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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR
DE TACAMBARO
FLUJO DE FLUIDOS
PROF. URIEL OLIVARES MOLINA
SEDIMENTACION Y CENTRIFUGACION
Equipo 4
José Antonio Martínez Villalobos
José Manuel Gallegos García
Daniela Alejandra Gonzales Ayala
Guadalupe Cruz Cortes
SEDIMENTACION
La sedimentación es una operación unitaria
consistente en la separación por la acción de la
gravedad de las fases sólida y líquida de una
suspensión diluida para obtener una suspensión
concentrada y un líquido claro.
CARACTERISTICAS DEL SISTEMA DE
SEDIMENTACION
DISPOSITIVOS SEDIMENTADORES
• Los dispositivos construidos para que se produzca la
sedimentación en ellos son:
• Desarenador: diseñado para que se sedimenten y
retengan sólo partículas mayores de un cierto diámetro
nominal y en general de alto peso específico (arena);
• Sedimentado res o decantadores, normalmente
utilizados en plantas de tratamiento de agua potable, y
aguas residuales o servidas;
• Presas filtrantes: destinadas a retener los materiales
sólidos en las partes altas de las cuencas hidrográficas.
Procedencia de los materiales
Sedimentarios
• Depende de área madre, la meteorización y del
relieve.
• Estos procesos del área madre van a estar formados
por:
• Fragmentos de roca madre sin alterar.
• Minerales disueltos o fragmentos de los minerales
• Minerales neoformados; formados a partir de otros
minerales ya existentes.
• Transporte de los sedimentos Viento, Hielo, Ríos, y
Mar.
• Deposito de los materiales .
Para estudiar una sedimentación hay
una serie de leyes
• A mayor densidad del fluido, mas fácil porque
lleva mas material disuelto en suspensión (hielo,
fango).
• También se sedimentan materiales disueltos que
pierden su estabilidad química y caen (turbas)
• También se pueden producir la sedimentación
por actividad biológica (corales)
Proceso de sedimentación
• Material céntrico formado por minerales y
fragmentos de roca deposita cuando su agente de
transporte deja de tener la energía suficiente para
seguir desplazándolo.
• Composición mineral de las rocas sedimentarías
• Las rocas sedimentarías como las ígneas y las
metamórficas son: Acumulación de minerales; En
las rocas sedimentarias los minerales mas comunes
son: la Arcilla, el cuarzo y las calizas.. es raro la
rocas sedimentaria constituida por un solo mineral.
• Textura : Es el aspecto físico general de una roca
al tamaño y forma.
• Transporte de los sedimentos: El transporte
produce una selección de los materiales
(tamaños iguales). El grado de redondeamiento
de los clastos es producido por el trasporte.
• El transporte provoca en las calizas un
redondeamiento rápido para alcanzar el mismo
redondeamiento en otros materiales con mucho
cuarzo hace falta mas transporte.
Proceso básico de la sedimentación
Velocidad de sedimentación
• Durante la primera etapa de sedimentación la velocidad
es constante, a medida que el sólido se acumula en la
zona D, la velocidad de sedimentación disminuye y
desciende continuamente hasta que se alcanza la altura
final. El punto crítico se alcanza en C.
CENTRIFUGACION
La centrifugación es un método por el cual se
pueden separar sólidos de líquidos de diferente
densidad mediante una fuerza centrífuga. La
fuerza centrífuga es provista por una máquina
llamada centrifugadora, la cual imprime a la
mezcla un movimiento de rotación que origina
una fuerza que produce la sedimentación de los
sólidos o de las partículas de mayor densidad.
Los componentes más densos de la mezcla se
desplazan fuera del eje de rotación de la
centrífuga, mientras que los componentes
menos densos de la mezcla se desplazan hacia el
eje de rotación. De esta manera los químicos y
biólogos pueden aumentar la fuerza de gravedad
efectiva en un tubo de ensayo para producir una
precipitación del sedimento en la base del tubo
de ensayo de manera más rápida y completa.
Proceso básico de la centrifugación
CARACTERISTICAS DE CENTRIFUGACION
• La característica principal de la calidad del
material de vaciado por centrifugación es el alto
nivel de solvencia derivados de las condiciones
de alimentación. Este factor es predominante en
la mejora de las propiedades en relación con
los materiales estáticamente fundido, hay poca
diferencia cuando éste está
perfectamente alimentado.
• La contribución más importante es el
refinamiento por el enfriamiento rápido
de moldes de metal, pero otros factores incluyen
la alteración física en el líquido vertido o
colado en una rotación y la capacidad para
lograr el flujo de
metal satisfactoriamente a temperaturas más
bajas el colado, que sería necesario en ausencia
de presión centrífuga.
• La macro-estructura está sujeta a influencias
similares a las que rigen la estructura estática de
piezas de fundición, los factores más
importantes es la constitución de aleación, los
gradientes de temperatura y enfriamiento
inducido por las propiedades térmicas del
metal y el molde, y las condiciones para la
cristalización independiente, en este caso,
además, afectados por el movimiento de la pieza.
• El factor adicional en el caso de la fundición
centrífuga es el movimiento relativo
del líquido por el deslizamiento durante la
aceleración a la velocidad del molde.
• Objetivo de la centrifugación es separar
partículas de diferentes características. Para ello,
se aplica un fuerte campo centrífugo, con lo
cuyas partículas tenderán a desplazarse a través
del medio en el que se encuentren con la
aceleración G.
• G=velocidad angular**2 por radio de giro.
• Otra formula es G=velocidad angular + radio
Principio de Arquímedes
• es un principio físico que afirma que un cuerpo total
o parcialmente sumergido en un fluido estático,
será empujado con una fuerza igual al peso del
volumen de fluido desplazado por dicho objeto. De
este modo cuando un cuerpo está sumergido en el
fluido se genera un empuje hidrostático resultante
de las presiones sobre la superficie del cuerpo que
actúa siempre hacia arriba a través del centro
de gravedad del cuerpo del fluido desplazado y de
valor igual al peso del fluido desplazado. Esta fuerza
se mide en Newtons (en el SI) y su ecuación se
describe como:
• Fy= E-mg=(pf-ps)Vg
• Donde
ρf y ρs son respectivamente la densidad del fluido
y del sólido sumergido; V el volumen del cuerpo
sumergido; y g la aceleración de la gravedad.
Tipos de sedimentación
• Se pueden distinguir dos tipos de
sedimentación, atendiendo al movimiento de las
partículas que sedimentan:
• Sedimentación libre: se produce en
suspensiones de baja concentración de sólidos.
La interacción entre partículas puede
considerarse despreciable, por lo que
sedimentan a su velocidad de caída libre en el
fluido.
• Sedimentación por zonas: se observa en la
sedimentación de suspensiones concentradas. Las
interacciones entre las partículas son importantes,
alcanzándose velocidades de sedimentación
menores que en la sedimentación libre. La
sedimentación se encuentra retardada o impedida.
Dentro del sedimentador se desarrollan varias
zonas, caracterizadas por diferente concentración de
sólidos y, por lo tanto, diferente velocidad de
sedimentación.
Dependiendo de cómo se realice la operación, la
sedimentación puede clasificarse en los siguientes
tipos:
• Sedimentación intermitente: el flujo volumétrico
total de materia fuera del sistema es nulo, transcurre
en régimen no estacionario. Este tipo de
sedimentación es la que tiene lugar en una probeta
de laboratorio, donde la suspensión se deja reposar.
