Tècniques de Separació de Fases en Processos Industrials

SEDIMENTACIÓ

La sedimentació és la separació, normalment per l’acció de la gravetat, de les fases sòlides (S) i líquides (L) d’una suspensió diluïda per obtenir una suspensió concentrada i un líquid clar. Lliure: per a suspensions de baixa concentració de sòlids. Intermitent Per zones: s’observa en la sedimentació de suspensions concentrades. Contínua: la suspensió diluïda s’alimenta contínuament i es separa en un líquid clar i una segona suspensió per major concentració.

FLOCULACIÓ

La floculació és la seqüència d’operacions que porten al creixement dels flòculs o flocs, abans de sedimentar. Es divideix en: Espessiment → OBJ: incrementar la concentració de la matèria en suspensió. Clarificació en les operacions d'aigües → OBJ: l’obtenció d’un fluid clar i transparent.

FILTRACIÓ

La filtració és la separació de partícules sòlides contingudes en un fluid (líquid o gas), passant-lo a través d’un medi filtrant, sobre el qual es dipositen les sòlides. El líquid resultant s’anomena “filtrat” i les sòlides separades constitueixen la “torta de filtració”. Classes: Per gravetat: la força impulsora és la pressió de la columna de líquid sobre el medi filtrant. A pressió reduïda: la mescla s’introdueix en el filtre, per la part inferior d’aquest s’aplica buit mitjançant una bomba que succiona la mescla, quedant les sòlides atrapades entre els porus del filtre. A pressió: la força impulsora és la pressió donada per la força motriu. És un filtre intermitent. Característiques dels medis filtrants: Poder de retenció de partícules o microorganismes, gran resistència química i mecànica, facilitat de despreniment de la torta, màxim volum filtrable, elevat cabal de filtració amb mínima resistència al flux, no existeixi cap extracció dels components del filtre, poca o nul·la capacitat d’adsorció de substàncies.

DECANTACIÓ

La decantació és un procés físic de separació de mescles, especialment heterogènies, líquid-líquid o sòlid-líquid. Es basa en la diferència de densitats entre els dos components que, deixats en repòs, es diferencien. Tipus: Estàtica: el comportament de les partícules sedimentables, quan el fluid circula amb un flux continu i laminar, és similar a un sistema estàtic. Per contacte de fangs: afavoreix la floculació i millora el rendiment, a més d’augmentar l’adsorció de substàncies dissoltes sobre els flòculs ja formats. Laminar: consisteix a multiplicar en un mateix dipòsit les superfícies de separació líquid-sòlid. Superaccelerada: decantadors portats al límit del seu funcionament.

FLUÏDITZACIÓ

La fluïdització s’aplica a escala industrial a nombrosos processos, ja que la utilització de llits fluiditzats permet un elevat grau de mescla, major facilitat d’operació en continu i un volum més reduït per a una capacitat de tractament determinada.

CENTRIFUGACIÓ

La centrifugació és un mètode per separar sòlids i líquids de diferent densitat mitjançant una força giratòria/centrífuga. Classes: Diferencial: es basa en una gran diferència en la densitat de les molècules. Zonal: partícules separades per la diferència en la velocitat de sedimentació a causa de la diferència de massa de cadascuna. La mostra es col·loca sobre un gradient de densitat preformat. Per la força centrífuga, les partícules sedimenten a diferent velocitat segons la seva massa. Isopícnica: partícules amb el mateix coeficient de sedimentació es separen utilitzant medis de diferent densitat. Ultracentrifugació: permet estudiar les característiques de sedimentació d’estructures subcel·lulars (lisosomes, ribosomes i microsomes) i biomolècules.

FLOTACIÓ

La flotació és la separació dels components sòlids d’una suspensió líquida per la diferència de densitat i propietats superficials, que generalment es potencien afegint “agents de flotació”, com aire o agents tensioactius. Substàncies per aconseguir valors òptims: Col·lectors: substàncies orgàniques que s’adhereixen a la superfície de la partícula sòlida augmentant el seu caràcter hidrofòbic. Modificadors: permeten intensificar o reduir l’acció dels col·lectors sobre la superfície de les partícules sòlides donant estabilitat a l’escuma formada. Escumants: ajuden a generar l’escuma afavorint la formació de bombolles de grandària i qualitat adequades, reduint la tensió superficial de l’aigua, afavorint la coalescència entre bombolles i millorant la interacció entre les partícules i les bombolles.

IMANTS

Tipus graella: sèrie de tubs farcits amb imants de ceràmica i instal·lats en una trampa perpendicular al flux d’alimentació. S’utilitzen per a l’eliminació en sec i humit de partícules de ferro grolleres i fines. Tipus placa: s’utilitzen per eliminar partícules de ferro que contenen els materials transportats de forma neumàtica o amb un flux descendent produït per la força de la gravetat. Elevadors: operen de forma contínua/cíclica, tenen una banda que es desplaça sobre els pols per transportar les partícules magnetitzades cap a on el camp magnètic és baix, on es descarreguen. De tambor i politja: són els més comuns. Poden treballar amb alimentacions seques o humides.