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TECSUP – QUIMICA TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 1 INDICE I.- EL PROBLEMA. a) TITULO DESCRIPTIVO DEL PROBLEMA b) Formulación del problema c) Objetivos investigación II.- MARCO DE REFERENCIA. A) Fundamentos teóricos B) Antecedentes del problema III. CONTENIDO TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS. TIPOS DE MEZCLAS 1.1. MEZCLA HOMOGENEA: 1.2. Aplicaciones a la industria. 2.2. MEZCLAS HETEROGENEAS 2.2.1. Dispersión coloidal 2.2.2. Suspensión química 3. TECNICAS DE DESEPARACION. 3.1. DIALIZACION. 3.2. DECANTACION 3.2.1. Decantación estática. 3.2.2. Decantación por contacto de fangos: APLICACIONES EN LA INDUSTRIA 3.3. TAMIZADO 3.3.1. Tipos de tamizado 3.3.2. Principio de funcionamiento 3.3.3. Aplicación en la industria 3.4. IMANTACION 3.5. CENTRIFUGACION 3.5.1. Historia de equipo. 3.5.2. Tipos De Centrifugas 3.5.2.1. Centrífuga De Sedimentación

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 1

INDICE

I.- EL PROBLEMA.

a) TITULO DESCRIPTIVO DEL PROBLEMA

b) Formulación del problema

c) Objetivos – investigación

II.- MARCO DE REFERENCIA.

A) Fundamentos teóricos

B) Antecedentes del problema

III. CONTENIDO

TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS.

TIPOS DE MEZCLAS

1.1. MEZCLA HOMOGENEA:

1.2. Aplicaciones a la industria.

2.2. MEZCLAS HETEROGENEAS

2.2.1. Dispersión coloidal

2.2.2. Suspensión química

3. TECNICAS DE DESEPARACION.

3.1. DIALIZACION.

3.2. DECANTACION

3.2.1. Decantación estática.

3.2.2. Decantación por contacto de fangos:

APLICACIONES EN LA INDUSTRIA

3.3. TAMIZADO

3.3.1. Tipos de tamizado

3.3.2. Principio de funcionamiento

3.3.3. Aplicación en la industria

3.4. IMANTACION

3.5. CENTRIFUGACION

3.5.1. Historia de equipo.

3.5.2. Tipos De Centrifugas

3.5.2.1. Centrífuga De Sedimentación

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 2

3.5.2.2. Centrífugas De Filtro:

3.5.3. CLASIFICACION DE CENTRIFUGAS

3.5.3.1. Centrífugas Hidraulicas

3.5.3.2. Centrífugas De Banda

3.5.3.3. Centrífugas De Mando Eléctrico

3.5.3.4. Centrífugas Baches

3.5.3.5. OSTER

3.5.3.6. Centrífuga Tipo Botella

3.5.3.7. Centrífugas Tipo Disco

3.5.3.8. Centrífugas Tipo Canasta:

3.5.3.9. Centrífugas tipo vacuum:

3.5.4. Proceso Donde Se Aplica La Técnica De La Centrifugación

IV. RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES

A) Recomendaciones.

B) Conclusiones

V. BIBLIOGRAFIA.

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I.- EL PROBLEMA.

d) TITULO DESCRIPTIVO DEL PROBLEMA

TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS (HOMOGÉNEAS Y

HETEROGÉNEAS) Y APLICACIONES EN LA INDUSTRIA

DIALIZACIÓN, DECANTACIÓN, TAMIZACIÓN, IMANTACIÓN,

CENTRIFUGACIÓN

e) FORMULACION DEL PROBLEMA

¿CUALES SON LAS TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS

HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS Y APLICACIONES EN LA

INDUSTRIA DIALIZACIÓN, DECANTACIÓN, TAMIZACIÓN,

IMANTACIÓN, CENTRIFUGACIÓN?

c) OBJETIVOS – INVESTIGACIÓN

ESTABLECER LAS DIFERENCIAS ENTRE LA TÉCNICA DE LA

SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS Y HETEROGENIAS

CONOCER LAS APLICACIONES DE LAS MEZCLAS EN LA

INDUSTRIA DE DIALIZACIÓN, DECANTACIÓN, TAMIZACIÓN,

IMANTACIÓN, CENTRIFUGACIÓN

ESTABLECER LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA

APLICACIÓN DE LAS MEZCLAS EN LA INDUSTRIA

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 4

II.- MARCO DE REFERENCIA.

A. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Los métodos de separación de fases de mezclas son aquellos

procesos físicos por los cuales se pueden separar los

componentes de una mezcla. Por lo general el método a utilizar

se define de acuerdo al tipo de componentes de la mezcla y a

sus propiedades particulares, así como las diferencias más

importantes entre las fases.

La separación es la operación en la que una mezcla se somete a

algún tratamiento que la divide en al menos dos sustancias

diferentes. En el proceso de separación, las sustancias

conservan su identidad, sin cambio alguno en sus propiedades

químicas.

Entre las propiedades físicas de las fases que se aprovechan

para su separación, se encuentra el punto de ebullición, la

solubilidad, la densidad y otras más.

Fuente:www.codelcoeduca.cl/index.html

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B. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA

- Tesis de Química: Universidad San Maracos Lima Perú

Importancia de la Química Mezclas Homogéneas y Heterogéneas

En la Aplicación a la Medicina.

VI. CONTENIDO

2. TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS.

En química, una mezcla es una materia formada al combinar dos o más

sustancias sin que suceda una reacción química. Aunque no hay cambios

químicos en una mezcla, algunas propiedades –tales como su punto de fusión–

pueden ser diferentes de las de sus componentes. Las mezclas pueden

separarse en sus componentes originales por medios físicos (mecánicos). Las

mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas.

3. TIPOS DE MEZCLAS

Una mezcla es un sistema material formado por dos o más componentes

mezclados, pero no combinados químicamente. En una mezcla no ocurre una

reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y

propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es

decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas

condiciones ambientales, como una mezcla aire-combustible en un motor de

combustión interna.

Una mezcla es la combinación física de dos o más sustancias que retienen sus

identidades y que se mezclan pudiendo formar según el caso aleaciones,

soluciones, suspensiones y coloides.

3.1. MEZCLA HOMOGENEA:

Las mezclas homogéneas o uniformes son aquellas en las que la composición

es la misma en toda la muestra. La mezcla homogénea también se denomina

disolución, que consiste en un disolvente, normalmente la sustancia presente

en mayor cantidad, y uno o más solutos.

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 6

Normalmente el disolvente es un líquido, mientras que el soluto puede ser

sólido, líquido o gas. La soda es una disolución formada por dióxido de carbono

(soluto) y agua (disolvente). El agua de mar es una disolución más compleja,

formada por varios solutos sólidos, incluyendo el cloruro de sodio y otras sales,

en agua, que es el disolvente. También es posible conseguir disoluciones en

estado sólido. El latón es una disolución sólida que contiene dos metales, cobre

(67%-90%) y zinc (10%-33%). (Duarte Rocha, Bruno.)

mezclashomogeneasyheterogeneas.blogspot.com/

4. Ejemplos de mezclas homogéneas:

El aire, es la mezcla homogénea de oxígeno, bióxido de carbono, vapor

de agua y otros gases.

El agua de mar que se forma al mezclar agua con diversas minerales.

Una taza de café.

Alcohol con agua.

El humo del escape de un auto.

Detergente con agua.

Pintura en aceite.

La masa para preparar un pastel.

Tinta en agua.

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 7

2.1.1 APLICAIONES A LA INDUSTRIA.

Bebidas energéticas: Agua, glucosa, colorante, etc.

Cerveza: Agua , glucosa, CO2, malta,, etc.

Refrescos como los de Durazno, manzana.

Kétchup: Pulpa de tomate, agua, sal, glucosa, etc.

Leche: Agua, proteínas, lactosa, aceite o grasa, sal, etc.

Miel de abeja: Glucosa, hormonas, aromas naturales, agua, etc.