• Sedimentación continua: la suspensión diluida se
alimenta continuamente y se separa en un líquido
claro y una segunda suspensión de mayor
concentración. Transcurre en régimen estacionario.
Sedimentación por zonas
Sedimentación continua
Equipos de sedimentación
• Tanque simple de precipitación por gravedad.
Es un precipitado por gravedad para la
separación de una fase liquida dispersa en otra
fase. La velocidad en sentido horizontal hacia la
derecha debe ser bastante lenta como para
permitir que las gotas mas pequeñas se eleven
desde el fondo hasta la interfaz o desde la parte
superior hacia abajo, para llegar a la interfaz y
experimentar coalescencia.
Tanque simple de precipitación por
gravedad.
Equipo para clasificación
• El clasificador mas simple consiste en un tanque
subdividido en varias secciones. La alimentación
consiste en una suspensión liquida que contiene
partículas solidas de tamaño comprendido en
cierto intervalo. Las partículas mas grandes se
precipitan con mayor rapidez, caen al fondo, y
las de menor velocidad de precipitación llegan
hasta el otro extremo del tanque
Equipo de sedimentación clasificador
Espesador de sedimentación
Equipos de centrifugación
• Cámaras-campana de centrifugación
• Las cámaras- campana de centrifugación consiste en
un numero de campanas tubulares organizadas de
manera co-axial. Consiste en una campana principal
que tienen divisiones cilíndricas insertadas que
separan el volumen de la campana en una serie de
cámaras anulares que operan en serie. El flujo de
alimentación entra en el centro de la campana y la
suspensión pasa a través de las distintas cámaras,
que van aumentado la distancia del eje.
• Los sólidos sedimentan en las partes externas en
las paredes de las cámaras y el liquido limpio se
extrae mediante rebosamiento en la cámara de
mayor diámetro.
Decantador
• El decantador centrifugo es el único decantador que
ha sido preparado para el manejo de concentración
de sólidos significativa en la suspensión de
alimentación. Al mismo tiempo alcanza altos niveles
de clarificación del concentrado liquido. Aunque es
una maquina de diseño complicado esta basado en
un principio básico. Consiste en una cámara
cilíndrica horizontal (1) que rota a alta velocidad,
con un tornillo helicoidal de extracción (2) situado
co-axialmente. El tornillo se ajusta perfectamente al
contorno de la cámara, de manera que solo permite
agua clara entre la cámara y el rotador.
• 1. Cono cilindro cónico
2. Tornillo Extracción helicoidal (rotador)
3. Alimentación
4. Distribuidor
5. Espacio entre anillos
6. Producto de sedimentación
7. Nivel liquido
8. Zona de secado
9. Liquido clarificado
10. Limite ajustamiento
TECNOLOGIA INNOVADORA EN CENTRIFUGACIÓN.
En la actualidad, las centrífugas modernas son utilizadas en la
industria de procesos técnicos para separar mecánicamente
mezclas de sólidos y líquidos. Los procesos de separación
mecánica incluyen la sedimentación y la filtración. la destilación, la rectificación
y el secado térmico son procesos de separación térmicos. En muchos procesos,
la separación mecánica es crucial para la calidad del producto final, la
rentabilidad del proceso, así como para la protección del medio ambiente. los
procesos de separación mecánica se realizan prácticamente en todos los sectores
industriales tales como la industria alimentaria, química, farmacéutica,
biotecnológica, minera así como también en el sector medio ambiental.
VENTAJAS DE LAS CENTRIFUGAS MODERNAS:
A diferencia de otros procesos de separación mecánica tales
como la filtración y la sedimentación estática, la utilización de
centrífugas modernas ofrece
las siguientes ventajas:
diseño compacto, requieren poco espacio.
construcción cerrada, lo cual evita emisiones de olores y contaminación de
los productos.
facilidad de manejo a través de una operación continua y automatizada.
no requiere el uso de agentes coadyuvantes como telas filtrantes o
coadyuvantes de filtración.
El TRICANTER® FLOTTWEG.
Permite separaciones de mezclas de 3
fases, es decir, la separación simultánea
de dos fases líquidas no miscibles con
diferentes densidades y una fase sólida
la cual es la más pesada de todas las
fases. El TRICANTER® FLOTTWEG
descarga el líquido más denso a presión
mediante el rodete ajustable y la fase
ligera
la descarga por gravedad.
La ventaja que ofrece el rodete
ajustable es que permite ajustarla
posición de la zona de separación en la
máquina y por consiguiente el grado de
separación mientras la máquina está en
funcionamiento. Esto permite alcanzar
el más alto
grado de pureza de los líquidos.
SORTICANTER® FLOTTWEG
El innovador SORTICANTER®
FLOTTWEG está especialmente
diseñado para la separación de sólidos
con distintas densidades. El proceso
utiliza un líquido auxiliar de transporte
cuya densidad se encuentra entre las
densidades de los sólidos que se van a
separar.
El patentado SORTICANTER®
FLOTTWEG consiste básicamente en un
tambor cónico cilíndrico, con un
segundo cono interior al final de la parte
cilíndrica y un tornillo sinfín ajustado
en el contorno interior del tambor.
SORTICANTER FLOTTWEG es
utilizado para el reciclaje de plásticos.
El SEDICANTER® FLOTTWEG
Está diseñado para separar sólidos de
líquidos cuando los sólidos forman
sedimentos cuya consistencia oscila
entre suave a líquida.
El SEDICANTER® es usado cuando
los sólidos que van a ser tratados con
un Decanter son muy finos y el
sedimento no puede
ser tratado óptimamente debido a su
consistencia blanda.
Durante la separación en el tambor del
Sedicanter, el sólido y el líquido se
mueven de un extremo a otro en la
misma dirección
dentro del campo de separación sin
necesidad de atravesar una vez más la
zona de alimentación.
SIMP-DRIVE®
El sistema SIMP-DRIVE® constituye una innovación en lo que se refiere a dos
variadores de frecuencia acoplados.
La característica principal de este concepto nuevo es un engranaje planetario multifase
con una transmisión de multietapas especial. El tambor y el tornillo sinfín operan y
accionan enérgica y técnicamente de manera independiente (como en el caso de un
sistema hidráulico).
Beneficios del sistema SIMPDRIVE®:
• Bajo consumo de energía debido a la alta eficiencia.
• Un sistema de accionamiento
simple que no requiere de sobredimensiones en los motores de funcionamiento.
• No requiere de circulación de energía por los enlaces intermedios.
• Accionamiento uniforme y torque constante.
• Integración simple a sistemas de control de procesos.
Los más pequeños variadores de frecuencia.
• Variadores de frecuencia independientes y de diseño standard, simple de operar y de
simple mantenimiento.
• Gran flexibilidad en la elección de las condiciones de velocidad diferencial de
accionamiento.
• Descarga del tambor aun cuando el tambor no está en funcionamiento.
• Ideal para pequeñas y medianas velocidades diferenciales.
EL SISTEMA MANOWAR “INNOVACIÓN TECNOLÓGICA”
SMAGUA 2012.
