�� SEPARACIÓNSEPARACIÓN DE SÓLIDOSDE SÓLIDOS
Proceso de separación de sólidos en función del tamaño de las partículas.
� Operación básica� Aplicada con frecuencia en la Industria Farmacéutica
� Métodos similares a los utilizados para análisis granulométrico
� Mayor cantidad de material� Carácter preparativo� EFICACIA� Régimen continuo
Eficacia del Proceso (1)Eficacia del Proceso (1)
Distribución Distribución
granulométrica antes granulométrica antes
de tamizarde tamizar
Eficacia del proceso Eficacia del proceso
de separación del de separación del
100%100%
Caso real: Caso real:
Eficacia del proceso Eficacia del proceso
< 100%< 100%
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Eficacia del Proceso (1)Eficacia del Proceso (1)
Distribución Distribución
granulométrica antes granulométrica antes
de tamizarde tamizar
Eficacia del proceso Eficacia del proceso
de separación del de separación del
100%100%
Caso real: Caso real:
Eficacia del proceso Eficacia del proceso
< 100%< 100%
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Eficacia del Proceso (1)Eficacia del Proceso (1)
Distribución Distribución
granulométrica antes granulométrica antes
de la separaciónde la separación
Eficacia del proceso Eficacia del proceso
de separación del de separación del
100%100%
Caso real: Caso real:
Eficacia del proceso Eficacia del proceso
< 100%< 100%
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
� Índice de cernido
� Índice de Rechazo
100⋅=A
CIC
100⋅=A
RI R
100=+ RC II
Siendo:
A: masa de material procesado (Alimentación)
C: masa del cernido
R: masa del rechazo
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Eficacia del Proceso (2)Eficacia del Proceso (2)
� Desde el punto de vista del CernidoSiendo:
FC: proporción de finos en el cernido
FA: proporción de finos en la alimentación
GC: proporción de gruesos en el cernido
GA: proporción de gruesos en la alimentación
A
C
CFF
FIEFinoslosparaEficacia ⋅=,
A
CCGG
GIEGruesoslosparaEficacia ⋅=,
GF EEECCernidodelEficacia −=
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Eficacia del Proceso (3)Eficacia del Proceso (3)
� Desde el punto de vista del RechazoSiendo:
FR: proporción de finos en el rechazo
FA: proporción de finos en la alimentación
GR: proporción de gruesos en el rechazo
GA: proporción de gruesos en la alimentación
A
RRFF
FIEFinoslosparaEficacia ⋅=,
A
RRGG
GIEGruesoslosparaEficacia ⋅=,
FG EEERchazodelEficacia −=Re
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Eficacia del Proceso (4)Eficacia del Proceso (4)
�Ejemplo:Un polvo posee la siguiente distribución granulométrica:
�Se tamizan 2280 g de ese producto con un tamiz de 300 µm. Se obtienen 1430.67 g de cernido y 849.33 g de rechazo. Si usamos los tamices de referencia del laboratorio se comprueba que el 7.91 % del rechazo son finos, y el 1.38 % del cernido son gruesos. Calcular la eficacia del proceso de tamización
27.02150-200
115.87200-250
100.21250-300
86.21300-350
45.78350-400
masa (g)intervalo (µm)
� Ejemplo
%75.621002280
67.1430100 =⋅=⋅=
A
CIC %25.37100
2280
33.849100 =⋅=⋅=
A
RI R
Desde el punto de vista del Cernido
%50.95798.64
38.110075.62, =
−⋅=⋅=
A
C
CFF
FIEFinoslosparaEficacia
%46.2197.35
4.175.62, =⋅=⋅=
A
C
CGG
GIEGruesoslosparaEficacia
%04.93%46.2%50.95, =−=−= GF EEECCernidodelEficacia
Desde el punto de vista del Rechazo
%55.4, =⋅=A
RRFF
FIEFinoslosparaEficacia
%46.97, =⋅=A
RRGG
GIEGruesoslosparaEficacia
%91.92%55.4%46.97,Re =−=−= FG EEERchazodelEficacia
MétodosMétodos
� 1. Tamización� 2. Sedimentación� 3. Elutriación� 4. Ciclón
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
�� Más resistentesMás resistentes que los empleados para Análisis granulométrico
�� Mayor superficieMayor superficie� barras paralelas� chapas agujereadas� tamiz de tejido.
www.pulverizer.de
http://www.cypm.com.mx/paginas/servicio_s_rolado.htm
1. 1. TamizaciónTamización
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
� límite inferior alrededor de 38 µµµµm (en la práctica, la mayoría de las veces es bastante más elevado)
� existen tamices especiales que pueden extender este límite a unas 20 µµµµm.