Soluciones-quimicas.wikispaces.com

3.2. MEZCLAS HETEROGENEAS

Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no

uniforme en la cual se pueden distinguir a simple vista sus componentes y

está formada por dos o más sustancias, físicamente distintas, distribuidas

en forma desigual. Las partes de una mezcla heterogénea pueden

separarse fácilmente. Pueden ser gruesas o suspensiones de acuerdo al

tamaño. Mezclas gruesas: El tamaño de las partículas es apreciable, por

ejemplo: las ensaladas, concreto, etc. Y suspensiones: Las partículas se

depositan con el tiempo, por lo general tiene la leyenda "agítese bien antes

de usar", por ejemplo: medicamentos, aceite con agua, etc.

3.2.1. Dispersión coloidal

En química un coloide, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un

sistema fisicoquímico formado por dos o más fases, principalmente: una

continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas; por lo

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 8

general sólidas. La fase dispersa es la que se halla proporcionalmente en

menor cantidad. La mezcla heterogénea no es visible a nivel macroscópico,

sin embargo con la ayuda de un microscopio es posible distinguir sus

componentes y apreciar que se trata de una mezcla heterogénea.

3.2.2. Suspensión química

Suspensión se denomina a las mezclas que tienen partículas finas

suspendidas en un líquido durante un tiempo y luego se sedimentan. En la

fase inicial se puede ver que el recipiente contiene elementos distintos. Se

pueden separar por medios físicos. Algunos ejemplos de suspensiones son

el engrudo (agua con harina) y la mezcla de agua con aceite.

didactalia.net

4. TECNICAS DE DESEPARACION.

4.1. DIALIZACION.

(Del griego diálisis, significando disolución, día, significa a través, y

lysis, separación) es un proceso mediante el cual se extraen las toxinas

y el exceso de agua de la sangre, normalmente como terapia renal

sustitutiva tras la pérdida de la función renal en personas con fallo renal.

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 9

La diálisis puede usarse para aquellos con un trastorno agudo de la

función renal (insuficiencia renal aguda) o progresiva pero empeorando

crónicamente la función renal - un estado conocido como enfermedad

renal crónica en etapa 5 (antes conocida como insuficiencia renal

crónica). Esta última forma puede desarrollarse durante meses o años,

pero en contraste con la insuficiente renal aguda, no suele ser

reversible, considerándose la diálisis como una "medida de espera"

hasta que se pueda realizar un trasplante renal, o a veces como la única

medida de apoyo en los casos en los que un trasplante sería

inapropiado.

Mientras están sanos, los riñones mantienen el equilibrio

hidroelectrolítico del cuerpo. Aquellos productos finales del metabolismo

que el cuerpo no puede eliminar con la respiración son excretados

también a través de los riñones. También participan en el sistema

endocrino produciendo eritropoyetina y calcitriol. La eritropoyetina está

implicada en la producción de eritrocitos y el calcitriol en la formación de

hueso. La diálisis es un tratamiento imperfecto para reemplazar la

función renal ya que no sustituye las funciones endocrinas del riñón. Los

tratamientos de diálisis reemplazan algunas de esas funciones a través

de la difusión (eliminación de desechos) y ultrafiltración (eliminación de

líquidos).

Este proceso debe realizarse en un cuarto higiénico para evitar el riesgo

de contraer alguna infección en la sangre durante el proceso

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Hemodialysis schematic.gif

4.2. DECANTACION

La decantación es un proceso físico de separación de mezcla especial para

separar mezclas heterogéneas, estas pueden ser exclusivamente líquido -

líquido ó sólido - líquido. La decantación se basa en la diferencia de

densidades entre los dos componentes, que hace que dejados en reposo,

ambos se separen hasta situarse el más denso en la parte inferior del envase

que los contiene. De esta forma, podemos vaciar el contenido por arriba (si

queremos tomar el componente menos denso) o por abajo (si queremos tomar

el más denso).