MANOWAR dispone de dos palas autonivelables (normalmente tienen una y no
se nivela) que permiten multiplicar la efectividad en la eliminación constante de
las flotantes y reduce significativamente los costes de explotación. También es
significativo señalar que su sistema innovador mejora la calidad de residuos
extraídos, aumentando significativamente la eliminación del fango y de las
sobrenadantes.
Otro aspecto muy ventajoso del sistema es su durabilidad. Los rascadores
circulares tradicionales utilizan materiales que se corroen con el tiempo,
mientras que MANOWAR está construido íntegramente en acero inoxidable y
plásticos de altas prestaciones. Tampoco existen las típicas roturas inferiores,
puesto que el sistema ha eliminado los tensores que resultan muy
problemáticos.
El sistema (opcionalmente) permite aumentar la capacidad del tratamiento y la
calidad del efluyente mediante la incorporación de módulos lamelares para
sedimentación de partículas que mejoran su, ya de por sí, alta productividad.
Los lectores ESR seguros y fiables destacan por su fácil manejo. Están
completamente automatizados y se pueden utilizar en una sala, en la oficina de
un médico o en un laboratorio.
Los lectores funcionan con sensores de infrarrojo que garantizan, frente a los
métodos visuales, una mejor posibilidad de reproducir los resultados.
MANTENIMIENTO, SELECCIÓN Y
COSTO DE OPERACIÓN DE
CENTRIFUGACIÓN Y
SEDIMENTACIÓN
SELECCIÓN
Este tipo de decantación a entrado en desuso debido al gran espacio que
ocupa y debe evitarse en lo posible. La unidad debe constar de:
ZONA DE ENTRADA
La entrada del agua a los sedimentado res debe ser realizada por un
dispositivo hidráulico capaz de distribuir el caudal uniformemente a través
de toda la sección transversal, disipar la energía que trae el agua y
garantizar una velocidad longitudinal uniforme, de igual intensidad y
dirección. Para los sedimentado res el dispositivo de entrada a la unidad
debe trabajar con un gradiente igual al de la última cámara de floculación.
El trayecto entre las dos unidades debe ser lo más corto posible, por lo cual
los floculado res deben quedar próximos a la estructura de entrada de los
sedimentado res.
En caso de emplear pantallas perforadas debe cumplirse con los siguientes
requisitos:
a) Debe hacerse un gran número de orificios con diámetro pequeño.
b) Los orificios más bajos deben estar a una distancia del fondo de 1/4 a 1/5
de la altura de la lámina
de agua y los orificios más altos deben quedar por debajo de la superficie del
agua, a una
distancia de 1/5 o 1/6 de la altura de la lámina de agua.
ZONA DE SEDIMENTACIÓN
Debe constar de una cámara con volumen y condiciones de flujo
adecuados que permitan la sedimentación de las partículas. No debe
contener ningún elemento que interfiera el paso del flujo dentro de
esta zona.
ZONA DE SALIDA
Debe estar constituida por vertederos, canaletas o tubos con
perforaciones.
ZONA DE RECOLECCIÓN DE LODOS
Debe diseñarse teniendo en cuenta los parámetros del literal C.6.5.2 de
este Título.
TIEMPO DE DETENCIÓN
La unidad debe diseñarse de forma que permita un tiempo de detención
entre 2 h y 4 h.
CARGA SUPERFICIAL
Debe estar entre 15 m3/(m2.día) y 30 m3/(m2.día).
VELOCIDAD DEL FLUJO
El sedimentador de flujo horizontal debe diseñarse de
forma que permita una velocidad horizontal del
flujo de agua de máximo 1 cm/s.
ALTURA DEL AGUA
La altura del nivel del agua debe estar entre 4 m y 5 m.
PENDIENTE LONGITUDINAL
La pendiente longitudinal del fondo debe ser mayor
al 2%.
DESCARGA DE LODOS
Debe existir un dispositivo de descarga apropiado de
lodos que permita un vaciado de la unidad en
máximo seis horas.
DIMENSIONES
Para tanques rectangulares, la relación entre el ancho
y el largo es de 1:4 a 1:8 y la relación entre el
largo y la profundidad debe estar entre 5 : 1 y 25 : 1.
CONTROL DE LOS PROCESOS Y
OPERACION
Para obtener una buena operación de
sedimentación, es necesario que la etapa de
coagulación -floculación se realice
adecuadamente, luego se debe asegurar una
distribución adecuada del caudal, minimizar los
cambios bruscos de flujo, asegurar una carga de
rebose apropiada sobre los vertederos efluentes
y controlar las cargas superficiales y los tiempos
de retención.
Una vez la unidad entra en operación debe
determinarse la turbiedad y/o color del agua
sedimentada.
Deben realizarse las siguientes actividades de operación:
1. Comprobar si por el efluente hay salida de flóculos.
2. Retirar el material flotante en el decantador por medio de una espumadera.
3. Verificar si existe desprendimiento de burbujas de aire, originadas por
fermentación de lodos.
4. Verificar semanalmente si existe crecimiento de algas.
5. Medir el nivel de lodo depositado por medio del equipo adecuado para
determinar si se ha excedido la
zona de lodos.
6. Cuando el nivel de lodos alcance el nivel máximo de la zona de lodos, debe
drenarse la unidad y
realizarse la limpieza de los lodos depositados.
7. Cuando se realice una parada de periodo largo (mayor a 24 horas) debe
mantenerse un residual de
cloro por lo menos de 5 ppm o vaciar la unidad para evitar la fermentación de
los lodos.
SEDIMENTADOR DE MANTO DE
LODOS
1. Iniciar el muestreo del nivel de manto de lodos y la turbiedad del
efluente con una frecuencia mínima
de 30 minutos hasta que se alcance el nivel óptimo de manto de lodos.
RAS-2000. Sistemas de Potabilización
2. Ajustar los tiempos de intervalos y duración de las purgas para poner en
funcionamiento el equipo
automático de purga de lodos.
3. Verificar que no hay pérdida de manto de lodos por el efluente del
decantador.
4. Determinar la concentración de lodos en el manto, normalmente 5 -
20% en volumen.
5. Dejar lleno de agua el decantador en una parada inferior a 24 horas y
recircularla para mantener en
suspensión los flóculos y partículas.
6. Si la detención es mayor a 24 horas, debe además, mantenerse un
residual de cloro de por lo menos
5 ppm en el agua almacenada en el decantador, para evitar la
descomposición de los lodos.
COSTO DE INSTALACION
• Los costos de instalación de centrifuga varían en
gama extremadamente amplia, según la clase de
centrifuga, el área y el tipo de estructura en que se
van a instalar y según lo que entienda exactamente
por costo de instalación, algunas centrifugas como
las:
• Tubulares portátil y las purificadoras de disco para
aceite, se envían comunidades embaladas y
requieren un mínimo de tuberías de conexión y
cableado electrónico, sin necesidad de
sedimentaciones.
Los costos mínimos de instalación que cubre una
sedimentación simple y tuberías y conexiones
eléctricas básicas, son de aproximadamente 5 a
10% de precio de compra para las centrifugas
tubulares y de discos de 10 a 25% para las
centrifugas continuas de transportador, las
automáticas por lote y la impulsadas por el
fondo y hasta 30% para centrifugas de cesto
contenidos suspendidos por lo alto
Si se incluye el costo de todas las unidades
auxiliares sedimentos especiales, tanques,
bombas, transportadores, equipos eléctricos y de
control, etc..
