¿Qué es una Centrifugadora?
Una centrifugadora es una máquina que separa mezclas de diferente peso específico (líquido-líquido o líquido-sólido) aplicando una fuerza centrífuga.
Se puede dejar que las mezclas sedimenten espontáneamente aprovechando la diferencia de gravedad específica (por ejemplo, utilizando un embudo de separación), pero la separación se realiza por gravedad (1 G) y tarda más en completarse. Las centrifugadoras pueden aplicar fuerzas de miles de G, lo que hace que la separación sea más rápida. Las centrifugadoras que pueden aplicar decenas de miles de G o más se denominan ultracentrifugadoras.
Usos de las Centrifugadoras
Las centrifugadoras se utilizan en diversas aplicaciones, como en laboratorios universitarios y de empresas, en instituciones médicas y en los centros de producción de los fabricantes. En cada uno de estos campos, los productos se utilizan en función de la aplicación y la escala.
1. Aplicaciones de Laboratorio
Las centrifugadoras se utilizan a menudo en laboratorios bioquímicos. Las aplicaciones típicas incluyen operaciones para recuperar células mezcladas en líquidos, y la separación y recuperación de proteínas y péptidos.
En los fabricantes de productos farmacéuticos, se utilizan para operaciones como la separación de líquidos mezclados de diferente gravedad específica. A menudo se utilizan en salas de control de calidad, por ejemplo, para analizar ingredientes farmacéuticos. Ambos se utilizan con fines de laboratorio.
2. Uso en Instituciones Médicas
En las instituciones médicas, se utilizan para realizar análisis de sangre, como pruebas de coagulación y pruebas bioquímicas. Cuando la sangre recogida en tubos de recogida de sangre que contienen anticoagulantes se somete a centrifugación, los componentes celulares de la sangre se depositan en el fondo del tubo de recogida y es fácil recoger plasma como sobrenadante (pruebas de coagulación).
Alternativamente, si la sangre se recoge en un recipiente que no contenga anticoagulantes y se deja coagular, seguido de centrifugación, los sólidos (componentes de las células sanguíneas y de la coagulación) se sedimentarán y el suero podrá recogerse como sobrenadante (pruebas bioquímicas).
3. AAplicaciones Industriales
En las aplicaciones industriales, se utiliza en las fábricas de alimentos para refinar el azúcar y separar la grasa de la leche, y en las plantas químicas para deslitificar resinas, separar lodos y recuperar catalizadores. También se utilizan en el tratamiento de aguas residuales y lodos. Las centrifugadoras utilizadas principalmente en estos campos industriales son las centrifugadoras decantadoras y las centrifugadoras cilíndricas.
Principio de las Centrifugadoras
Las mezclas líquido-sólido o líquido-líquido con diferentes gravedades específicas pueden separarse utilizando la gravedad al permanecer inmóviles (sedimentación gravitacional). Sin embargo, la sedimentación por gravedad requiere mucho tiempo, ya que sólo actúa a 1 G.
Una centrifugadora es un aparato que permite separar sustancias más rápidamente que la sedimentación gravitatoria aplicando fuerzas centrífugas de varios miles de G. La magnitud de la fuerza centrífuga depende de la distancia de la sustancia a separar con respecto al eje de rotación y de la velocidad de rotación.
1. Centrifugadoras Experimentales
Una centrifugadora de laboratorio consta principalmente de un rotor, que sostiene el recipiente de la muestra y lo hace girar, un eje de transmisión, que es el eje de rotación, y un motor conectado al eje de transmisión.
El recipiente de la muestra se denomina tubo de sedimentación y puede tener diversas formas, como tubos de ensayo, tubos Spitz, placas de pocillos profundos y microtubos. Por lo tanto, normalmente es posible acomodar una variedad de recipientes cambiando la sección del rotor o cambiando los adaptadores.
Cuando se utiliza una centrifugadoras de laboratorio, la muestra equilibrada debe colocarse simétricamente al eje de rotación del rotor. Además, en el caso de rotores oscilantes, la muestra también debe colocarse de modo que el centro de gravedad en el cubo se encuentre en el eje de oscilación.
Si el equilibrio no es correcto, puede que no sea posible una separación adecuada de la muestra. Muchas centrifugadoras están equipadas con una parada automática cuando se detecta un desequilibrio.
2. Centrifugadoras Industriales
Un tipo de centrifugadoras industriales de mayor escala que las centrifugadoras de laboratorio son las centrifugadoras decantadoras. En una centrifugadora decantadora, la separación se consigue haciendo girar el recipiente a gran velocidad. La mezcla entra por un tubo de alimentación y se deshidrata por la fuerza centrífuga mientras es transportada por un transportador de tornillo. Los sólidos y el líquido son recogidos respectivamente por la carcasa y descargados fuera de la máquina.
Tipos de Centrifugadoras
Las centrifugadoras se pueden clasificar según su aplicación:
1. Centrifugadoras Experimentales
Las centrifugadoras de laboratorio vienen en varios tamaños, desde pequeñas a grandes, y pueden dividirse en modelos de sobremesa y de suelo. Los tubos de sedimentación van desde los pequeños para microtubos con una capacidad de 2 mL o menos, hasta los grandes para recipientes de varios cientos de mL a más de 1 L.
Debido a su construcción, suelen ser capaces de separar varias muestras a la vez. Algunos productos también están equipados con un mecanismo de refrigeración para enfriar el calor generado por la fricción entre el rotor y el aire (centrífugas refrigeradas), teniendo en cuenta que se manipulan muestras biológicas.
2. Centrifugadoras Industriales
Las centrifugadoras industriales se pueden dividir en dos tipos: centrifugadoras de sedimentación y centrifugadoras de filtración.
- Centrifugadoras de sedimentación
Este tipo de centrifugadoras tiene un rotor sin filtros ni orificios por los que pueda pasar el líquido. Cada capa se forma en la pared del rotor y el líquido separado se recoge por descarga. - Máquina centrífuga de filtración
Se utiliza una cesta o dispositivo similar con orificios en las paredes del cuerpo giratorio y se le fija material filtrante (tela, filtro metálico). El material filtrante retiene los sedimentos en la cesta, y el agua que es más pequeña que el material filtrante se descarga a través de los orificios de la cesta.
Además del tipo decantador mencionado anteriormente, también existe un tipo denominado cilíndrico. Existe una gran variedad de productos que se adaptan a diferentes aplicaciones e industrias.