθ

lnrf

ri

=Dp2 ω2 ( ρP−ρ )

18 μθR

Dónde: θR = V/Q, siendo Q: caudal de alimentación y como el volumen de líquido en la centrífuga es: V = πL (r2

2−r12 ) , reemplazando en la ecuación anterior y despejando

Dp:

Dp=√ 18 μ ln ( rfri

)

ω2 ( ρP−ρ ) V /Q

Esta ecuación permite relacionar la eficiencia de separación de una partícula con la distancia que debe recorrer en el tiempo de residencia disponible.



3.1.1.1 Diámetro Mínimo.Se define el diámetro mínimo(Dpmin) como el diámetro de las partículas más chicas que se separan totalmente en la centrífuga (y que por lo tanto, tienen una eficiencia de separación del 100 %). Estas partículas son las que, en el tiempo de residencia, pueden recorrer la mayor distancia para llegar hasta la pared, es decir, desde r1 hasta r2 o el espesor de la capa líquida (r2 ─ r1) Por lo tanto:

Dpmin=√ 18 μ Q ln ( r 2r1

)

ω2 ( ρP−ρ ) V

Las partículas con diámetro mayor a Dpmín no aparecen en el líquido clarificado que sale de la centrífuga, y las partículas con diámetros menores a Dpmín son separadas del líquido en porcentajes menores al 100 %.

3.1.1.2 Diámetro Crítico.Se define el diámetro crítico (Dpc) como el diámetro de las partículas que son separadas con una eficiencia del 50 % (la mitad se separa, y la otra mitad es arrastrada por el líquido que sale de la centrífuga). Estas partículas pueden recorrer la mitad del espesor de líquido en el tiempo de residencia disponible, es decir, desde (r1+ r2)/2 hasta r2. Por lo tanto:─ Si r2 > r1

Dpc=√ 18 μ Qω2V ( ρP− ρ )

ln2 r2

(r1+r2 )

Si despejamos el caudal:

Qc=ω2 Dpc

2V ( ρP−ρ )18 μ ln 2r2/ (r 1+r 2)

Donde Qc es el caudal con el cual se logrará que la mayor parte de las partículas con diámetro mayor que Dpc se separe, y la mayor parte de las partículas con diámetro menor que Dpc permanezcan en el líquido.─ Si r2≅ r 1, estamos ante un caso particular, el espesor del líquido es pequeño comparado con el radio de la centrífuga, podemos decir que r2≅ r 1= cte y Dp = Dpc,

Vt R=drdθ

=cte . =>Vt R=x

dθpara x=

r2−r1

2

r2−r1

2=vtR .θR=>Dpc=√ 9 μ

ω2 ( ρP−ρ ) V /Q ( r2−r1

r )r≅ r 2

Generalizando la expresión, se puede expresar:



Dpc=√ 9 μω2 ( ρP−ρ ) V /Q ( Se

ℜ )Para: Se = espesor medio de la capa líquida.re = valor medio del radio de la centrífuga.El caudal Qc de alimentación para producir la separación del 50% de las partículas de Dpc es:

Qc=ω2 Dpc

2 ( ρP−ρ ) .V9 μ

ℜSe

Valor de sigma. Cambio de escala.La ecuación anterior suele modificarse para su aplicación a centrífugas industriales. Multiplicando y dividiendo por (2.g) y agrupando los términos relacionados con la centrífuga en un grupo, y los relacionados con los sólidos y el líquido en otro grupo:

Qc=2g .ω2 Dpc

2V ( ρP− ρ )2g .18 μ ln 2 r2/ (r1+r2 )

Agrupando:

Qc=2g Dpc

2 ( ρP−ρ )18μ

ω2.V2 g ln 2r 2/( r1+r2 )

=2vt . Σ

Donde Σ=ω2 .V

2 g ln2 r2/ (r1+r 2)=

ω2 . πL (r22−r1

2 )2 g ln 2r 2/( r1+r2 )