El costo de instalación puede llegar a 100 o 400%
al precio de compra de la centrifuga
Costo de mantenimiento
Debido al cuidado con el que se diseñan y
construyen las centrifugas, sus costos de
mantenimiento coinciden con los de otro tipo de
separación de menor velocidad, en el intervalo
del 5 a 10% anuales del precio de compra para
las centrifugas deben ser servicios ligeros y
modelados para las centrifugas sometidas a
servicios intensivos y con fluidos muy
corrosivos, el costo de mantenimiento puede ser
varias veces
MANO DE OBRA
Las centrifugas van desde las de control
completamente manual hasta las de
funcionamiento totalmente automático. Para los
primeras, un hombre maneja casi siempre de
una a cinco centrifugas según el tipo y sus
aplicaciones.las centrifugas completamente
automatizado requieren poca atención
operacional directa. la mano de obra directa mas
la atención de la supervisión se ubican en el
intervalo de 0.05 a 0.2horas de funcionamiento
de la centrifuga.
COSTOS DE ESPESADORES
• Los costos varían mucho para un diámetro dado
debido a los muchos tipos de construcción.
• Por regla general , el costo total instalado será de
aproximadamente ,2 a 4 veces el costo del
mecanismo de rastrillo(incluyendo el elevador y el
cabezal de transmisión), además de los pasillos y el
puente o jaula de estribo central , rieles y lavadores
de sobre flujo.
COSTOS OPERACIONALES
• El costo de energía para un espesor continuo es un
renglón casi insignificante.
COSTOS OPERACIONALES
m ft $/m2 $ft2
3 10 3400-5500 315-510
10 30 1100-1700 100-160
15 50 800-1000 74-93
20 65 700-780 65-72
75 250 240-250 22-23
90 300 215-225 21-20
30 100 430-520 40-48
45 150 320-380 30-35
60 200 250-260 23-24
105 350 215 20
120 400 205 19
DIAMETRO COSTOS
costo total ,que incluye la instalación; basado en mecanismos de acero,
tanques y fondo de acero asta 30 m y tanque de acero con fondo de concreto
de 30 a 120m.
Mantenimiento de las centrifugas
• Las centrífugas deberán ser limpiadas antes
de ser apagadas. Existen diferentes procesos
de limpieza de pendiendo de la aplicación.
• Las CENTRIFUGAS FLOTTWEG están diseñadas
para una operación continua y no necesitan ser
abiertas para su limpieza.
• Las CENTRIFUGAS FLOTTWEG utilizadas en las
industrias farmacéuticas, alimentaria y
biotecnológica son diseñadas para que se les pueda
adaptar el sistema de limpieza automática CIP in
situ.
Limpieza de centrífugas para
aplicaciones estándares
• En la mayoría de las aplicaciones (aguas residuales,
separación de cristales etc.) es suficiente enjuagar la
centrífuga a través del tubo de alimentación antes de
apagarla para remover los sólidos adheridos. El
tiempo de enjuague y el tipo de fluido de limpieza
que se aplique dependen del producto que se utilice.
En la mayoría de los casos, es suficiente enjuagar
con el líquido centrifugado. Adicionalmente y si se
requiere, se pueden adaptar toberas rociadoras para
la limpieza de la centrífuga, la parte externa del
tambor, así como para la parte interna del tornillo
sinfín.
VENTAJAS
Diseño compacto, requieren
poco espacio.
Construcción cerrada, lo cual
evita emisiones de olores y
contaminación
de los productos.
Facilidad de manejo a través de
una operación continua y
automatizada.
No requiere el uso de agentes
coadyuvantes como telas
filtrantes o coadyuvantes de
filtración.
Materiales de construcción
FLOTTWEG utiliza exclusivamente acero
inoxidable de alta calidad en la construcción de
todas las partes del decantar que están en
contacto con el producto. El tambor y el cuerpo
del tornillo sinfín están construidos de acero
inoxidable de fundición centrífuga y son
altamente resistentes a la corrosión.
Las CENTRÍFUGAS FLOTTWEG
pueden ser provistas de diferentes
sistemas de lubricación, de
acuerdo a las exigencias del
cliente. El criterio de selección
para el tipo de lubricación depende
del tipo de operación de la
máquina, ya sea un proceso por
lotes (batch), continuo o temporal,
y del grado de automatización
de todo el sistema.
Monitoreo de la vibración:
La vibración se registra a
través
de sensores. Al alcanzar el
máximo valor permisible, se
activa una alarma y el
sistema
ordena parar la centrífuga
inmediatamente.
Las características de una centrífuga
que cumple con las más
altas exigencias higiénicas son:
• Todas las soldaduras son
rectificadas
de acuerdo a los
acabados higiénicos específicos.
• Todas las superficies son
fabricadas
con acabados que
cumplen con las condiciones
específicas de rugosidad.
• Cuentan con juegos de toberas
de enjuague dentro de la
centrífuga y en el interior del
tornillo sinfín.
• El rodete ajustable permite el
enjuague del tambor de la
centrífuga.
• El accionamiento con variadores
de frecuencia para el
sistema CIP permite una velocidad
de rotación lenta para
un mejor enjuague.
• El tornillo sinfín, la carcasa y
el tambor son electro pulidos.
• Las empaquetaduras colocadas
higiénicamente son utilizadas
en la carcasa.
Limpieza de centrífugas para
aplicaciones estándares
En la mayoría de las aplicaciones
(aguas residuales, separación
de cristales etc.) es suficiente
enjuagar la centrífuga a
través del tubo de alimentación
antes de apagarla para remover
los sólidos adheridos. El tiempo
de enjuague y el tipo de fluido
de limpieza que se aplique
dependen del producto que se
utilice. En la mayoría de los casos,
es suficiente enjuagar con
el líquido centrifugado.
Adicionalmente y si se requiere,
se pueden adaptar toberas rociadoras
para la limpieza de la
centrífuga, la parte externa del
tambor, así como para la parte
interna del tornillo sinfín.
Las centrífugas con tambor macizo y tornillo
sinfín
IMPACTO AMBIENTAL
Uno de los grandes problemas en el uso de la centrífuga en
los distintos procesos industriales, es la inevitable
contaminación en menor o mayor grado al medio
ambiente, debido los residuos sólidos, líquidos y
emanaciones de gases tóxicos que se desprenden
mientras se realiza esta operación unitaria. Para
minimizar tales efectos, las industrias están utilizando
elementos
filtrantes de manera de evitar que dichos contaminantes
salgan al medioambiente y provoquen trastornos en el
hábitat. Sin embargo, hoy en día no se ha alcanzado el
grado de conciencia necesaria, por parte del industrial,
debido al alto costo que tiene instalar elementos
filtrantes o mejorar la tecnología existen
PROVEEDORES DE: EQUIPOS DE
CENTRIFUGACIÓN
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• Quimialcla
• BCR INTERNACIONAL
• Hydrotec
• Grupo EMESA
Sedimentación
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Industria
México y Latinoamérica
• Química Tech
Chihuahua, Torreón, Durango y México.