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS TamizaciónTamización
En serie En serie
En cascadaEn cascada
Técnicas de tamización
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
ManualManual
UltrasonidosUltrasonidos
AirAir -- jetjet
VibraciónVibración
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
2. 2. SEDIMENTACIÓNSEDIMENTACIÓN
�� FundamentoFundamento: Ecuación de Stoke
V =
v = velocidad de sedimentaciónd = diámetro de las partículasg = aceleración de la gravedadρ1 = densidad del sólidoρ2 = densidad del líquidoη0 = viscosidad del fluido
� LimitacionesLimitaciones: � Se asume forma esférica (diámetros equivalentes)
� Supone que no existen interacciones entre las partículas (usar < 1(usar < 1--2 % 2 % sólido) sólido)
� Asume flujo laminar (seleccionar (seleccionar ρρ y y ηη para evitar para evitar turbulencias)turbulencias)
� Evitar convección por diferencias de T
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Técnicas de sedimentación�� Sedimentación por gravedadSedimentación por gravedad
� Ventaja: Se evitan las turbulencias en la toma de muestras� Inconveniente: no válido para partículas pequeñas (>2 µm)
www.engineering.sdsu.edu
Cámara de sedimentación continuaCámara de sedimentación continua
Entrada Entrada
suspensión de suspensión de
partículaspartículasF (= todas las partículas)F (= todas las partículas)
F de F de sedimsedim. .
(f (tamaño))(f (tamaño))
•• •
• • •
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Técnicas de sedimentación
�� Sedimentación centrífugaSedimentación centrífuga
Tabiques Tabiques giratoriosgiratorios
Tabiques Tabiques fijosfijos
MulticámaraMulticámara de sedimentación de sedimentación centífugacentífuga
concéntricosconcéntricos
FUERZA FUERZA CENTRÍFUGACENTRÍFUGA
Estos equipos utilizan la aceleración centrífuga de un
sistema rotatorio para provocar la sedimentación de partículas de hasta 0.5 µm
< TAMAÑO< TAMAÑO
CÁMARA MÁS CÁMARA MÁS EXTERNAEXTERNA •• •• •
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
3. 3. ELUTRIACIÓNELUTRIACIÓN�� A diferencia de la sedimentación A diferencia de la sedimentación (a), la (a), la elutriaciónelutriación (b) se produce (b) se produce contra la corriente del fluidocontra la corriente del fluido
Fluido Fluido estacionarioestacionario
Corriente del Corriente del fluidofluido
Fuerza de Fuerza de sedimentaciónsedimentación
Aulton “Pharmaceutics:…”, 2002
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
3. 3. ELUTRIACIÓNELUTRIACIÓN
Una mayor sección del Una mayor sección del recipiente se traduce en recipiente se traduce en menor corriente del fluidomenor corriente del fluido
ElutriadorElutriador multietapamultietapa
AireAireAguaAgua……
> SECCIÓN> SECCIÓN
< VELOCIDAD DEL < VELOCIDAD DEL FLUIDOFLUIDO
< TAMAÑO< TAMAÑO
• • •
10 10 -- 0.5 0.5 µmµm (centrífuga)(centrífuga)
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
4. 4. SEPARADORES CICLÓNICOSSEPARADORES CICLÓNICOS� Se puede considerar como sedimentación o como elutriación
••Dimensiones de la cámaraDimensiones de la cámara••Presión entrada Presión entrada
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Elección del procesoElección del proceso (1)(1)
�� Tamaño de partículaTamaño de partícula�� TamizaciónTamización
�� SedimentaciónSedimentación
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Elección del proceso Elección del proceso (2)(2)
�� Tamaño de partículaTamaño de partícula�� ElutriaciónElutriación
�� CiclonesCiclones
SEPARACIÓN DE SÓLIDOSSEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Elección del proceso Elección del proceso (3)(3)
�� Procedencia del polvoProcedencia del polvo�� Suspendido en un fluido (aire, agua, etc.) Suspendido en un fluido (aire, agua, etc.)
�� ElutriaciónElutriación, ciclón, ciclón
�� Solubilidad del polvoSolubilidad del polvo�� Si es soluble en agua se restringen la sedimentación y Si es soluble en agua se restringen la sedimentación y elutriaciónelutriación, salvo que sean en aire, salvo que sean en aire