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 11

6.2.1 PRINCIPALES TIPOS DE DECANTACIÓN:

4.2.1.1. Decantación estática: Puede procederse por intermitencia, llenando

un depósito en el que el agua permanezca en reposo durante varias

horas, y vaciando a continuación la capa superior de agua hasta un

nivel por encima del de los fangos depositados. Pude ser interesante

este procedimiento para instalaciones provisionales, pero en una

explotación industrial, siempre es preferible utilizar un decantador en

circulación continua, con el fin de evitar frecuentes intervenciones

manuales. El decantador está constituido por un depósito rectangular

o circular. Para que se depositen los fangos, es preciso que la

velocidad ascensional del agua sea inferior a la velocidad decaída de

las partículas, lo que, naturalmente, depende de la densidad y

tamaño de las mismas. Los decantadores estáticos deben funcionar

preferentemente de forma regular, puesto que silas variaciones de

caudal provocan la formación de remolinos que hacen que los fangos

suban a la superficie. Igualmente, cualquier variación de

temperatura, por pequeña que sea, entre el agua bruta y el agua del

decantador, da lugar a movimientos de convección que producen el

mismo efecto.

4.2.1.2. Decantación por contacto de fangos: Los progresos de la técnica,

han mejorado la floculación aumentando la concentración del flóculo,

o recirculando los fangos, con lo cual se acelera la decantación. En

el caso de tratamiento biológico, los decantadores finales, en los que

se separa el flóculo biológico del agua depurada, se denominan

clarificadores. Estos decantadores deben admitir grandes

porcentajes de recirculación, de forma que los fangos permanezcan

el menor tiempo posible en el aparato, antes de volver a los

depósitos de aeración. Con los sistemas de decantación por contacto

de fangos mejoran los fenómenos de floculación y se obtiene un

rendimiento óptimo de la cantidad de reactivo introducida, debido a la

concentración que se produce en el lecho del fango. Se consigue así

una mejor adsorción de las materias disueltas sobre el flóculo

formado. Dentro de esta decantación hay dos tipos: Recirculación

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de fangos: Los fangos se separan del agua clara en una zona de

decantación. Seguidamente, se recirculan haciéndoles pasar a una

zona de mezcla, provista de un sistema de agitación mecánica

(Accelerator, Turbo circulator) o hidráulica (Circulator). El agua bruta,

a la que se han añadido los reactivos, se introduce igualmente en

esta zona de mezcla.

tallerdeciencias2010.blogspot.com

4.2.2. APLICACIONES EN LA INDUSTRIA

El agua clarificada, que queda en la superficie del decantador, es

redirigida hacia un filtro o un nuevo envase. La velocidad de caída de las

partículas es proporcional a su diámetro y masa volumétrica.

Durante la fase de tratamiento, y con objeto de acelerar y mejorar el

proceso de decantación, se añaden algunos productos que propician la

aglomeración y dan mayor peso a las partículas en suspensión. Entre

éstos productos, podemos destacar el carbón activado en polvo, el

cloruro férrico o los policloruros de aluminio y un polímero sintetizado

que favorece la aglomeración de los folículos

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 13

La mezcla de agua con coagulantes-floculantes se introduce en la base

del decantador. En éste hay micro arena, que «se pega» a los flóculos y

aumenta así su tamaño y peso. Así, los flóculos se van al fondo del

decantador. El agua decantada se evacúa por la parte superior del

tanque pero, antes, debe atravesar unos módulos laminares inclinados

que fuerzan la decantación de las partículas más ligeras arrastradas por

la corriente ascendente del agua. En el fondo del decantador, se

bombea el fango sin interrupción y de allí se manda a un hidrociclón

que, gracias a la fuerza centrífuga, separa el fango y la micro arena.

Dicha arena se reinyecta en el decantador, mientras que los fangos se

redirigen hacia la unidad de tratamiento de fangos.

La decantación es un proceso importante en el tratamiento de las aguas

residuales.

http://articulosccnn.blogspot.com/

En la siguiente figura nos muestra el proceso de depurador de aguas residuales,

utilizando la técnica de la decantación.

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 14

4.3. TAMIZADO

La tamización o tamizado es un método físico para separar mezclas en

el cual se separan dos sólidos formados por partículas de tamaño

diferente.

Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños

por un tamiz, cedazo o cualquier cosa con la que se pueda colar. Las

partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz o colador

atravesándolo y las grandes quedan atrapadas por el mismo. Un

ejemplo podría ser: si se saca tierra del suelo y se espolvorea sobre el

tamiz, las partículas finas de tierra caerán y las piedras y partículas

grandes de tierra quedarán retenidas en el tamiz. De esta manera se

puede hacer una clasificación por tamaños de las partículas.

Es un método muy sencillo utilizado generalmente en mezclas de sólidos

heterogéneos. Los orificios del tamiz suelen ser de diferentes tamaños y

se utilizan de acuerdo al tamaño de las partículas de una solución

homogénea, que por lo general tiene un color amarillo el cual lo

diferencia de lo que contenga la mezcla.

Para aplicar el método de la tamización es necesario que las fases se

presenten al estado sólido. Se utilizan tamices de metal o plástico, que

retienen las partículas de mayor tamaño y dejan pasar las de menor

diámetro. Por ejemplo, trozos de mármol mezclados con arena; harina y

corcho; sal fina y pedazos de roca, cantos rodados, etc.

El tamiz de tejido no es más que una serie de hilos colocados a lo ancho

y tejido sobre esto en sentido vertical. Lo que están tejidos a lo ancho se

llaman trama y los verticales se llaman urdimbre. La forma de hacerlo es

pase el hilo de arriba abajo repetidas veces. Entendemos por tamiz

cualquier superficie dotada de perforaciones de unas determinadas

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 15

dimensiones, un tamiz puede ser una chapa perforada un emparrillado o

un tejido de tamiz que es en el que nos vamos a centrar:

Características de un tejido de tamiz: según la naturaleza del tamiz que

es el material del que están hechos los hilos, pueden ser de acero;

Bronce y nylon. Los tamices pueden poseer una diversidad de formas

geométricas, pudiendo ser cuadrados, rectangulares, redondos, etc.

http://laboratorio-sandra.blogspot.com/

4.3.1. TIPOS DE TAMIZADO

El tamizado en seco se aplica a materiales que contienen poca

humedad natural o que fueron desecadas previamente.

El tamizado húmedo se efectúa con adición de agua al material en

tratamiento, con el fin de que el líquido arrastre a través del tamiz a las

partículas más finas.

Separación de diversos tamaños de astillas de madera en

la fabricación de celulosa. Harina de maíz nixtamalizado.

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 16

4.3.2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Regulando el ángulo de los contrapesos, se pueden obtener movimientos

distintos del producto sobre el tamiz.

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 17

4.3.3. APLICACIÓN EN LA INDUSRTRIA

o Industria Harinera

o Industria Salinera

o Industria Azucarera

o Industria de productos químicos diversos como: separación de

minerales, ácidos orgánicos, sales inorgánicos, etc.

4.4. IMANTACION

En la mayoría de los materiales, la magnetización aparece cuando se aplica un

campo magnético a un cuerpo. En unos pocos materiales, principalmente los

ferromagnéticos, la magnetización puede tener valores altos y existir aun en

ausencia de un campo externo. También se puede magnetizar un cuerpo

haciéndolo girar.

El cálculo analítico de la magnetización de un cuerpo es, en general, imposible,

lo que incluye casos tan simples como los electroimanes en forma de barra o

de herradura. En ciertos casos en los que el cuerpo adopta una forma concreta

es posible la solución analítica, como en un toro o un anillo completamente

arrollado con un conductor (anillo de Rowland) o en esferas en campos

uniformes; hay también situaciones físicas en las que son posibles ciertas

simplificaciones para su resolución.

arena con limaduras de hierro, partículas de hierro que puedan

acompañar a los cereales; recoger agujas o alfileres.

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 18

4.5. CENTRIFUGACION

La centrifugación es un método mecánico de separación de líquidos no

miscibles, o de sólidos y líquidos por la aplicación de una fuerza centrífuga.

