SEPARACIÓN DE SÓLIDOS

Transcripción

1 SEPARACIÓN DE 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

2 Eficacia del Proceso (1) Distribución granulométrica antes de tamizar Eficacia del proceso de separación del 100% Caso real: Eficacia del proceso < 100%

3 Eficacia del Proceso (1) Distribución granulométrica antes de tamizar Eficacia del proceso de separación del 100% Caso real: Eficacia del proceso < 100%

4 Eficacia del Proceso (1) Distribución granulométrica antes de la separación Eficacia del proceso de separación del 100% Caso real: Eficacia del proceso < 100%

5 Eficacia del Proceso (2) Índice de cernido I C = A C 100 I + I = 100 Índice de Rechazo C R R I R = 100 A Siendo: A: masa de material procesado (Alimentación) C: masa del cernido R: masa del rechazo

6 Eficacia del Proceso (3) Desde el punto de vista del Cernido Eficacia Eficacia para losfinos, E para losgruesos, F E G = I = C I C F F C A G G C A Siendo: F C : proporción de finos en el cernido F A : proporción de finos en la alimentación G C : proporción de gruesos en el cernido G A : proporción de gruesos en la alimentación Eficacia del Cernido EC = E F E G

7 Eficacia del Proceso (4) Desde el punto de vista del Rechazo Eficacia para losfinos, Eficacia para losgruesos, E E F G = = I I R R F F G G R R A A Siendo: 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 Eficacia del Re chazo ER = E E G F

8 Ejemplo: Un polvo posee la siguiente distribución granulométrica: intervalo (µm) masa (g) Se tamizan 2280 g de ese producto con un tamiz de 300 µm. Se obtienen g de cernido y 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

9 Ejemplo Desde el punto de vista del Cernido Desde el punto de vista del Rechazo I C C = 100 = 100= 62.75% A 2280 I R R = 100 = 100= 37.25% A 2280 Eficacia FC para losfinos, EF = IC = = 95.50% F A Eficacia FR para losfinos, EF = IR =4.55% F A Eficacia GC 1.4 para losgruesos, EG = IC = = 2.46% G A Eficacia GR para losgruesos, EG = IR =97.46% G A Eficacia delcernido, EC E F E = 95.50% 2.46% = 93.04% = G EficaciadelRe chazo, ER E G E = 97.46% 4.55% = 92.91% = F

10 Métodos 1. Tamización 2. Sedimentación 3. Elutriación 4. Ciclón

11 1. Tamización Más resistentes que los empleados para Análisis granulométrico Mayor superficie barras paralelas chapas agujereadas tamiz de tejido. límite inferior alrededor de 38 µm (en la práctica, la mayoría de las veces es bastante más elevado) existen tamices especiales que pueden extender este límite a unas 20 µm.

12 Tamización Técnicas de tamización En cascada En serie

13 Ultrasonidos Manual Vibración Air - jet

14 2. SEDIMENTACIÓN Fundamento: Ecuación de Stoke V = v = velocidad de sedimentación d = diámetro de las partículas g = aceleración de la gravedad ρ 1 = densidad del sólido ρ 2 = densidad del líquido η 0 = viscosidad del fluido Limitaciones: Se asume forma esférica (diámetros equivalentes) Supone que no existen interacciones entre las partículas (usar < % sólido) Asume flujo laminar (seleccionar ρ y η para evitar turbulencias) Evitar convección por diferencias de T

15 Técnicas de sedimentación Sedimentación por gravedad Ventaja: Se evitan las turbulencias en la toma de muestras Inconveniente: no válido para partículas pequeñas (>2 µm) Entrada suspensión de partículas F (= todas las partículas) F de sedim. (f (tamaño)) Cámara de sedimentación continua

16 Técnicas de sedimentación Sedimentación centrífuga Estos equipos utilizan la aceleración centrífuga de un sistema rotatorio para provocar la sedimentación de partículas de hasta 0.5 µm Tabiques giratorios FUERZA CENTRÍFUGA < TAMAÑO concéntricos CÁMARA MÁS EXTERNA Tabiques fijos Multicámara de sedimentación centífuga

17 3. ELUTRIACIÓN A diferencia de la sedimentación (a), la elutriación (b) se produce contra la corriente del fluido Corriente del fluido Fuerza de sedimentación Fluido estacionario Aulton Pharmaceutics:, 2002

18 3. ELUTRIACIÓN Elutriador multietapa Una mayor sección del recipiente se traduce en menor corriente del fluido > SECCIÓN < VELOCIDAD DEL FLUIDO < TAMAÑO Aire Agua µm (centrífuga)

19 4. SEPARADORES CICLÓNICOS Se puede considerar como sedimentación o como elutriación Dimensiones de la cámara Presión entrada

20 Elección del proceso (1) Tamaño de partícula Tamización Sedimentación

21 Elección del proceso (2) Tamaño de partícula Elutriación Ciclones

22 Elección del proceso (3) Procedencia del polvo Suspendido en un fluido (aire, agua, etc.) Elutriación,, ciclón Solubilidad del polvo Si es soluble en agua se restringen la sedimentación y elutriación,, salvo que sean en aire