Bibliografía
• www.wikipedia.com
• Documentos pdf
• Procesos de transporte y operaciones unitarias
Geankoplis

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Sedimentación y centrifugación

  • 1. INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE TACAMBARO FLUJO DE FLUIDOS PROF. URIEL OLIVARES MOLINA SEDIMENTACION Y CENTRIFUGACION Equipo 4 José Antonio Martínez Villalobos José Manuel Gallegos García Daniela Alejandra Gonzales Ayala Guadalupe Cruz Cortes
  • 2. SEDIMENTACION La sedimentación es una operación unitaria consistente en la separación por la acción de la gravedad de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para obtener una suspensión concentrada y un líquido claro.
  • 3. CARACTERISTICAS DEL SISTEMA DE SEDIMENTACION DISPOSITIVOS SEDIMENTADORES • Los dispositivos construidos para que se produzca la sedimentación en ellos son: • Desarenador: diseñado para que se sedimenten y retengan sólo partículas mayores de un cierto diámetro nominal y en general de alto peso específico (arena); • Sedimentado res o decantadores, normalmente utilizados en plantas de tratamiento de agua potable, y aguas residuales o servidas; • Presas filtrantes: destinadas a retener los materiales sólidos en las partes altas de las cuencas hidrográficas.
  • 4. Procedencia de los materiales Sedimentarios • Depende de área madre, la meteorización y del relieve. • Estos procesos del área madre van a estar formados por: • Fragmentos de roca madre sin alterar. • Minerales disueltos o fragmentos de los minerales • Minerales neoformados; formados a partir de otros minerales ya existentes. • Transporte de los sedimentos Viento, Hielo, Ríos, y Mar. • Deposito de los materiales .
  • 5. Para estudiar una sedimentación hay una serie de leyes • A mayor densidad del fluido, mas fácil porque lleva mas material disuelto en suspensión (hielo, fango). • También se sedimentan materiales disueltos que pierden su estabilidad química y caen (turbas) • También se pueden producir la sedimentación por actividad biológica (corales)
  • 6. Proceso de sedimentación • Material céntrico formado por minerales y fragmentos de roca deposita cuando su agente de transporte deja de tener la energía suficiente para seguir desplazándolo. • Composición mineral de las rocas sedimentarías • Las rocas sedimentarías como las ígneas y las metamórficas son: Acumulación de minerales; En las rocas sedimentarias los minerales mas comunes son: la Arcilla, el cuarzo y las calizas.. es raro la rocas sedimentaria constituida por un solo mineral.
  • 7. • Textura : Es el aspecto físico general de una roca al tamaño y forma. • Transporte de los sedimentos: El transporte produce una selección de los materiales (tamaños iguales). El grado de redondeamiento de los clastos es producido por el trasporte. • El transporte provoca en las calizas un redondeamiento rápido para alcanzar el mismo redondeamiento en otros materiales con mucho cuarzo hace falta mas transporte.
  • 8. Proceso básico de la sedimentación
  • 9. Velocidad de sedimentación • Durante la primera etapa de sedimentación la velocidad es constante, a medida que el sólido se acumula en la zona D, la velocidad de sedimentación disminuye y desciende continuamente hasta que se alcanza la altura final. El punto crítico se alcanza en C.
  • 10. CENTRIFUGACION La centrifugación es un método por el cual se pueden separar sólidos de líquidos de diferente densidad mediante una fuerza centrífuga. La fuerza centrífuga es provista por una máquina llamada centrifugadora, la cual imprime a la mezcla un movimiento de rotación que origina una fuerza que produce la sedimentación de los sólidos o de las partículas de mayor densidad.
  • 11. Los componentes más densos de la mezcla se desplazan fuera del eje de rotación de la centrífuga, mientras que los componentes menos densos de la mezcla se desplazan hacia el eje de rotación. De esta manera los químicos y biólogos pueden aumentar la fuerza de gravedad efectiva en un tubo de ensayo para producir una precipitación del sedimento en la base del tubo de ensayo de manera más rápida y completa.
  • 12. Proceso básico de la centrifugación
  • 13. CARACTERISTICAS DE CENTRIFUGACION • La característica principal de la calidad del material de vaciado por centrifugación es el alto nivel de solvencia derivados de las condiciones de alimentación. Este factor es predominante en la mejora de las propiedades en relación con los materiales estáticamente fundido, hay poca diferencia cuando éste está perfectamente alimentado.
  • 14. • La contribución más importante es el refinamiento por el enfriamiento rápido de moldes de metal, pero otros factores incluyen la alteración física en el líquido vertido o colado en una rotación y la capacidad para lograr el flujo de metal satisfactoriamente a temperaturas más bajas el colado, que sería necesario en ausencia de presión centrífuga.
  • 15. • La macro-estructura está sujeta a influencias similares a las que rigen la estructura estática de piezas de fundición, los factores más importantes es la constitución de aleación, los gradientes de temperatura y enfriamiento inducido por las propiedades térmicas del metal y el molde, y las condiciones para la cristalización independiente, en este caso, además, afectados por el movimiento de la pieza.
  • 16. • El factor adicional en el caso de la fundición centrífuga es el movimiento relativo del líquido por el deslizamiento durante la aceleración a la velocidad del molde.
  • 17. • Objetivo de la centrifugación es separar partículas de diferentes características. Para ello, se aplica un fuerte campo centrífugo, con lo cuyas partículas tenderán a desplazarse a través del medio en el que se encuentren con la aceleración G. • G=velocidad angular**2 por radio de giro. • Otra formula es G=velocidad angular + radio
  • 18. Principio de Arquímedes • es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho objeto. De este modo cuando un cuerpo está sumergido en el fluido se genera un empuje hidrostático resultante de las presiones sobre la superficie del cuerpo que actúa siempre hacia arriba a través del centro de gravedad del cuerpo del fluido desplazado y de valor igual al peso del fluido desplazado. Esta fuerza se mide en Newtons (en el SI) y su ecuación se describe como:
  • 19. • Fy= E-mg=(pf-ps)Vg • Donde ρf y ρs son respectivamente la densidad del fluido y del sólido sumergido; V el volumen del cuerpo sumergido; y g la aceleración de la gravedad.
  • 20. Tipos de sedimentación • Se pueden distinguir dos tipos de sedimentación, atendiendo al movimiento de las partículas que sedimentan: • Sedimentación libre: se produce en suspensiones de baja concentración de sólidos. La interacción entre partículas puede considerarse despreciable, por lo que sedimentan a su velocidad de caída libre en el fluido.
  • 21. • Sedimentación por zonas: se observa en la sedimentación de suspensiones concentradas. Las interacciones entre las partículas son importantes, alcanzándose velocidades de sedimentación menores que en la sedimentación libre. La sedimentación se encuentra retardada o impedida. Dentro del sedimentador se desarrollan varias zonas, caracterizadas por diferente concentración de sólidos y, por lo tanto, diferente velocidad de sedimentación.
  • 22. Dependiendo de cómo se realice la operación, la sedimentación puede clasificarse en los siguientes tipos: • Sedimentación intermitente: el flujo volumétrico total de materia fuera del sistema es nulo, transcurre en régimen no estacionario. Este tipo de sedimentación es la que tiene lugar en una probeta de laboratorio, donde la suspensión se deja reposar. • Sedimentación continua: la suspensión diluida se alimenta continuamente y se separa en un líquido claro y una segunda suspensión de mayor concentración. Transcurre en régimen estacionario.