Esta fuerza puede ser muy grande. Las separaciones que se llevan a cabo

lentamente por gravedad pueden acelerarse en gran medida con el empleo de

equipo centrífugo.

Las centrífugas o bombas centrífugas se usan en diferentes tipos de industrias:

industria química, petroquímica, refinerías, industrias alimenticias,

farmacéuticas, textil, azucarera, etc.

A continuación, haremos una descripción sobre que son las centrífugas, sus

tipos y clasificación; además de su participación en la industria azucarera.

Esquema de una extractora centrífuga, operación contracorriente con dos etapas

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TECSUP – QUIMICA

TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 19

4.5.1. HISTORIA DE EQUIPO.

La invención de la máquina centrífuga que purga masa cocidas

azucareras ha sido atribuida a Schotter en 1848 y a Dubrunfaut, pero las

autoridades en esta materia están de acuerdo en que fue David Weston

quien obtuvo la patente de la centrífuga suspendida en 1852 y la

introdujo al trabajo práctico azucarero en Hawai, en 1867. Hasta bien

entrado el siglo actual, al tipo de máquina centrífuga que está en uso

general en la actualidad se le llamaba centrífuga Weston. Fue para

trabajo azucarero que se desarrollaron equipos de filtración de varios

tipos, entre ellos el filtro Taylor de bolsas, de hace más de 100 años; el

filtro prensa, fue sugerido por Howard alrededor de 1820, pero fue

introducido con éxito por Needham en 1853; y los filtros modernos de

láminas, tales como los Kelley, Sweetland y Vallez, fueron introducidos

de 1910 a 1920.

Imágenes del libro de FELIU Y PÉREZ, BARTOLOMÉ: Curso elemental de Física

experimental y aplicada y nociones de Química Inorgánica. Fotografía del Laboratorio

de Física del I.E.S. Ibáñez Martín

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 20

4.5.2. TIPOS DE CENTRIFUGAS

Existen 2 grandes tipos de centrífugas:

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.

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.

4.5.3. CLASIFICACION DE CENTRIFUGAS

Dependiendo del mecanismo utilizado para realizar su trabajo, las centrífugas

se clasifican en :

4.5.3.1. Centrífugas Hidraulicas

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 21

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.

Ventajas:

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.

Desventajas:

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.

4.5.3.2. 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.

Ventajas:

Son las baratas de instalar.

Son simples y su conservación es fácil.

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 22

Causan al motor pocas cargas intempestivas y dar una marcha suave y

regular.

Desventajas:

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.

4.5.3.3. Centrífugas De Mando Eléctrico

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.

Ventajas:

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.

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La conservación es simple; las descomposturas, las paradas y las reparaciones

de los motores, son raras.

Desventajas:

Este tipo de centrífugas son bastante caras.

Su motor disminuye el factor potencia.

4.5.3.4. 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 el azúcar, 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 el azúcar 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- Switch

6- Envolvente

7- Cedazos

Ventajas:

Ofrece un buen lavado de la masa cocida.

No ofrece rotura de cristales.

Produce azúcar de baja humedad.

Bajo consumo de energía.

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Desventajas:

Requerimientos de mantenimiento considerables.

Costo de operación y capital altos.

4.5.4. OSTER

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. Este ángulo permite al cristal de

azúcar subir y ser descargado en la parte superior del canasto debido a la

fuerza centrífuga.

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 al los del centrífugo bache pero tienen las siguientes

diferencias:

El cedazo debe estar fijo al canasto.

El tamaño de los hoyos es diferente.

El cedazo continuo sufre desgaste producido por el azúcar y debe ser

cambiado periódicamente.

Debido a que el azúcar sube a través del screen, los cristales se rompen

produciendo cristales de diferentes tamaños.

Ventajas:

Bajo requerimiento de personal para su manejo.

Poca necesidad de mantenimiento.

Bajo costo de capital y operacional.

Desventajas:

Alto consumo de energía eléctrica.