En esta ecuación𝛴 o “valor sigma”, es una característica de la centrífuga, y físicamente representa el área que debería tener un tanque de sedimentación por gravedad para separar el 50 % de las partículas de diámetro Dpc, y vt es la velocidad terminal que tendría la partícula de diámetro Dpc en un campo gravitacional. Las centrífugas industriales se especifican por sus valores sigma (existen tablas proporcionadas por los fabricantes).El valor sigma se utiliza ampliamente en problemas de cambio de escala, para comparar centrífugas del mismo tipo pero de distinto tamaño. Por ejemplo, para dos centrífugas del mismo tipo pero de distinto valor de sigma (distinto tamaño), la eficiencia de separación de ambas será la misma (el Dpc para las dos centrífugas será el mismo) si se satisface la relación:Q1

Σ1

=Q2

Σ 2 =>Σ2=

Q2

Q1

Σ1

3.1.2 Separación de Líquidos Inmiscibles. La separación de los componentes de una mezcla líquido-líquido, en la que ambos son inmiscibles y están finamente divididos, como es el caso de las emulsiones, es una operación muy común en la industria de la alimentación.Si en una centrifuga se introduce una mezcla de dos líquidos inmiscibles A y B (ρA>ρB), se forman dos fases líquidas, el líquido más denso tiende a moverse hacia la pared del recipiente y formar un anillo sobre su superficie interior. El líquido más liviano es



desplazado hacia el centro de rotación formando un anillo concéntrico con el primero. Ambas fases líquidas permanecen separadas por una interfase líquido-líquido, llamada zona neutra. El proceso de separación dentro de la centrífuga se completa con el movimiento de gotas hacia la interfase (proceso similar a la clarificación)

Fig. Esquema de Centrífuga de Rotor Tubular

La fase continua A es una suspensión de gotas de líquido B en líquido pesado A: por acción de la fuerza centrífuga estas gotas se mueven hacia la interfase (hacia la capa de líquido B). El diámetro crítico de las gotas a separar en cada fase, puede calcular adaptando la ecuación obtenida para la separación de partículas sólidas de un líquido:─ Para las gotas de líquido liviano suspendidas en la fase pesada.

Dpc(Ben A )=√ 18 μQA

ω2 V A ( ρP−ρ )ln

2 r i

( r5+ri )

VA = πL (r52−r i

2 ) QA = xA.QTot

─ Para las gotas de líquido pesado suspendidas en la fase liviana.La fase continua B es una suspensión de gotas de líquido A en líquido liviano B. Estas gotas se mueven hacia la interfase (hacia la capa de líquido A). El diámetro crítico para las mismas es:

Dpc(Ben A)=√ 18 μ QB

ω2V B ( ρP−ρ )ln

2 r2

(r1+r2 )

VB = πL (ri2−r1

2 ) QB = xB.QTot

En estos equipos, la alimentación se introduce normalmente desde el fondo del recipiente por medio de un tubo central y los líquidos separados se extraen de cada capa por un sistema de vertederos o derrames. El líquido más denso fluye hacia el exterior a través de un derrame circular de radio r4 y el líquido liviano lo hace a través de un derrame de radio ri.



En muchas aplicaciones es importante conocer la posición de la interfase líquido-líquido. Para localizarla se realiza un balance de las presiones existentes en ambas capas.Durante el proceso de separación la interfase debe permanecer estable. De acuerdo con los principios de la estática de fluidos, la interfase será estable si la diferencia de presión en el líquido liviano entre r1 y ri es igual a la que existe en el líquido pesado entre r4y ri(en el rebosadero de líquido pesado). Es decir:

Pi ─ P1 = Pi ─ P4

La Fc ejercida sobre el fluido a una distancia r, es: Fc = mrω2

La fuerza diferencial a través de un espesor dr de líquido es:dFc = rω2dmPero: dm = [(2πrL)dr]ρ