  • 25. Equipos de sedimentación • Tanque simple de precipitación por gravedad. Es un precipitado por gravedad para la separación de una fase liquida dispersa en otra fase. La velocidad en sentido horizontal hacia la derecha debe ser bastante lenta como para permitir que las gotas mas pequeñas se eleven desde el fondo hasta la interfaz o desde la parte superior hacia abajo, para llegar a la interfaz y experimentar coalescencia.
  • 26. Tanque simple de precipitación por gravedad.
  • 27. Equipo para clasificación • El clasificador mas simple consiste en un tanque subdividido en varias secciones. La alimentación consiste en una suspensión liquida que contiene partículas solidas de tamaño comprendido en cierto intervalo. Las partículas mas grandes se precipitan con mayor rapidez, caen al fondo, y las de menor velocidad de precipitación llegan hasta el otro extremo del tanque
  • 28. Equipo de sedimentación clasificador
  • 30. Equipos de centrifugación • Cámaras-campana de centrifugación • Las cámaras- campana de centrifugación consiste en un numero de campanas tubulares organizadas de manera co-axial. Consiste en una campana principal que tienen divisiones cilíndricas insertadas que separan el volumen de la campana en una serie de cámaras anulares que operan en serie. El flujo de alimentación entra en el centro de la campana y la suspensión pasa a través de las distintas cámaras, que van aumentado la distancia del eje.
  • 31. • Los sólidos sedimentan en las partes externas en las paredes de las cámaras y el liquido limpio se extrae mediante rebosamiento en la cámara de mayor diámetro.
  • 32. Decantador • El decantador centrifugo es el único decantador que ha sido preparado para el manejo de concentración de sólidos significativa en la suspensión de alimentación. Al mismo tiempo alcanza altos niveles de clarificación del concentrado liquido. Aunque es una maquina de diseño complicado esta basado en un principio básico. Consiste en una cámara cilíndrica horizontal (1) que rota a alta velocidad, con un tornillo helicoidal de extracción (2) situado co-axialmente. El tornillo se ajusta perfectamente al contorno de la cámara, de manera que solo permite agua clara entre la cámara y el rotador.
  • 33. • 1. Cono cilindro cónico 2. Tornillo Extracción helicoidal (rotador) 3. Alimentación 4. Distribuidor 5. Espacio entre anillos 6. Producto de sedimentación 7. Nivel liquido 8. Zona de secado 9. Liquido clarificado 10. Limite ajustamiento
  • 34.
  • 35. TECNOLOGIA INNOVADORA EN CENTRIFUGACIÓN. En la actualidad, las centrífugas modernas son utilizadas en la industria de procesos técnicos para separar mecánicamente mezclas de sólidos y líquidos. Los procesos de separación mecánica incluyen la sedimentación y la filtración. la destilación, la rectificación y el secado térmico son procesos de separación térmicos. En muchos procesos, la separación mecánica es crucial para la calidad del producto final, la rentabilidad del proceso, así como para la protección del medio ambiente. los procesos de separación mecánica se realizan prácticamente en todos los sectores industriales tales como la industria alimentaria, química, farmacéutica, biotecnológica, minera así como también en el sector medio ambiental.
  • 36. VENTAJAS DE LAS CENTRIFUGAS MODERNAS: A diferencia de otros procesos de separación mecánica tales como la filtración y la sedimentación estática, la utilización de centrífugas modernas ofrece las siguientes ventajas: diseño compacto, requieren poco espacio. construcción cerrada, lo cual evita emisiones de olores y contaminación de los productos. facilidad de manejo a través de una operación continua y automatizada. no requiere el uso de agentes coadyuvantes como telas filtrantes o coadyuvantes de filtración.
  • 37. El TRICANTER® FLOTTWEG. Permite separaciones de mezclas de 3 fases, es decir, la separación simultánea de dos fases líquidas no miscibles con diferentes densidades y una fase sólida la cual es la más pesada de todas las fases. El TRICANTER® FLOTTWEG descarga el líquido más denso a presión mediante el rodete ajustable y la fase ligera la descarga por gravedad. La ventaja que ofrece el rodete ajustable es que permite ajustarla posición de la zona de separación en la máquina y por consiguiente el grado de separación mientras la máquina está en funcionamiento. Esto permite alcanzar el más alto grado de pureza de los líquidos.
  • 38. SORTICANTER® FLOTTWEG El innovador SORTICANTER® FLOTTWEG está especialmente diseñado para la separación de sólidos con distintas densidades. El proceso utiliza un líquido auxiliar de transporte cuya densidad se encuentra entre las densidades de los sólidos que se van a separar. El patentado SORTICANTER® FLOTTWEG consiste básicamente en un tambor cónico cilíndrico, con un segundo cono interior al final de la parte cilíndrica y un tornillo sinfín ajustado en el contorno interior del tambor. SORTICANTER FLOTTWEG es utilizado para el reciclaje de plásticos.
  • 39. El SEDICANTER® FLOTTWEG Está diseñado para separar sólidos de líquidos cuando los sólidos forman sedimentos cuya consistencia oscila entre suave a líquida. El SEDICANTER® es usado cuando los sólidos que van a ser tratados con un Decanter son muy finos y el sedimento no puede ser tratado óptimamente debido a su consistencia blanda. Durante la separación en el tambor del Sedicanter, el sólido y el líquido se mueven de un extremo a otro en la misma dirección dentro del campo de separación sin necesidad de atravesar una vez más la zona de alimentación.
  • 40. SIMP-DRIVE® El sistema SIMP-DRIVE® constituye una innovación en lo que se refiere a dos variadores de frecuencia acoplados. La característica principal de este concepto nuevo es un engranaje planetario multifase con una transmisión de multietapas especial. El tambor y el tornillo sinfín operan y accionan enérgica y técnicamente de manera independiente (como en el caso de un sistema hidráulico). Beneficios del sistema SIMPDRIVE®: • Bajo consumo de energía debido a la alta eficiencia. • Un sistema de accionamiento simple que no requiere de sobredimensiones en los motores de funcionamiento. • No requiere de circulación de energía por los enlaces intermedios. • Accionamiento uniforme y torque constante. • Integración simple a sistemas de control de procesos. Los más pequeños variadores de frecuencia. • Variadores de frecuencia independientes y de diseño standard, simple de operar y de simple mantenimiento. • Gran flexibilidad en la elección de las condiciones de velocidad diferencial de accionamiento. • Descarga del tambor aun cuando el tambor no está en funcionamiento. • Ideal para pequeñas y medianas velocidades diferenciales.
  • 41. EL SISTEMA MANOWAR “INNOVACIÓN TECNOLÓGICA” SMAGUA 2012. MANOWAR dispone de dos palas autonivelables (normalmente tienen una y no se nivela) que permiten multiplicar la efectividad en la eliminación constante de las flotantes y reduce significativamente los costes de explotación. También es significativo señalar que su sistema innovador mejora la calidad de residuos extraídos, aumentando significativamente la eliminación del fango y de las sobrenadantes. Otro aspecto muy ventajoso del sistema es su durabilidad. Los rascadores circulares tradicionales utilizan materiales que se corroen con el tiempo, mientras que MANOWAR está construido íntegramente en acero inoxidable y plásticos de altas prestaciones. Tampoco existen las típicas roturas inferiores, puesto que el sistema ha eliminado los tensores que resultan muy problemáticos. El sistema (opcionalmente) permite aumentar la capacidad del tratamiento y la calidad del efluyente mediante la incorporación de módulos lamelares para sedimentación de partículas que mejoran su, ya de por sí, alta productividad.