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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:

Tipo botella

Tubulares

Tipo disco

Tipo vacuum

3.5.3.5. Centrífuga Tipo Botella:

Es un separador tipo lote, el cual es usado primordialmente para

investigaciones, pruebas o controles. La separación toma lugar en un tubo de

ensayo o en un envase tipo botella, el cual es simétricamente montado en una

vara vertical. La vara de una centrífuga de este tipo esta usualmente dirigida

por un motor eléctrico, turbo-gas, o por un mecanismo de tren dirigido

manualmente localizado encima o debajo del rotor.

En la mayoría de los casos, las botellas son sostenidas por envases de metal

bastante fuertes, de tal modo que su eje sea perpendicular al eje de rotación, y

algunas centrífugas tipo botella, los tubos de ensayo o botellas están inclinadas

a un ángulo de 37° al eje de rotación, a fin de reducir la distancia a la que el

material debe ser colocado.

Este tipo de centrífugas es un equipo estándar para la mayoría de los

laboratorios biológicos, químicos o médicos. Son usados para separar

materiales sólidos en suspensión o para clarificar líquidos cuando las

precipitaciones no suceden en un tiempo razonable en el campo gravitatorio.

P2) Centrífugas Tubulares:

Las centrífugas tubulares son usadas mayormente para la separación continua

de líquidos de otros líquidos o de partículas muy finas de líquidos. En general,

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son usadas cuando se requieren altos requerimientos de centrifugación. El

tazón rotatorio de una centrífuga tubular consiste en un largo tubo hueco.

Para separación continua, el material a centrifugar es introducido en el extremo

cerca del eje. En muchos casos la separación no es completa y se debe pasar

el material varias veces a la máquina.

Estas centrífugas son movidas por un motor de alta velocidad o una turbina de

aire o vapor. La sedimentación toma lugar como un fluido que fluye desde un

extremo del tubo al otro. Cuando el material consiste en pequeñas partículas o

moléculas y la concentración es muy baja, el material sólido es usualmente

dejado depositarse en la pared. En este caso, la maquina es operada como

una centrífuga por lote.

Las centrífugas tubulares se usan en un sinnúmero de aplicaciones, tales

como: purificación de vacunas (vacunas no centrifugadas contienen gran

cantidad de materiales no esenciales y dañinos; purificación de aceites de

lubricación e industriales; clarificación y purificación de productos alimenticios

tales como aceites esenciales, extractos y jugos de fruta; separación de

líquidos inmiscibles que no pueden ser separados por gravedad.

3.5.3.6. Centrífugas Tipo Disco:

Consiste en una pila de discos delgados en forma de conos. La sedimentación

toma lugar en dirección radial en el espacio entre los conos adyacentes. La

centrífuga tipo disco usualmente opera en forma continua. Estas centrífugas

son usadas para separación de líquidos en los cuales el sólido o componentes

inmiscibles que están en bajas concentraciones. Son usadas para la

purificación de aceites combustibles, para el aprovechamiento de aceites

usados de motores, y para refinación de aceites vegetales.

3.5.3.7. Centrífugas Tipo Canasta:

Estas centrífugas son llamadas a menudo "centrífugas filtro o clarificadores".

Tienen una pared perforada y un rotor tubular cilíndrico. En la mayoría de los

casos para pared externa la centrífuga consiste en una fina malla metálica o

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una serie de mallas soportadas por una pesada malla gruesa, la cual a su vez

es soportada por un plato.

El líquido pasa a través de la malla, y las partículas muy largas se depositan en

esta. Estas centrífugas son empleadas en la manufactura de caña de azúcar,

en el secado de ropa en lavadoras caseras y en el lavado y secado de

diferentes tipos de cristales y materiales fibrosos.

3.5.3.8. Centrífugas tipo vacuum:

En estas centrífugas, el rotor gira en aire o algún otro gas a presión

atmosférica. La fricción gaseosa en el rotor giratorio aumenta a un promedio

relativamente alto, tal así que la energía requerida por el motor aumenta

también. Esto da como resultado que la temperatura del rotor aumenta

drásticamente, algunas veces excediendo el punto de ebullición del agua.

