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Separaciones Mecanicas.

Filtración, Molienda, Tamizado, Centrifugación y Decantación.
by

Berenice Montes

on 9 April 2013

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Transcript of Separaciones Mecanicas.

Equipo:
Eldy Smith
Andrea Màrquez
Jenniffer Basulto
Yordi Estrella
Claudia Manzanero
Berenice Montes

Balance de Materia
Prof. Sergio Baz Rodríguez Separaciones Mecánicas De acuerdo con el tamaño de la alimentación y del producto, la maquinaria de molienda queda dividida en la siguiente forma:

1) Reducción de tamaño primaria, con alimentación de piezas de 5 a 250 cm
o más. Procesos de Separación. Molienda La separación mecánica se puede aplicar a mezclas heterogéneas.

Las técnicas se basan en diferencias físicas entre las partículas, tales como el tamaño, la forma o la densidad.

Se aplican para separar líquidos de líquidos, sólidos de gases, líquidos de gases, sólidos de sólidos y sólidos de líquidos. Frecuentemente en la industria es necesario separar los componentes de una mezcla en fracciones individuales. Las fracciones pueden diferenciarse entre sí por el tamaño de las partículas, por su estado, o por su composición química. ¿Qué es?
Filtración es la separación de partículas sólidas ó 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. La filtración tiene por objeto la clarificación de líquidos, la recuperación de sólidos y líquidos ,facilitar otras operaciones como secado y lavado de
materiales,etc. El medio filtrante. Fuerza Impulsora. Criterios de selección. En la filtración se identifican 3 factores: Naturaleza de los sólidos. Tipos de medios filtrantes. La filtración involucra la separación de sólidos compresibles e incompresibles, partículas deformables o rígidas de
diferentes concentraciones y tamaños. Lo fundamental en cualquier filtro es el medio filtrante cuyas características dependen del material del que se fabrica y de las técnicas empleadas en su elaboración, su selección se realiza tomando en cuenta los siguientes puntos: 1. Volumen de líquido a filtrar: laboratorio o industrial

2. Fuerza impulsora: gravedad, presión, vacío, f. centrífuga

3. Grado de separación: tamaño de poro

4. Producto que se selecciona: filtrado o torta

5. Resistencia térmica: el filtro debe esterilizarse

6. El filtro debe ser compatible con el fluido: Tablas de compatibilidad entre filtros y disolventes

7. Régimen de trabajo: continuo o discontinuo corto y largo plazo. Telas metálicas, telas naturales o sintéticas, placas de asbesto o celulosa, hojas de papel o fibra de vidrio, sólidos sueltos, etc. Se da el caso que un sólido con un intérvalo de tamaño satisfactorio para una operación determinada, puede resultar inconveniente para otra operación, aunque se trate de la misma substancia; por ejemplo: El carbón pulverizado se aplica en la calefacción de hornos industriales con quemadores especiales y el carbón en trozos se usa en los hogares que llevan atizadores mecánicos en los cuales no se puede usar carbón pulverizado, ni los hornos se pueden llenar de carbón en trozo. Dependiendo del tipo de fuerza que se aplica para desintegrar las partículas, las máquinas de molienda pueden clasificarse así:

1) Las que quiebran por aplicación de presión contínua, ejemplo: Quebrantadores de mandíbula, de disco, giratorios. 2) Las que desintegran por impacto o golpe, ejemplo: Molino de bolas, de martillos. Tamizado Operación básica que tiene por objeto separar las distintas fracciones de una mezcla pulverulenta o granulado en función de su tamaño.La separación de materiales solidos por su tamaño es importante para la producción de diferentes productos (ej. arenas sílicas).

Además de lo anterior, se utiliza para el análisis granulométrico de los productos de los molinos para observar la eficiencia de estos y para control de molienda de diversos productos o materias primas (cemento, caliza, arcilla, etc.). Los tamices se construyen con telas de malla de alambre cuyo diámetro de hilos y espaciado entre ellos están previamente especializados.

Estas telas de tamizados son el fondo de cajas cilíndricas, metálicas o de
madera de diámetro y altura entre 20 y 5 cm respectivamente, con bordes
inferiores dispuestos de tal manera que el fondo de uno, encaja perfectamente
en el borde superior del otro La separación centrífuga es desde hace más de un siglo una de las operaciones unitarias más importantes en procesos claves de las industrias químicas, farmacéuticas, tratamiento de efluentes, purificación de aceites combustibles y lubricantes y suspensiones en general. Principales tipos de decantación. Tipos de decantadores Dependiendo de la decantación que queramos realizar, tendremos diferentes decantadores: Decantadores estáticos: Sin rascado, con barrido mecánico, con succión de fangos. Decantadores por contacto de fango: Estos decantadores pueden utilizarse en todos los procesos de depuración en los que interviene un reactivo químico. Recirculación de fangos: Circulator, Turbocirculator, Acelerator, Laminar R.P.S.. ¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN! Se han desarrollado un gran numero de métodos para realizar tales separaciones.

Los métodos para separar los componentes de las mezclas son de dos tipos:

* Método de separación por difusión
* Método de separación Mecánica Filtración El líquido resultante de denomina "filtrado" mientras que los sólidos separados constituyen la "torta de filtración". • Filtración convencional (= clarificación): ≥ 10 μm (clarifar soluciones.)

• Microfiltración: 0.1 – 10 μm (agua p. iny.)

