seminario centrifugacion

1. E Q U I P O :
CENTRIFUGACIÓN
Laboratorio Experimental Multidisciplinario II
Profesoras:
Elsa Gutiérrez Cortés
Frida Rosalía Cornejo
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
DE MÉXICO

2. CONTENIDO
• Antecedentes y fundamentos
• Planteamiento del problema
• Definición de objetivos
• Hipótesis con justificación teórica
• Identificación de variables y relaciones
• Diseño experimental y desarrollo metodológico
• Técnicas y métodos experimentales
• Propuesta de tratamiento de datos

3. Introducción
En el presente trabajo se abordan el fundamento y
condiciones de la operación de centrifugación así como las
variables y la relación que existe entre ellas. De igual
manera se presenta la importancia de la extracción del
mucilago de chia a partir de la centrifugación de una
solución mucilago agua de semilla de chia , para su
aplicación en la industria de recubrimentos alimentarios

4. Planteamiento del problema
CUADROMETODOLÓGICO
Objetivo Particular 1 Objetivo Particular 2 Objetivo Pacular 3Actividades
Preliminares
Análisis estadístico
Métodos de evaluación
Recolección de datos
Análisis de datos
Contrastación de
hipótesis
Conclusiones

5. CENTRIFUGACIÓN
DEFINICIÓN
Método físico de separación de
mezclas, presentado cuando se tienen
partículas de distinto tamaño y
distintas densidades en un medio
acuoso, éstas sedimentan hacia el
fondo a una velocidad que depende de
su peso.
PRINCIPIO TEÓRICO
El principio de centrifugación se basa
en la separación de una muestra a
través de la rotación de un objeto en
un eje central lo que genera una fuerza
denominada centrífuga.

6. FUERZA
CENTRIFUGA
FUERZA
CENTRIPETA
fuerza ficticia que
aparece cuando se
describe el movimiento
de un cuerpo en un
sistema de referencia en
rotación
Es la fuerza, o al
componente de la
fuerza que actúa sobre
un objeto en
movimiento sobre una
trayectoria curvilínea,
y que está dirigida
hacia el centro de
curvatura de
la trayectoria.

7. VELOCIDAD TANGENCIAL
La velocidad tangencial es la velocidad del móvil. Por lo tanto para
distintos radios y a la misma velocidad angular es móvil se desplaza
a distintos velocidades tangenciales. A mayor radio y a la misma
cantidad de vuelta por segundo, el móvil recorre una trayectoria
mayor

8. Variables que influyen en
la centrifugación
Materia prima Equipo Proceso
Origen
Composición
Viscosidad
# de discos
Abertura del
tornillo
Velocidad de giro
Escalamiento
Velocidad de
alimentación
Temperatura

9. CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS
POR DISEÑO DEL RECIPIENTE
Equipo Descripción
Centrifuga
tubular
consiste en un tubo vertical que gira a altas velocidades en el cual la
suspensión es alimentada por la parte inferior y los solutos sedimentan en
la pared del tubo.
Centrifuga tipo
botella
consiste en un tubo de ensayo o un envase tipo botella la cual es montada
en una vara vertical. Son usadas para separar sólidos en suspensión
Centrifuga de
disco
consiste en una pila de discos delgados en formas de conos. La
sedimentación toma lugar en dirección radial en el espacio entre los conos
adyacentes. Son usadas en la separación de líquidos en las cuales el sólido
o líquido inmiscible se encuentra a bajas concentraciones.
Centrifugación
tipo canasta
tienen un tazón de pared perforado que en la mayoría de los casos
consiste en una malla o serie de mallas finas por lo cual pasa el líquido y
las partículas granulares se depositan en ellas

10. CENTRIFUGA DE DISCOS
FUNCIONAMIENTO
BÁSICO
1 EJE VERTICAL
2 TAZÓN
3 DISTRIBUIDOR
4 DISCOS SEPARADORES
5 ANILLO DE
REGULACIÓN
6 TURBINA
7 ESPACIO DE LODOS