La variación de presión en un elemento diferencial de radio dr y longitud L es:

dP¿ dFcA gc

= r ω2 dmA gc

=rω2 ρ (2 πrLdr )

2πrL gc

=ω2 ρrdrgc

Integrando:P A ω2 (ri

2−r42 )

2 gc

=PB ω2 (r i

2−r12 )

2 gc

Y la posición de la interfase es:

ri=√ ρA r 42−ρB r1

2

PA−PB

Se observa aquí que la posición de la interfase depende de la posición de los derrames de los dos líquidos y de la densidad de los mismos. Si las densidades de los dos fluidos son sensiblemente iguales, la interfase puede ser inestable (la diferencia entre las densidades debe ser mayor al 3 %). La ecuación anterior indica también que, si r1 se mantiene constante y se aumenta r4, radio del conducto de salida para el líquido pesado, la zona neutra se desplaza hacia la pared del recipiente. Si se disminuye r4 la interfase se desplaza hacia el eje. Un aumento de r1, manteniendo constante r4 provoca también un desplazamiento de la interfase hacia el eje, mientras que una disminución de r la desplaza hacia la pared. La posición de la interfase es muy importante en la práctica. En la zona A, el líquido liviano se separa del líquido pesado, y en la zona B ocurre lo contrario. Si uno de los procesos es más difícil que el otro, necesitará más tiempo para realizarse. Por ejemplo, si la separación en la zona B es más difícil que en la zona A, la zona B deberá ser grande y la zona A pequeña (con esto se aumenta el tiempo de residencia de esa fase en el equipo). Esto se logra desplazando la interfase hacia la pared, aumentando r4 o disminuyendo r1. Para aumentar el volumen de la zona A, deberá hacerse lo contrario. En la práctica, la posición de la interfase normalmente se regula variando r4 (derrame de líquido pesado).



3.2 TIPOS DE CENTRIFUGAS

Existen 2 grandes tipos de centrífugas:

1. Sedimentadores Filtros

3.2.1 CENTRÍFUGA DE SEDIMENTACIÓN:

Esta contiene un cilindro o un cono de pared sólida que gira alrededor de un eje horizontal o vertical. Por fuerza centrífuga, una capa anular de líquido de espesor fijo se sostiene contra la pared. A causa de que esta fuerza es bastante grande comparada con la de la gravedad, la superficie del líquido se encuentra esencialmente paralela al eje de rotación, independientemente de la orientación de la unidad. Las fases densas "se hunden" hacia fuera y las fases menos densas se levantan hacia dentro. Las partículas pesadas se acumulan sobre la pared y deben retirarse continua y periódicamente.

3.2.2 CENTRÍFUGAS DE FILTRO:

Estas operan como el tambor de rotación de una lavadora doméstica. La pared de la canasta está perforada y cubierta con un medio filtrante, como una tela o una rejilla fina, el líquido pasa a través de la pared impelido por la fuerza centrífuga dejando una torta de sólidos sobre el medio filtrante. La rapidez de filtración se incrementa con esta fuerza y con la permeabilidad de la torta sólida. Algunos sólidos compresibles no se filtran bien en una centrífuga a causa de la deformación que sufren las partículas por la acción de la fuerza centrífuga, por lo que la permeabilidad de la torta se ve reducida considerablemente. La cantidad de líquido que se adhiere a los sólidos después que éstos se han centrifugado depende también de la fuerza centrífuga aplicada; en general, el líquido retenido es considerablemente menor que el que queda en la torta que producen otros tipos de filtros.

3.3 CLASIFICACION

Dependiendo del mecanismo utilizado para realizar su trabajo, las centrífugas se clasifican en:

3.3.1 CENTRÍFUGAS HIDRAULICAS

Para este tipo de centrífuga es necesario un litro de agua por segundo para un H.P. Cuando la presión se aplica con una bomba centrífuga, ésta tiene generalmente, un rendimiento propio de 0.65 a 0.80. Las bombas bien construidas, llegan fácilmente a 0.75.


http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml


3.3.1.1 Ventajas:

1. Su conservación es simple; las piezas que más se desgastan son las boquillas, que se reemplazan fácilmente.En algunos países se ha llegado a hacerlas girar muy rápidamente, aumentando la presión del agua y la potencia de las bombas.

3.3.1.2 Desventajas:

1. Tienen un alto consumo de potencia por el bajo rendimiento de la rueda Pelton.El problema anterior se acentúa más si se les hace trabajar con compresores de acción directa, que consumen de 35 a 40-Kg. por H.P.Su arranque es relativamente lento.Este tipo de centrífuga tiende a desaparecer, por no corresponder a las exigencias de la industria azucarera moderna.

CENTRÍFUGAS DE BANDA

Este tipo de centrífugas se reúne en baterías movidas por un eje longitudinal común que, a su vez, es mandado por un motor. Los ejes de las centrífugas son verticales y por lo tanto, la transmisión necesita poleas locas para el regreso de la banda. El eje longitudinal gira comúnmente a una velocidad de aproximadamente un tercio de la de las máquinas. El cálculo de las centrífugas de banda, se hace a partir del par y de la aceleración angular, pudiendo considerarse ésta como constante durante el período de arranque.

3.3.1.3 Ventajas:

1. Son las baratas de instalar.Son simples y su conservación es fácil.Causan al motor pocas cargas intempestivas y dar una marcha suave y regular.


1. El desgaste de las bandas es considerable Las necesidades de potencia sin ser tan altas como las de las centrífugas hidráulicas, son mayores que las de las centrífugas con mando eléctrico directo. Han perdido terreno en favor de las centrífugas con mando eléctrico.

3.3.2 CENTRÍFUGAS DE MANDO ELECTRICO

Estas máquinas se manejan con un motor eléctrico vertical, cuyo eje es continuación del eje de la centrífuga. El mando de la máquina se efectúa por medio de un embrague de fricción consistente en dos zapatas de material flexible provistas de dos balatas de fricción y convenientemente cargado. Las zapatas están fijas al eje del motor y giran dentro de un tambor que a su vez está fijo al eje de la centrífuga, resbalan al principio, arrastrando la centrífuga que gira más y más rápidamente y al fin de determinado tiempo las zapatas se adhieren completamente. La rapidez de aceleración puede modificarse considerablemente, modificando el peso de carga de las zapatas o cambiando el grueso de la banda flexible de que están hechas.


http://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/ejes/ejes.shtml

http://www.monografias.com/trabajos6/turbo/turbo.shtml

http://www.monografias.com/trabajos35/consumo-inversion/consumo-inversion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtml


3.3.2.1 Ventajas:

1. Cada máquina centrífuga es independiente, es decir, forma una unidad separada. Por esta ventaja se economizan correas y tuberías. Si algún motor se descompone, sólo se para una máquina y ésta es una ventaja contra la pérdida de tiempo. El motor individual es el arreglo que permite las más altas capacidades, la mejor calidad del azúcar y el uso más completo del equipo. Necesidades de mano de obra son mínimas. La conservación es simple; las descomposturas, las paradas y las reparaciones de los motores, son raras.


1. Este tipo de centrífugas son bastante caras. Su motor disminuye el factor potencia.

Dependiendo de si la velocidad de trabajo es constante o no, las centrífugas se clasifican en:

1) Centrífugas baches

2) Centrífugas continuas

3.3.3 CENTRÍFUGAS BACHES

Las partes más importantes de este tipo de centrífugas son:

1- Canasto: también llamado "drum". La porción cilíndrica esta perforada con hoyos de 1/8" – ¼" . La parte superior tiene un labio sólido el cual fija el espesor de la masa, normalmente oscila entre 7 y 10 pulgadas. La parte inferior es sólida con hoyos para descargar , este hoyo puede tener una válvula para cierre durante el ciclo