• Ultrafiltración: 0.001 – 0.1 μm (macromoléculas) (MEMBRANAS)

• Ósmosis inversa: 0.001 – 0.0001 μm (iones) (MEMBRANAS- P) -Elevado poder de retención de partículas o microorganismos

-Gran resistencia química y mecánica

-Facilidad de desprendimiento de la torta

-Máximo volumen filtrable

-Elevado caudal de filtración con minima resistencia al flujo

-No exista extracción de ningún componente del filtro

-Escasa o nula capacidad de adsorción de sustancias (macromoléculas, conservantes, etc.) Filtros por gravedad. Filtros a vacío. Filtros a presión. Filtros centrífugos. La separación de los sólidos contenidos en un fluido es mediante una fuerza impulsora,de acuerdo a ella los filtros se clasifican en: La fuerza impulsora es la presión de la columna de líquido sobre el medio filtrante, un ejemplo es el filtro de arena. La fuerza impulsora es la succión del lado de la salida del filtrado por medio de vacío, operan en forma cíclica y continua son ejemplos: el filtro de hojas ,el filtro de tambor rotatorio. La fuerza impulsora es la presión dada por la fuerza motriz,un ejemplo es el filtro de placas y marcos o filtro prensa, donde el número de placas y marcos varia con la capacidad del filtro,es un filtro intermitente. La fuerza impulsora es la centrífuga se usan para separar sólidos de tamaño de partícula muy pequeña o de suspensiones diluidas. La importancia de la operación de reducción de tamaño o desintegración de trozos, gránulos de partículas, no consiste solamente en obtener pedazos pequeños a partir de los grandes, sino que también se persigue tener un producto que posea determinado tamaño granular comprendido entre límites pre-establecidos. Dependiendo de la industria de que se trate, será el tipo de molino que use de acuerdo a sus necesidades de reducción de tamaño. En base a ésto, para seleccionar la maquinaria para molienda se debe tener en cuenta los siguientes puntos:

1) Propiedades físicas del material.

2) Tamaño de la alimentación.

3) Tamaño del producto a obtener.

4) Tonelaje que se debe moler. 2) Reducción intermedia o secundaria de tamaño, con alimentación de 2 a 8 cm y producto que pasa a través de malla 10.

3) Reducción fina de tamaño, con alimentación de 0.5 a 1.5 cm y producto que pasa a través de malla 200.4) Reducción superfina de tamaño, con alimentación de partículas de malla 80 y con producto fino de hasta media micra. 3) Las que desintegran por abrasión o que muelen por fuerza cortante, ejemplo: Molino de dientes, de discos. Para la reducción primaria de tamaño y dependiendo si los materiales son duros o blandos, se tienen los siguientes tipos de molinos.


Para materiales duros: Los quebradores de mandíbula, giratorios y de discos.


Para materiales blandos, donde la producción de finos es limitada, se tiene el molino de martillos y el de rodillos dentados. El tamiz consiste de una superficie con perforaciones uniformes por donde pasará parte del material y el resto será retenido por él. Para llevar a cabo el tamizado es requisito que exista vibración para permitir que el material más fino traspase el tamiz. De un tamiz o malla se obtienen dos fracciones, los gruesos y los finos: la nomenclatura es la siguiente, para la malla 100, + 100 indica los gruesos y -100 indica los finos. El producto a analizar o producto bruto, queda distribuido en diferentes fracciones según el tamaño de partícula denominándose:

• RECHAZO: Producto que queda sobre el tamiz.

• CERNIDO: Producto que atraviesa el tamiz Teóricamente se debe cumplir que B = C + R, siendo B la cantidad a analizar o producto bruto, C el cernido y R la suma de todos los rechazos. Centrifugación Esencialmente la centrifugación es una decantación selectiva de los componentes insolubles de una mezcla bajo condiciones de gravedad artificial. En la industria existe una gran variedad de centrífugas las cuales pueden ser clasificadas de muy diversas formas, a continuación se realiza una clasificación de un pequeño grupo de centrífugas conocidas como sedimentadoras y se realiza esta clasificación tomando como referencia la cantidad de sólidos a la entrada de la centrífuga. Fuerzas que intervienen en el proceso: Descarga manual, 0-5% de sólidos.

Este tipo de centrífuga es también llamada de tambor macizo. Los sólidos se acumulan en el recinto de lodos y deben de ser removidos en forma manual parando la máquina y abriendo el tambor Descarga automática intermitente, 0-30% de sólidos.

También son conocidas como autodeslodantes. Los sólidos se acumulan en el recinto de lodos y son expulsados en forma intermitente y automática a través de los orificios de descarga. Descarga continua, 0-40% de sólidos.

Dentro de la industria química es conocida como de toberas. Los sólidos se acumulan en el recinto de lodos y se expulsan en forma continua a través de toberas. Tornillo transportador, 0-65% de sólidos.

Este tipo de centrifuga es también conocida como decantador. Tienen un diseño completamente diferente a las demás centrífugas. Están equipadas con un tornillo transportador que les permite descargar en forma continua los sólidos. -Fuerza centrípeta y centrífuga

-Fuerza friccional
* Masa y densidad de la partícula

* Densidad del medio

* Aceleración de la gravedad

* Coeficiente de Difusión

* Tiempo

* Temperatura

* Presión y Velocidad Variables que afectan la centrifugación. Decantación 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. El objeto de la decantación es el de conseguir que se depositen las partículas que se encuentran en suspensión en el agua, tanto si retrata de partículas presentes en el agua bruta, como si se deben a la acción de un reactivo químico añadido en el tratamiento (coagulación, eliminación de hierro, depuración química, etc.) e incluso de las que resultan de una floculación física ligada a una acción biológica. * 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. * 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. Dentro de esta decantación hay dos tipos:

> Recirculación de fangos







> Decantación por lecho de fango (tipo Pulsador) Lecho de fangos: Pulsator, Pulsador laminar, Superpulsatos.
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