11. CENTRIFUGA DE DISCOS

12. ECUACIONES
Ley de Stokes
V= 2r2 (D-d) y
9µ
Fuerza centrífuga
Fc=mrw2
Velocidad angular
W=2πN
60
Velocidad tangencial
V= wr
Eficiencia
#g’s= rwg
Centrifuga de discos
Σ =
2𝑛𝜋𝑤2
(𝑟2
3
+ 𝑟1
3
)
3𝑔 tan 𝜃
w = velocidad angular
n = número de discos
r2 = radio de los discos
r1 = radio interno de los discos
g = gravedad
θ = Angulo de inclinación de los discos
Centrifuga de cilindros sencillos
Σ =
𝜋𝑤2
𝑏(3𝑅2
2
+ 𝑅1
2
)
2𝑔
w= velocidad angular
b = altura de la centrifuga
R2 = radio de centrifuga
R1 = radio angular
g = gravedad
Escalamiento
𝑞1
Σ1
=
𝑞1
Σ1
q = Velocidad de flujo
volumétrico

13. mucilago

14. PROBLEMA
Realizar la extracción de mucilago de chia
por medio de una centrifugación

15. OBJETIVO GENERAL
mediante las variables de velocidad de giro uso de tonillo y
temperatura y sus relaciones entre si se evaluara con la
centrifugade discos la separación del mucilago de chia para
obtener las condicioneas que determinan un mayor rendimiento
y una mayoy eficacia

16. OBJETIVOS PARTICULARES
OBJETIVO
PARTICULAR 1
Evaluar la temperatura de
gelación en 40, y 80°C
V.I: Temperaturas
V.D:
V.R:
OBJETIVO
PARTICULAR 2
OBJETIVO
PARTICULAR 3

17. HIPÓTESIS
Hipotesis la centrifuga es una operación para la separación
de partículas suspendidas en un liquido mediante la fuerza
centrifuga esta se basa en el movimientode un cuerpo
alrededor de un eje rotatorio cuya magnitud es directamente
proporcional ala masa velocidad de rotacion y el radio
el uso del tornillo se relaciona con el tiempo de residencia
en la centrifuga ya que a mayor abertura el tiempo es menor
y la calidad de l mucilago será baja y al cerrarlo el tiempo
será mayor y la calidad del mucilago será alta
mientras que al aumentar la velosidad de giro se disminuirá
el tiempo de residencia pero se gastara mas mas energía y la
variación nos permitirá llegar aun estado optimo entre
tiempo y velocidad para mayor eficacia a un tiempo
determinado

18. VARIABLES Y RELACIONES
Variable
Independiente
Variable
Dependiente
Variable s de
Respuesta
Temperatura Viscosidad Eficiencia, Rendimiento,
Turbidez, color y solidos
totales
Uso de tornillo Vel. Tangencial y tiempo
de residencia
Eficiencia, Rendimiento,
Turbidez, color y solidos
totales
Velocidad de
rotación
Resistencia, turbidez,
color y solidos totales
Eficiencia, Rendimiento,

19. Diagrama de procesos de la chia

20. Orden
estándar
No.Corrida|
Temperatur
a
Velocidad
Tamañode
Partícula
33 1 5 6000 150
13 2 15 6000 106
9 3 5 7000 150
6 4 5 6000 150
46 5 25 5000 106
12 6 15 5000 150
25 7 25 7000 106
23 8 25 6000 125
21 9 25 5000 150
Diseño Factorial Multinivel
Factores: 3 Replicas: 2
Corridas Base: 27 Corridas totales: 54
DISEÑO FACTORIAL

21. Técnicas y Métodos
OPERACIÓN
COLORIMETRO
El colorímetro es un aparato basado en la ley de absorción de la
luz habitualmente conocida como de "Lambert-Beer". señalaba
la variación de la intensidad luminosa al atravesar un rayo de luz
un número "m" de capas de cristal podía considerarse como una
relación exponencial, con un valor característico ("n") para cavda
cristal. En 1852, August Beer (1825-1863) señaló que esta ley era
aplicable a soluciones con diversa concentración y definió el
coeficiente de absorción, con lo que sentó las bases de la fórmula
que sigue siendo utilizada actualmente:
ln(I/Io) = -kcd donde
k= coeficiente de absorción molecular, característico de la
sustancia absorbente para la luz de una determinada
frecuencia. c= concentración molecular de la disolución
d= espesor de la capa absorbente o distancia recorrida por el
rayo luminoso

22. Turbidímetro
El Turbidímetro es un
instrumento nefelométrico que
mide la turbidez
causada por partículas suspendidas
en un líquido. Haciendo pasar un
rayo de luz a través de la muestra se
mide la luz reflejada por las partículas
en un ángulo de 90º con respecto al
rayo incidente. Las lecturas se dan en
NTU (Unidades Nefelométricas de
Turbidez)

23. EFICIENCIA RENDIMIENTO
C1=Muestra en Gramos a
centrifugar
C2=Muestra en gramos
obtenida
𝑔 𝑚𝑢𝑠𝑖𝑙𝑎𝑔𝑜
𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑏𝑙𝑒𝑠
* 100

24. SÓLIDOS TOTALES
La determinación del contenido de sólidos totales
se basa en la evaporación total de una muestra de
agua. Separando por filtración el material
suspendido, se puede conocer por diferencia, el
contenido de este último y del material disuelto.
· Estufa de secado con capacidad de 100- 200 °C
Se puede realizar separación por filtración del
material suspendido, se puede conocer por
diferencia, el contenido de este último y del
material disuelto.