2- Tumbador: es un mecanismo de descarga que actúa neumáticamente que posee una cuchilla que raspa en el canasto.3- Eje: el canasto se une al eje central en el fondo. El eje conecta el canasto con el motor.4- Bearing: Toda la parte rotativa esta soportada sobre los bearings.5- Switch6- Envolvente7- Cedazos

3.3.3.1 Ventajas:

1. Ofrece un buen lavado de la masa cocida Bajo consumo de energía.


1. Requerimientos de mantenimiento considerables.Costo de operación y capital altos.

CENTRÍFUGAS CONTINUAS


http://www.monografias.com/trabajos13/capintel/capintel.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costo

http://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtml


Este tipo de centrífuga gira a velocidad constante, por tal razón usa menos controles. Esto hace que el costo de mantenimiento sea menor. El canasto es cónico con ángulos entre 30 y 34 grados . La alimentación debe colocar el flujo de masa en el centro del canasto y producir una capa uniforme en la parte inferior del canasto. Los cedazos son similares a los de las centrífugas bache pero tienen las siguientes diferencias:

El cedazo debe estar fijo al canasto. El tamaño de los hoyos es diferente.

3.3.3.3 Ventajas:

1. Bajo requerimiento de personal para su manejo.Poca necesidad de mantenimiento. Bajo costo de capital y operacional.

Desventajas:

1. Alto consumo de energía eléctrica. Pobre lavado de masa cocida. Alta rotura de cristales.

Dependiendo de sí la centrífuga o su parte giratoria tenga una pared sólida, una pared perforada o una combinación de ambas, estas se clasifican en:

4 Centrífugas industriales

En general se clasifican en base a la capacidad de líquido y/o sólido que puedan manejar.Existen tres tipos principales de centrífugas que se diferencian por:a) la fuerza centrífuga que desarrollanb) el rendimiento que permiten obtenerc) la concentración de sólidos con que pueden operar.

4.1 Centrífugas de rotor tubular

Este tipo de centrífugas se utiliza mucho para la purificación de lubricantes usados y otros aceites industriales, y en las industrias de la alimentación, bioquímica y farmacéutica. Son básicamente separadoras sólido-líquido.Constan de un rotor o cámara cilíndrica vertical que gira a gran velocidad dentro de una montura exterior estacionaria. La cámara está suspendida de un soporte en su parte superior y es accionada por un motor eléctrico o una turbina.


http://www.monografias.com/trabajos11/fuper/fuper.shtml


La alimentación (una suspensión de partículas sólidas en un fluido) entra por el fondo del rotor a través de una boquilla estacionaria de alimentación a presión. El líquido que entra se acelera con la velocidad del rotor, asciende a lo largo del recipiente en forma de anillo y se descarga por la parte superior. Los sólidos se desplazan hacia arriba con el líquido, y al mismo tiempo, se mueven con su velocidad terminal en dirección radial hacia las paredes. Si durante su paso por la centrífuga la partícula llega a la pared, es separada del líquido; de no ser así, aparece en el efluente. El espesor (o profundidad) de la capa líquida se regula mediante la posición radial del orificio de descarga en la parte superior del recipiente. Para acelerar y mantener el líquido a la velocidad de rotación del rotor, van provistas de aletas mecánicas internas en el fondo del rotor.El líquido centrifugado sale por la parte superior del rotor.

Algunos modelos vienen provistos de dos descargas de líquido de diferente radio, lo que permite separar en forma continua dos líquidos inmiscibles de diferente densidad, mientras, simultáneamente, se separan partículas sólidas presentes en la suspensión. La ubicación de la interfase dentro del rotor entre los líquidos separados se controla casi siempre, para un rendimiento óptimo, por medio del ajuste de la salida de la fase pesada con una arandela intercambiable de diámetro escogido.

