Centrifugado Aplicacion en los Ciclones Separador de Polvos



Centrifugado: Aplicación en los Ciclones

LA CENTRIFUGACIÓN
Una forma de separar las partículas que están suspendidas en un líquido consiste en dejarlo en reposo, con lo que dichas partículas se depositarán en el fondo al cabo de cierto tiempo, simplemente, por acción de la gravedad. Este proceso de separación, que se denomina decantación, es una operación frecuente en la industria.

Sin embargo, presenta graves inconvenientes; entre ellos, que se necesitan grandes depósitos para reposar los líquidos y que el tiempo de operación puede ser muy largo cuando las partículas que se trata de separar son excesivamente pequeñas, e incluso en ocasiones no se logra la decantación.

Para resolver estos problemas se desarrollaron las centrífugas, cuyo objeto primordial es el de aumentar por medios artificiales la fuerza de la gravedad que opera sobre el líquido y sus partículas, con lo que la tendencia de éstas a depositarse se multiplica paralelamente.

Esta gravedad artificial se logra por fuerza centrífuga, sometiendo la suspensión a un movimiento circular de gran velocidad. Se puede conocer y ajustar perfectamente a cada problema la fuerza correspondiente, que suele expresarse en unidades g o campos gravitatorios, es decir, una centrifugación a 2.000 g significa que se está aplicando al líquido una fuerza equivalente a 2.000 veces la fuerza de la gravedad.

Es interesante señalar que los datos de una operación expresados en revoluciones por minuto, como aparecen frecuentemente en publicaciones técnicas, no indican nado concreto, puesto que, por ejemplo, 5.000 r. p. m. en una determinada centrífuga proporcionan los mismos g que otra centrífuga distinta operando a 3.000 r. p. m. Esto sucede porque la fuerza centrífuga depende no sólo de la velocidad angular de la máquina, sino también del radio de giro.

La expresión matemática que relaciona todas estas velocidades es la siguiente:

formula centrifugado


en donde F, es la fuerza centrífuga expresada directamente en unidades gravitatorios g, S la velocidad de la máquina en revoluciones por minuto y R la distancia en centímetros del radio de rotación.

Por tanto, para reproducir un proceso de centrifugación que viene descrito en revoluciones por minuto, es necesario conocer la máquina (y por tanto, su radio de giro) que se ha utilizado. Con estos datos se calculan los g y se puede reproducir la operación en cualquier otra centrífuga parecida.

Con las centrífugas no sólo se ha resuelto la separación rápida de multitud de suspensiones, sino también el problema de los depósitos, puesto que existen centrífugas que operan a flujo continuo, es decir, entra el líquido por una parte en su interior y por otras salen los lodos o precipitados y el líquido clasificado.



El rendimiento de tales máquinas puede ser muy elevado, 50.000- o más litros por hora, lo que significa una gran economía en todos los aspectos (espacio, tiempo, materiales, etc.), aparte de la ventaja que supone en química industrial el poder realizar un proceso en régimen continuo.

Pero el adelanto en esta técnica ha llegado a límites insospechados. En la actualidad se dispone de centrífugas refrigeradas muy necesarias para la separación de materiales hábiles (sustancias biológicas, alimenticias, etc.). Por otra parte, existen centrífugas con las que se consiguen fuerzas centrífugas superiores a 200.000 g. (¡Doscientas mil veces la fuerza de la gravedad!) Estas máquinas suelen operar a vacío, ya que el rozamiento del aire impediría la enorme velocidad necesaria para alcanzarlas y, en el mejor de los casos, generaría una cantidad de calor excesiva.

Es fácil suponer que las posibilidades de separación que ofrecen estas centrífugas, cuya operación se puede programar y cumplir automáticamente, son inmensas. Incluso existen centrífugas, las centrífugas analíticas, que pueden separar las moléculas de diversos productos en solución verdadera (no en suspensión), a causa de sus diferentes pesos moleculares.

SEPARACIÓN DE POLVOS
Aunque existe un procedimiento clásico para separar sustancias pulverulentas por medio de tamices (cribas, con mallas de diverso espesor), tal sistema no se puede aplicar en muchas ocasiones.

En efecto, cuando se pretende recoger el polvo de una corriente gaseosa (aire, por ejemplo), bien para purificar dicho fluido c para aprovechar los sólidos que contiene, es difícil imaginar cómo podría conseguirse tal fin con unos tamices. En estos casos, se utilizan ciclones como el representado en la figura. El aire o gas cargado de polvo entra tangencialmente y a elevada velocidad en un cuerpo cilíndrico.

La fuerza centrífuga, creada por el movimiento rotatorio, despide el polvo hacia las paredes, donde, por choque, pierde la velocidad y cae, siendo recogido por la parte inferior, que tiene forma de tolva. El aire tratado sale por la parte superior.

Este procedimiento, cuya utilización era forzosa siempre que se presentaba un problema como el citado anteriormente, cada día es más utilizado, puesto que éste se ha hecho cada vez más frecuente. Hasta hace relativamente pocos años, el transporte de sustancias pulverulentas o gránulos finos en el interior de una fábrica se realizaba por medio de carretillas, zorras volcadoras, canjilones, etc.

Hoy día, las fábricas modernas utilizan cada vez más el transporte neumático, es decir, en el seno de una corriente de aire, porque ofrece claras ventajas (mayor automatismo, menor mano de obra, simplicidad técnica, pues el transporte de fluidos obedece a leyes muy definidas, etc.). Una aplicación más conocida de este sistema quizá sea la manipulación y carga de cereales (trigo) en los modernos silos y muelles.

En definitiva, el ciclón es, hoy día, un dispositivo de máxima actualidad. Una máquina muy parecida a la anterior, aunque algo más compleja, es el separador centrifugo. La diferencia con los ciclones reside en que, en este caso, el movimiento rotatorio del producto se obtiene mediante el rápido giro de un disco, al que acompaña también el de un sistema de paletas, cuya misión es crear corrientes de aire que permiten la clasificación del polvo; es decir, estos aparatos consiguen la separación y clasificación de polvo en partículas de diverso tamaño. En la figura adjunta se puede apreciar el esquema de uno de estos aparatos, que da idea de su funcionamiento.

Los separadores centrífugos de polvo se utilizan corrientemente en circuito con los molinos de finos, haciendo circular por el molino una corriente de aire que, a la vez que actúa como refrigerante, extrae el polvo, cuya presencia disminuye los rendimientos de la molienda. El aire cargado se pasa por el separador, el cual da una fracción gruesa, que vuelve al molino, y una fracción fina que se aprovecha directamente.



Ciclones separador de polvo

 

Fuente Consultada: Revista TECNIRAMA N° 67

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