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: