Ecuaciones específicas para la optimización del extractor centrífugo Podbielniak

Ecuaciones Específicas para la Optimización del Extractor Centrífugo Podbielniak

A continuación se presentan las ecuaciones y relaciones fundamentales utilizadas para la optimización del extractor centrífugo Podbielniak, basadas en fuentes confiables como libros, artículos científicos, fichas técnicas y tesis.

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1) Parámetros Fundamentales

• Velocidad angular:

    ω = (2πN) / 60

• Aceleración centrífuga:

    a = ω² r

• Número de g:

    G = a / g = ((2πN / 60)² r) / 9.81

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2) Balance de Materia en Extracción Líquido-Líquido

    F x_F + S x_S = E y_E + R x_R

Relación de equilibrio:

    K = y / x

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3) Ley de Transferencia de Masa

    N_A = k_L a (C_A - C_A*)

Área interfacial específica:

    a = 6 ε / d_32

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4) Número de Weber y Ruptura de Gotas

    We = (ρ u² d) / σ

Relación práctica para diámetro de gota:

    d_32 ∝ σ / (ρ u²)

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5) Potencia y Consumo Energético

    P = N_P ρ N³ D⁵

Energía específica:

    E_esp = P / ṁ

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6) Ejemplo de Función Objetivo de Optimización

    min J = w1 S + w2 E_esp + w3 C_capital

Sujeto a:

• balances de masa y equilibrio  

• límites operativos del equipo  

• criterio de pureza mínima  

• restricciones de seguridad

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Referencias (APA)

Casillas Navarrete, I. (2014). Propuesta de una práctica de extracción líquida en una etapa para el laboratorio de Introducción a los Procesos de Separación. IPN.

Geankoplis, C. J. (2003). Transport Processes and Separation Process Principles (4th ed.). Prentice Hall.

Perry, R. H., & Green, D. W. (2008). Perry’s Chemical Engineers’ Handbook (8th ed.). McGraw-Hill.

Podbielniak, W. (1938). Centrifugal Extraction of Liquids. Industrial & Engineering Chemistry, 30(5), 605–608.

Treybal, R. E. (1968). Extracción en fase líquida. UTEHA.

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