25. Sólidos solubles
 Refractometría
 Es un método óptico
El refractómetro de Abbe permite obtener una
medición del índice de refracción de un líquido
depositándolo sobre una superficie de vidrio,
colocándolo en un dispositivo óptico, y ajustando un
botón para conducir una placa iluminada hacia el
centro de un retículo. Se plantean dos preguntas:

26. AMPERAJE
El voltaje permanece constante, pero los
amperios se alteran, dependiendo del
consumo de corriente de un
dispositivo eléctrico
Este se mide para saber el consumo de
energía que esta operación requiere, con
base en el cálculo se puede obtener el
costo del consumo.
P= A*V
P= potencia (W)
V= voltaje (V)
A= amperaje (A)

27. ACTIVIDADES
SESIONES
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Actividades Preliminares
Caracterización del equipo :
Corridas experimentales para
determinar velocidad de
alimentación y abertura del
tornillo de gravedad.
Caracterización del tanque de
alimentación: Determinar
velocidad y tipo de agitador así
como el volumen del tanque.
Corridas ( 1, 2, 3, 4, 5 y 6)
Corridas ( 7, 8, 9, 10, 11 y 12
)
Corridas (13, 14, 15, 16, 17 y
18)
Corridas ( 19, 20, 21, 22, 23
y 24)
Corridas (25, 26, 27, 28, 29
y 30)
Corridas ( 31, 32, 33, 34, 35
y 36)
Corridas ( 37, 38, 39, 40, 41
y 42)
Corridas ( 43, 44, 45, 46, 47
y 48)
Corridas ( 49, 50, 51, 52, 53
y 54)
Análisis de datos
Análisis de datos
Superficie de Respuesta
Corridas con condiciones
óptimas
*Atraso
CRONOGRAMA

28. PROPUESTA DE
TRATAMIENTOS DE DATOSOrdenestándar
No.Corrida|
Temperatura
Velocidad
Tamañode
Partícula
Amperaje
SolidosTotales
Turbidez
Color
Eficiencia
Rendimiento
SolidosSolubles
33 1 5 6000 150
13 2 15 6000 106
9 3 5 7000 150
6 4 5 6000 150
46 5 25 5000 106
12 6 15 5000 150
25 7 25 7000 106
23 8 25 6000 125
21 9 25 5000 150

29. 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Turbidez
PROPUESTA DE
TRATAMIENTOS DE DATOS

30. Obtención de superficie de
respuesta con el objetivo de
encontrar las condiciones que nos
brinden mayor eficiencia y
rendimiento
PROPUESTA DE
TRATAMIENTOS DE DATOS

31. BIBLIOGRAFÍA
Fry, S. C. (1989). The structure and functions of xyloglucan. Journal of Experimental Botany, 40(1), 1.
McNeil, M., Darvill, A. G., Fry, S. C., & Albersheim, P. (1984). Structure and function of the primary cell walls
of plants. Annual Review of Biochemistry, 53(1), 625–663. Mikkonen, K. S., Mathew, A. P., Pirkkalainen, K.,
Serimaa, R., Xu, C., Willför, S., et al. (2010). Glucomannan composite films with cellulose nanowhiskers.
Cellulose,
Whitney, S. E. C., Brigham, J. E., Darke, A. H., Reid, J., & Gidley, M. J. (1995). In vitro assembly of
cellulose/xyloglucan networks: Ultrastructural and molecular aspects. The Plant Journal, 8(4), 491–504.
Whitney, S. E. C., Gothard, M. G. E., Mitchell, J. T., & Gidley, M. J. (1999). Roles of cellulose and xyloglucan
in determining the mechanical properties of primary plant cell walls. Plant Physiology, 121(2), 657.
http://www.ehowenespanol.com/medir-amperaje-circuito-como_281523/
NMX-F-527-1992. ALIMENTOS. DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS TOTALES,
SÓLIDOS DISUELTOS Y SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN EN AGUA

32. GRACIAS POR TU
ATENCIÓN