Seminario No.2: Separaciones Mecánicas

Centrifugación

• La centrifugación es una operación unitaria que se basa en la aplicación de fuerza centrífuga para separar líquidos inmiscibles, clarificar suspensiones, separar lodos y filtrar.
• La fuerza centrífuga (Fc) es directamente proporcional a la masa (m), el radio de la órbita circular (r) y el cuadrado de la velocidad angular (ω).
• La centrifugación utiliza el principio de que la sustancia con mayor densidad en una mezcla recibe mayor fuerza centrífuga y se mueve hacia el anillo exterior del cilindro.

Aplicaciones de la centrifugación

• Separación de líquidos inmiscibles: la centrifugación se utiliza para separar líquidos con diferente densidad, como la crema y la leche o el agua y los aceites esenciales.
• Clarificación centrifuga: la centrifugación se utiliza para separar sólidos que se encuentran en bajas concentraciones en un medio líquido, como partículas, sedimentos y aceites.
• Separación de lodos: la centrifugación se utiliza para separar sólidos que se encuentran contenidos en un líquido cuando su cantidad excede a la manipulable con una clarificadora.
• Filtración centrifuga: la centrifugación se utiliza para combinar la clarificación y la filtración, utilizando un medio filtrante y una pared perforada.

Ciclones

• Los ciclones son cámaras de sedimentación con forma de cilindro vertical que utilizan fuerzas centrifugas y gravitatorias para separar partículas contenidas en líquidos o gases.
• Los ciclones se utilizan para separar partículas de más de 10 μm contenidas en una corriente de aire y también para separar gotas líquidas de gases que las contienen.
• La eficiencia de la separación en los ciclones depende del diámetro de la partícula y del diámetro de corte (Dc).

Industrias que utilizan la centrifugación y la sedimentación

• Industria láctea: se utiliza para separar la crema de la leche y producir aceites vegetales.
• Industria de aceites comestibles: se utiliza para separar aceites esenciales de los cítricos y producir aceites vegetales.
• Industria alimentaria: se utiliza para separar sólidos de líquidos en la producción de jugos de frutas y vegetales, clarificar y purificar bebidas alcohólicas, y producir aceites vegetales.
• Industria de azúcar y jarabe de maíz: se utiliza para separar componentes en la producción de azúcar y jarabe de maíz.
• Industria de productos cárnicos y pescado: se utiliza para separar componentes y eliminar impurezas.

Sedimentación

• La sedimentación es un proceso fundamental en la separación de partículas sólidas de un líquido.
• La sedimentación se utiliza para separar partículas contenidas en un líquido o gas utilizando la gravedad o la fuerza centrífuga.
• La "prueba de la probeta" es esencial para comprender el comportamiento de un sedimentador en lotes (Batch).

Proceso de sedimentación y separación de fases

• El proceso de sedimentación y separación de fases se produce cuando una suspensión de sólidos en agua se deja reposar y las partículas sólidas tienden a asentarse en el fondo del recipiente debido a la gravedad.
• La velocidad a la que las partículas sólidas se asientan puede ser constante hasta que se alcanza un punto crítico (punto C), después del cual predomina la compactación de los sólidos en lugar de la sedimentación.
• El proceso de sedimentación puede ser llevado a cabo de manera continua mediante el uso de un sedimentador continuo.

Ingeniería de Alimentos

Procesamiento de Alimentos

• El procesamiento de alimentos implica transformar ingredientes crudos en productos comestibles mediante procesos físicos, químicos y biológicos
• Incluye:
  • Limpieza y clasificación
  • Molienda y mezcla
  • Calentamiento y enfriamiento
  • Fermentación y preservación
• Objetivos:
  • Mejorar la calidad y seguridad de los alimentos
  • Aumentar la vida útil
  • Enriquecer el valor nutricional
  • Reducir residuos y consumo de energía

Seguridad Alimentaria

• Se enfoca en prevenir la contaminación y deterioro de los productos alimenticios
• Aspectos clave:
  • Análisis de riesgos y puntos críticos de control (HACCP)
  • Buenas prácticas de manufactura (GMP)
  • Protocolos de saneamiento y limpieza
  • Control de plagas y gestión de residuos
• Objetivos:
  • Garantizar la seguridad del consumidor
  • Prevenir enfermedades transmitidas por los alimentos
  • Cumplir con regulaciones y normas

Ingeniería Nutricional

• Se enfoca en mejorar el valor nutricional de los productos alimenticios
• Involucra:
  • Fortificación: agregar micronutrientes esenciales a los alimentos
  • Enriquecimiento: agregar nutrientes para restaurar niveles perdidos durante el procesamiento
  • Formulación: diseñar alimentos con perfiles nutricionales específicos
• Objetivos:
  • Mejorar la salud pública
  • Abordar deficiencias nutricionales
  • Desarrollar alimentos funcionales con beneficios para la salud

Envasado de Alimentos

• Implica diseñar y manufacturar materiales y sistemas de envase
• Objetivos:
  • Proteger los alimentos de factores ambientales
  • Preservar frescura y calidad
  • Proporcionar comodidad y accesibilidad
• Consideraciones:
  • Selección de materiales (papel, plástico, vidrio, etc.)
  • Diseño y estructura del paquete
  • Tecnologías de envase activas e inteligentes

Microbiología de Alimentos

• Estudia el papel de los microorganismos en la producción y seguridad de los alimentos
• Áreas clave:
  • Crecimiento y inhibición microbianos
  • Fermentación y deterioro
  • Patógenos y toxinas transmitidas por los alimentos
• Aplicaciones:
  • Desarrollo de probióticos y prebióticos
  • Mejora de métodos de conservación de alimentos
  • Detección y control de patógenos transmitidos por los alimentos