  • 42.
  • 43. Los lectores ESR seguros y fiables destacan por su fácil manejo. Están completamente automatizados y se pueden utilizar en una sala, en la oficina de un médico o en un laboratorio. Los lectores funcionan con sensores de infrarrojo que garantizan, frente a los métodos visuales, una mejor posibilidad de reproducir los resultados.
  • 44. MANTENIMIENTO, SELECCIÓN Y COSTO DE OPERACIÓN DE CENTRIFUGACIÓN Y SEDIMENTACIÓN
  • 45. SELECCIÓN Este tipo de decantación a entrado en desuso debido al gran espacio que ocupa y debe evitarse en lo posible. La unidad debe constar de: ZONA DE ENTRADA La entrada del agua a los sedimentado res debe ser realizada por un dispositivo hidráulico capaz de distribuir el caudal uniformemente a través de toda la sección transversal, disipar la energía que trae el agua y garantizar una velocidad longitudinal uniforme, de igual intensidad y dirección. Para los sedimentado res el dispositivo de entrada a la unidad debe trabajar con un gradiente igual al de la última cámara de floculación. El trayecto entre las dos unidades debe ser lo más corto posible, por lo cual los floculado res deben quedar próximos a la estructura de entrada de los sedimentado res. En caso de emplear pantallas perforadas debe cumplirse con los siguientes requisitos: a) Debe hacerse un gran número de orificios con diámetro pequeño. b) Los orificios más bajos deben estar a una distancia del fondo de 1/4 a 1/5 de la altura de la lámina de agua y los orificios más altos deben quedar por debajo de la superficie del agua, a una distancia de 1/5 o 1/6 de la altura de la lámina de agua.
  • 46. ZONA DE SEDIMENTACIÓN Debe constar de una cámara con volumen y condiciones de flujo adecuados que permitan la sedimentación de las partículas. No debe contener ningún elemento que interfiera el paso del flujo dentro de esta zona. ZONA DE SALIDA Debe estar constituida por vertederos, canaletas o tubos con perforaciones. ZONA DE RECOLECCIÓN DE LODOS Debe diseñarse teniendo en cuenta los parámetros del literal C.6.5.2 de este Título. TIEMPO DE DETENCIÓN La unidad debe diseñarse de forma que permita un tiempo de detención entre 2 h y 4 h.
  • 47. CARGA SUPERFICIAL Debe estar entre 15 m3/(m2.día) y 30 m3/(m2.día). VELOCIDAD DEL FLUJO El sedimentador de flujo horizontal debe diseñarse de forma que permita una velocidad horizontal del flujo de agua de máximo 1 cm/s. ALTURA DEL AGUA La altura del nivel del agua debe estar entre 4 m y 5 m.
  • 48. PENDIENTE LONGITUDINAL La pendiente longitudinal del fondo debe ser mayor al 2%. DESCARGA DE LODOS Debe existir un dispositivo de descarga apropiado de lodos que permita un vaciado de la unidad en máximo seis horas. DIMENSIONES Para tanques rectangulares, la relación entre el ancho y el largo es de 1:4 a 1:8 y la relación entre el largo y la profundidad debe estar entre 5 : 1 y 25 : 1.
  • 49. CONTROL DE LOS PROCESOS Y OPERACION Para obtener una buena operación de sedimentación, es necesario que la etapa de coagulación -floculación se realice adecuadamente, luego se debe asegurar una distribución adecuada del caudal, minimizar los cambios bruscos de flujo, asegurar una carga de rebose apropiada sobre los vertederos efluentes y controlar las cargas superficiales y los tiempos de retención.
  • 50. Una vez la unidad entra en operación debe determinarse la turbiedad y/o color del agua sedimentada. Deben realizarse las siguientes actividades de operación: 1. Comprobar si por el efluente hay salida de flóculos. 2. Retirar el material flotante en el decantador por medio de una espumadera. 3. Verificar si existe desprendimiento de burbujas de aire, originadas por fermentación de lodos. 4. Verificar semanalmente si existe crecimiento de algas. 5. Medir el nivel de lodo depositado por medio del equipo adecuado para determinar si se ha excedido la zona de lodos. 6. Cuando el nivel de lodos alcance el nivel máximo de la zona de lodos, debe drenarse la unidad y realizarse la limpieza de los lodos depositados. 7. Cuando se realice una parada de periodo largo (mayor a 24 horas) debe mantenerse un residual de cloro por lo menos de 5 ppm o vaciar la unidad para evitar la fermentación de los lodos.
  • 51. SEDIMENTADOR DE MANTO DE LODOS 1. Iniciar el muestreo del nivel de manto de lodos y la turbiedad del efluente con una frecuencia mínima de 30 minutos hasta que se alcance el nivel óptimo de manto de lodos. RAS-2000. Sistemas de Potabilización 2. Ajustar los tiempos de intervalos y duración de las purgas para poner en funcionamiento el equipo automático de purga de lodos. 3. Verificar que no hay pérdida de manto de lodos por el efluente del decantador. 4. Determinar la concentración de lodos en el manto, normalmente 5 - 20% en volumen. 5. Dejar lleno de agua el decantador en una parada inferior a 24 horas y recircularla para mantener en suspensión los flóculos y partículas. 6. Si la detención es mayor a 24 horas, debe además, mantenerse un residual de cloro de por lo menos 5 ppm en el agua almacenada en el decantador, para evitar la descomposición de los lodos.
  • 52. COSTO DE INSTALACION • Los costos de instalación de centrifuga varían en gama extremadamente amplia, según la clase de centrifuga, el área y el tipo de estructura en que se van a instalar y según lo que entienda exactamente por costo de instalación, algunas centrifugas como las: • Tubulares portátil y las purificadoras de disco para aceite, se envían comunidades embaladas y requieren un mínimo de tuberías de conexión y cableado electrónico, sin necesidad de sedimentaciones.
  • 53. Los costos mínimos de instalación que cubre una sedimentación simple y tuberías y conexiones eléctricas básicas, son de aproximadamente 5 a 10% de precio de compra para las centrifugas tubulares y de discos de 10 a 25% para las centrifugas continuas de transportador, las automáticas por lote y la impulsadas por el fondo y hasta 30% para centrifugas de cesto contenidos suspendidos por lo alto Si se incluye el costo de todas las unidades auxiliares sedimentos especiales, tanques, bombas, transportadores, equipos eléctricos y de control, etc.. El costo de instalación puede llegar a 100 o 400% al precio de compra de la centrifuga
  • 54. Costo de mantenimiento Debido al cuidado con el que se diseñan y construyen las centrifugas, sus costos de mantenimiento coinciden con los de otro tipo de separación de menor velocidad, en el intervalo del 5 a 10% anuales del precio de compra para las centrifugas deben ser servicios ligeros y modelados para las centrifugas sometidas a servicios intensivos y con fluidos muy corrosivos, el costo de mantenimiento puede ser varias veces
  • 55. MANO DE OBRA Las centrifugas van desde las de control completamente manual hasta las de funcionamiento totalmente automático. Para los primeras, un hombre maneja casi siempre de una a cinco centrifugas según el tipo y sus aplicaciones.las centrifugas completamente automatizado requieren poca atención operacional directa. la mano de obra directa mas la atención de la supervisión se ubican en el intervalo de 0.05 a 0.2horas de funcionamiento de la centrifuga.