Los sólidos sedimentados en este tipo de centrífugas se retiran en forma manual cuando la cantidad retenida es suficiente para perjudicar la calidad de la clarificación o la separación. La capacidad de manejo de sólidos es baja y no suele superar los 2,5 a 5 Kg, y el contenido de sólidos en la alimentación debe ser menor al 1 %.

Las dimensiones del rotor varían entre 7,5 y 15 cm de diámetro y 75 cm de altura. Son equipos de alta velocidad y desarrollan fuerzas centrífugas del orden de 13.000 veces la fuerza de gravedad, pero en general manejan caudales bajos.



4.2 Centrífugas de rotor de discos La centrifuga de discos consta de un eje vertical sobre el cual se montan un conjunto de discos en forma de conos truncados, uno sobre otro. el rotor de la centrifugación provoca el giro tanto de los discos como del tazón de la centrifugación Las centrifugas de discos son las más utilizadas. los discos constan de bordos internos que permiten mantener pequeñas separaciones en ellos , del orden de 0.5 a 2.0 mm . El ángulo que forman los conos con la vertical varía entre 35 y 50 dependiendo de la aplicación particular. Entre la pila de discos y el tazón excite un espacio que permite la acumulación de los sólidos.Durante la operación de la centrifuga de discos la suspensión es alimentada continuamente en el fondo del tazón a través de la parte central de la flecha, y fluye hacia arriba entre las placas hacia la salida en la parte central suprior del equipo. Debido a la fuerza centrifuga los sólidos se depositan en la cara interna de los discos , resbalando hacia la cámara colectora debido al ángulo de los discos .Existen diferentes centrifugas de discos en relación a la forma de descarga de sólidos, las principales son las siguientes: Las de operación intermitente con respecto a la descarga de sólidos también llamadas de retención de sólidos.Las de tazón abierto de descarga intermitente de sólidos.Las de válvula tipo boquilla de descarga intermitente de sólidos.Las de boquilla para la descarga continúa de sólidos



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Centrifugas de rotor macizo

En las centrífugas anteriores, provistas de conductos para la descarga automática de sólidos, los sólidos arrastran consigo una considerable cantidad de líquido. Para separar una suspensión en una fracción de líquido claro y un lodo seco, es necesario desplazar mecánicamente del líquido los sólidos sedimentados y escurrirlos mientras se encuentran todavía bajo la acción de la fuerza centrífuga. Para esto se utilizan centrífugas separadoras de lodos, como por ejemplo, la centrífuga de rotor macizo. Ésta está compuesta por un rotor en forma de cono truncado y un transportador de tornillo interno para los sólidos, que ajusta cerradamente con el cono del rotor. Las dos partes giran juntas, en la misma dirección, pero el tornillo transportador lo hace 1-2 rpm por debajo de la velocidad de rotación del rotor.La alimentación entra a través del tornillo, ingresando en el rotor aproximadamente a la mitad del cono. La fuerza centrífuga obliga a líquido y sólidos a desplazarse hacia la pared. El tornillo raspa los sólidos de la pared y los transporta hacia el extremo de descarga de sólidos. Los líquidos salen por el otro extremo del cono.Los diámetros de rotor varían entre 10 y 135 cm. La fuerza centrífuga desarrollada es del orden de 600 veces la fuerza de gravedad. Pueden manejar suspensiones con hasta 50 % de sólidos.



5 CONCLUSIÓN

Las centrífugas participan en varias partes de la elaboración , pero de ella depende de que tan buena calidad resulte el producto , por lo que este proceso requiere de mucha atención. Además, de que si al retirar de las centrífugas un alto por ciento de humedad, el producto podría echarse a perder durante el tiempo de almacenamiento. En dado caso que él no resulte de la calidad esperada, se procede a una segunda purga en las centrífugas. Una vez el producto sale de la centrífuga está prácticamente lista para el consumo.

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separadores de solidos-centrifugas

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