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AREA BIOTECNOLOGIA - Universidad Nacional de Quilmes

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE QUILMES<br />

<strong>AREA</strong> <strong>BIOTECNOLOGIA</strong><br />

BIOPROCESOS II<br />

BIOSEPARACIONES<br />

Centrifugación<br />

El estudio <strong>de</strong> las separaciones sólido-líquido por centrifugación está basado en la teoría<br />

<strong>de</strong> la sedimentación. Esta permite <strong>de</strong>sarrollar algunas predicciones <strong>de</strong>l comportamiento <strong>de</strong><br />

los equipos centrífugos, no sola para po<strong>de</strong>r especificarlos y dimensionarlos, sino que también<br />

ofrece un apoyo a<strong>de</strong>cuado para su correcta operación. La teoría <strong>de</strong> la sedimentación está<br />

basada en la Ley <strong>de</strong> Stokes que establece los aspectos básicos <strong>de</strong>l movimiento <strong>de</strong> un sólido<br />

en un líquido cuando existe un gradiente <strong>de</strong> <strong>de</strong>nsidad. Este movimiento pue<strong>de</strong> ser causado<br />

por la fuerza gravitacional o por una fuerza centrífuga y <strong>de</strong> acuerdo a esto se pue<strong>de</strong><br />

expresar la velocidad <strong>de</strong> sedimentación <strong>de</strong> una partícula <strong>de</strong>l siguiente modo:<br />

velocidad <strong>de</strong> sedimentación <strong>de</strong> la partícula: v g :<br />

( δ −δf<br />

)<br />

dp<br />

18. µ<br />

p 2<br />

g<br />

Válida para partículas esféricas, Re < 1 y bajas concentraciones<br />

Velocidad <strong>de</strong> sedimentación <strong>de</strong> la partícula en centrífugas esféricas:<br />

( δp −δf<br />

) 2 2<br />

dp ω r<br />

18. µ<br />

ω: velocidad angular en radianes por segundo<br />

r: posición radial <strong>de</strong> la partícula<br />

d p : diámetro <strong>de</strong> la partícula<br />

δ p : <strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong> la partícula<br />

δ f : <strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong>l fluido<br />

µ: viscosidad <strong>de</strong>l fluido<br />

dr<br />

dt<br />

: v c :<br />

2<br />

ω r<br />

Z :<br />

g<br />

vc<br />

= : fuerza relativa <strong>de</strong> la centrífuga o número <strong>de</strong> g o efecto centrífuga<br />

vg<br />

2<br />

ω r n 2 rpm<br />

r<br />

Z : ≈<br />

g 900<br />

En esta última aproximación r <strong>de</strong>be expresarse en metros.<br />

Normalmente se utiliza el parámetro Z para caracterizar a la centrífuga pero no pue<strong>de</strong> ser<br />

usado para estimar su capacidad. El máximo flujo posible al cual se pue<strong>de</strong> trabajar en el<br />

caso <strong>de</strong> centrífugas que funcionan en forma continua, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong>l tipo <strong>de</strong> centrífuga<br />

utilizada. Para centrífugas tubulares la expresión <strong>de</strong>l caudal viene dada por:

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