  • 56. COSTOS DE ESPESADORES • Los costos varían mucho para un diámetro dado debido a los muchos tipos de construcción. • Por regla general , el costo total instalado será de aproximadamente ,2 a 4 veces el costo del mecanismo de rastrillo(incluyendo el elevador y el cabezal de transmisión), además de los pasillos y el puente o jaula de estribo central , rieles y lavadores de sobre flujo. COSTOS OPERACIONALES • El costo de energía para un espesor continuo es un renglón casi insignificante.
  • 57. COSTOS OPERACIONALES m ft $/m2 $ft2 3 10 3400-5500 315-510 10 30 1100-1700 100-160 15 50 800-1000 74-93 20 65 700-780 65-72 75 250 240-250 22-23 90 300 215-225 21-20 30 100 430-520 40-48 45 150 320-380 30-35 60 200 250-260 23-24 105 350 215 20 120 400 205 19 DIAMETRO COSTOS costo total ,que incluye la instalación; basado en mecanismos de acero, tanques y fondo de acero asta 30 m y tanque de acero con fondo de concreto de 30 a 120m.
  • 58. Mantenimiento de las centrifugas • Las centrífugas deberán ser limpiadas antes de ser apagadas. Existen diferentes procesos de limpieza de pendiendo de la aplicación. • Las CENTRIFUGAS FLOTTWEG están diseñadas para una operación continua y no necesitan ser abiertas para su limpieza. • Las CENTRIFUGAS FLOTTWEG utilizadas en las industrias farmacéuticas, alimentaria y biotecnológica son diseñadas para que se les pueda adaptar el sistema de limpieza automática CIP in situ.
  • 59. Limpieza de centrífugas para aplicaciones estándares • En la mayoría de las aplicaciones (aguas residuales, separación de cristales etc.) es suficiente enjuagar la centrífuga a través del tubo de alimentación antes de apagarla para remover los sólidos adheridos. El tiempo de enjuague y el tipo de fluido de limpieza que se aplique dependen del producto que se utilice. En la mayoría de los casos, es suficiente enjuagar con el líquido centrifugado. Adicionalmente y si se requiere, se pueden adaptar toberas rociadoras para la limpieza de la centrífuga, la parte externa del tambor, así como para la parte interna del tornillo sinfín.
  • 60. VENTAJAS Diseño compacto, requieren poco espacio. Construcción cerrada, lo cual evita emisiones de olores y contaminación de los productos. Facilidad de manejo a través de una operación continua y automatizada. No requiere el uso de agentes coadyuvantes como telas filtrantes o coadyuvantes de filtración.
  • 61. Materiales de construcción FLOTTWEG utiliza exclusivamente acero inoxidable de alta calidad en la construcción de todas las partes del decantar que están en contacto con el producto. El tambor y el cuerpo del tornillo sinfín están construidos de acero inoxidable de fundición centrífuga y son altamente resistentes a la corrosión.
  • 62. Las CENTRÍFUGAS FLOTTWEG pueden ser provistas de diferentes sistemas de lubricación, de acuerdo a las exigencias del cliente. El criterio de selección para el tipo de lubricación depende del tipo de operación de la máquina, ya sea un proceso por lotes (batch), continuo o temporal, y del grado de automatización de todo el sistema.
  • 63. Monitoreo de la vibración: La vibración se registra a través de sensores. Al alcanzar el máximo valor permisible, se activa una alarma y el sistema ordena parar la centrífuga inmediatamente.
  • 64. Las características de una centrífuga que cumple con las más altas exigencias higiénicas son: • Todas las soldaduras son rectificadas de acuerdo a los acabados higiénicos específicos. • Todas las superficies son fabricadas con acabados que cumplen con las condiciones específicas de rugosidad. • Cuentan con juegos de toberas de enjuague dentro de la centrífuga y en el interior del tornillo sinfín. • El rodete ajustable permite el enjuague del tambor de la centrífuga. • El accionamiento con variadores de frecuencia para el sistema CIP permite una velocidad de rotación lenta para un mejor enjuague. • El tornillo sinfín, la carcasa y el tambor son electro pulidos. • Las empaquetaduras colocadas higiénicamente son utilizadas en la carcasa.
  • 65. Limpieza de centrífugas para aplicaciones estándares En la mayoría de las aplicaciones (aguas residuales, separación de cristales etc.) es suficiente enjuagar la centrífuga a través del tubo de alimentación antes de apagarla para remover los sólidos adheridos. El tiempo de enjuague y el tipo de fluido de limpieza que se aplique dependen del producto que se utilice. En la mayoría de los casos, es suficiente enjuagar con el líquido centrifugado. Adicionalmente y si se requiere, se pueden adaptar toberas rociadoras para la limpieza de la centrífuga, la parte externa del tambor, así como para la parte interna del tornillo sinfín. Las centrífugas con tambor macizo y tornillo sinfín
  • 66. IMPACTO AMBIENTAL Uno de los grandes problemas en el uso de la centrífuga en los distintos procesos industriales, es la inevitable contaminación en menor o mayor grado al medio ambiente, debido los residuos sólidos, líquidos y emanaciones de gases tóxicos que se desprenden mientras se realiza esta operación unitaria. Para minimizar tales efectos, las industrias están utilizando elementos filtrantes de manera de evitar que dichos contaminantes salgan al medioambiente y provoquen trastornos en el hábitat. Sin embargo, hoy en día no se ha alcanzado el grado de conciencia necesaria, por parte del industrial, debido al alto costo que tiene instalar elementos filtrantes o mejorar la tecnología existen
  • 67. PROVEEDORES DE: EQUIPOS DE CENTRIFUGACIÓN Inolab Especialistas de Servicio: Somos un proveedor de Centrifugación, Equipos BÇIomerieux, Equipos Shodex, Equipos KRUSS en Aniceto Ortega 1341 Col. Del Valle, México C.P. 03100. Industria. Tenemos cobertura en México, Centroamérica VIDCOL: Ofrecemos Centrifugación, Equipos de laboratorio en . . Nuestra cobertura abarca Latinoamérica Barnstead Internacional: Ofrecemos centrifugación, equipos de almacenamiento en frío en 255 Kerper Blvd . . PROQUIMES S.A.: Somos un proveedor de Centrifugación en CARRERA 5 NORTE No. 52-61. CALI.. . Tenemos cobertura en España, Latinoamérica y el Caribe. Merck Millipore: Ofrecemos Filtros de centrifugación, Equipos para Laboratorio, Portacartuchos, equipos y accesorios, Equipos para Laboratorio en Calle 5 No. 7 Col. Fracc. Indl. Alce BlancoEdo. de México C.P. 53370. Industria. Nuestra cobertura abarca Nacional
  • 68. LISTADO DE PROVEEDORES DE "SEDIMENTACION" • Nanometrix Analytical Instruments • Quimialcla • BCR INTERNACIONAL • Hydrotec • Grupo EMESA Sedimentación Sedimentación Industria México y Latinoamérica • Química Tech Chihuahua, Torreón, Durango y México.
  • 69. Bibliografía • www.wikipedia.com • Documentos pdf • Procesos de transporte y operaciones unitarias Geankoplis