Estas centrífugas pueden ser usadas para la determinación de pesos

moleculares de prácticamente todas las sustancias en solución. En centrífugas

modernas, los conductores de aire han sido reemplazados por conductores con

motores eléctricos más eficientes. Las centrífugas tipo vacuum son utilizadas

para purificar muchos materiales biológicos que no pueden ser fácilmente

separados por otros métodos.

4.5.5. PROCESO DONDE SE APLICA LA TECNICA DE LA

CENTRIFUGACION

En las masas cocidas de alta pureza, el azúcar en la centrífuga se lava con

agua y luego con vapor, o con vapor únicamente.

La doble purga es un procedimiento para la separación del azúcar, que sólo se

usa en la fabricación del azúcar blanco. Consiste primero en purgar la masa

cocida en una batería de centrífugas, sin lavarla. Las mieles que se obtienen

son entonces "pobres" o "pesadas". El azúcar se descarga en un mezclador

localizado bajo éstas, en donde se mezcla con mieles de alta pureza para

formar una masa cocida. De aquí se manda al mezclador distribuidor de una

segunda batería de centrífugas llamadas "de afinado", en donde se purga y se

lava con agua y vapor. Las mieles obtenidas son "ricas" o "ligeras".

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Para que la centrífuga pueda realizar un buen trabajo depende de:

La uniformidad del tamaño del grano.

Viscosidad del licor madre.

Cuando el grano no es uniforme, la centrifugación puede ser muy difícil. En

este caso, y si la máquina lo permite, la aceleración debe hacerse lenta y

gradual.

Algunas centrífugas disponen de descarga automática, las cuales están

abiertas en el fondo de la canasta y provistas de:

Un disco diseñado para recibir la masa cocida y distribuirla en el interior de la

canasta: sin este disco, la masa cocida caerá directamente, a través de la

canasta al conductor de azúcar.

Un fondo de pendiente notablemente mayor que la pendiente de las centrífugas

de descarga a mano. Este generalmente tiene:

- para altas purezas 45º

- para bajas purezas 60º

En las centrífugas automáticas la descarga del azúcar se asegura por un

dispositivo especial o "arado".

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VII. RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES

C) RECOMENDACIONES.

- Al momento de tener mezclar por separa se recomienda analizar

primero las propiedades físicas de los componentes a fin de poder

seleccionar la técnica adecuada para poder obtener mayor

productividad

D) CONCLUSIONES

- Al observar e investigar sobre dicha información "Separación de

Mezclas", hemos llegado a entender que para realizar cualquier

separación de mezclas primero debemos saber sobre su estado

físico, características y propiedades.

- Es interesante realizar una mezcla, pero es más importante tener

claro cuales componentes se mezclan para que la hora de separar

usemos la técnica más adecuada.

- Las centrífugas participan en la parte final de la elaboración del

azúcar, pero de ella depende de que tan buena calidad resulte el

producto, por lo que este proceso requiere de mucha atención.

- Sobre los materiales que contienen dos o más sustancias simples,

que pueden ser separadas tomando como base las propiedades

características de cada una de ellas esto se le conoce como mezclas.

- Las mezclas se pueden presentar de dos formas distintas

Homogéneas y Heterogéneas.

- La obtención de la misma depende de los componentes que la forman

de su número, propiedades, características, estados físico y el uso

que se le dará

- Basándose en estas premisa se aplicaran los diferentes métodos tale

como: Tamizado, decantación, destilación, centrifugación, imantación.

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TECNICAS DE SEPARACION DE MEZCLAS Y APLICACIONES A LA INDUSTRIA Página 30

VIII. BIBLIOGRAFIA.

- Lic. Rodríguez C., María. Química 9º.Librería Editorial

salesiana S.A. Caracas, 2001.

- Babor, Joseph A. y Ibarz Anznárez, José. Química General

Moderna 7º edición. Editorial Marín S.A. España, 1963.

- Lic. Domínguez Montero, Maria del sagrario y Lic. García de

Jaón de la Fuente, Jesús. Cultural, S.A de Ediciones. España,

1986

- Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2002. © 1993-2001

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