Las separaciones mecánicas: son técnicas de separación que se basan en diferencias físicas entre los componentes de la mezcla tales como el tamaño de partícula, la forma o la densidad. Tamización: Es un método de separación de partículas solidas que se basa en el tamaño de las mismas. Consiste en hacer pasar la mezcla de sólidos a través de una malla llamada tamiz, cuyos orificios solamente permitirán el paso de las partículas sólidas más pequeñas. Tras la tamización, la mezcla quedara dividida en dos fracciones: —fracción de gruesos rechazo, es la fracción que queda retenida en el tamiz porque el tamaño de las partículas es mayor que el de las aberturas del tamiz. • fracción de finos o cernidos, es la fracción constituida por las partículas de tamaño más pequeño, que pueden pasar a través de los orificios del tamiz. 1.1.
Mediante el proceso de filtración se separan los componentes líquido y sólido de una mezcla y se obtiene: El filtrado, es el líquido que atraviesa el filtro. La torta o residuo, es el sólido que queda retenido en el filtro. En función de cómo los filtros retienen las partículas distinguimos tres mecanismos de filtración: • Filtración por tamización: Es una filtración en superficie. Los filtros son de materiales porosos que dejan pasar el líquido y las partículas más pequeñas que su diámetro. Los filtros presentan un problema, cuando retienen muchas partículas se obturan, es lo que se conoce como colmatación del filtro y puede reducir el rendimiento de la filtración o detenerla. • Filtración en profundidad.: Los filtros que se utilizan para filtrar en profundidad contienen pequeños canales. En la filtración las partículas penetran en este medio filtrante y quedan retenidas por adsorción en los canales. Se usa para suspensiones muy diluidas como por ejemplo aguas potables. • Filtración por torta:Es una filtración en el cual el propio material en el filtro actúa como medio filtrante. Los poros del filtro pueden ser mayores que las partículas que van a separar y se coloca un depósito inicial de partículas para que el filtro opere de forma eficaz. Se utiliza para suspensiones en que hay mucha concentración de sólidos. 2.1. Tipos de materiales filtrantes: • algodón, presentan el inconveniente de ceder fibras al filtrado y solamente sirven para eliminar partículas grandes. • celulosa, presentan variaciones en forma, porosidad y espesor. Hay mucha variedades de filtros en forma de placas, discos, papel,…Etc. Pueden ser esterilizados y como inconvenientes es que son de un solo uso y pueden ceder fibras. • filtros de membrana, son muy resistentes a la temperatura y a reactivos químicos, tienen un tamaño de poro muy definido, pueden ser esterilizados y no ceden fibras al filtrado. Como inconvenientes: se obturan fácilmente sirven para suspensiones muy diluidas y son bastante caros. Se utilizan mucho como sistema de esterilización en colirios. • filtros de materiales rígidos: placas cerámicas o metálicas perforadas. 2.2. Filtración en el laboratorio: A- Filtración por gravedad: Se lleva a cabo situando un papel de filtro en un embudo cónico. Hay dos tipos de filtros de papel: El filtro liso o embudo alemán, que se utiliza cuando interesa conservar el sólido retenido. El filtro de pliegues o embudo francés que se utiliza cuando interesa conservar el líquido filtrado. El filtro de pliegues filtra con mayor rapidez, ya que tiene más superficie de filtrado. Se coloca el filtro, ha de quedar bien ajustado y un poco por debajo del borde superior del embudo. Se vierte el líquido y no debe llenarse por encima del filtro para que no caiga líquido por fuera de él. Por acción de la gravedad va cayendo el líquido filtrado, que se recoge en el recipiente. B- Filtración al vacío: Se aplica vacío para facilitar y acelerar la filtración. Se utilizan unos embudos especiales llamados buchner, que son de porcelana que llevan una placa con agujeros sobre la cual se coloca un disco de papel. Antes de empezar a filtrar se humedece el papel para que se adhiera al embudo. Se coloca el embudo sobre un matraz kitasato, que se conecta a una Bombay de vacío. La realizamos cuando nos interesa recuperar el sólido.
Tipos de tamización
A- Tamización con un tamiz: Con esta tamización se separa una mezcla de polvos en dos fracciones, rechazo y cernido. Estas dos fracciones se denominan no clasificadas ya que no se conoce el tamaño de partículas, con la luz de malla podemos conocer el límite inferior del rechazo y el límite superior del cernido pero no el límite inferior del cernido ni el superior del rechazo. B-Tamización fraccionada
El material se hace pasar a través de una serie de tamices de diferentes tamaños y se consigue separarlo en fracciones clasificadas, por tamaño, es decir, fracciones de las cuales conocemos el límite superior e inferior. Distinguimos dos formas de realizarla: en cascada y en serie. 1.2. Análisis granulométrico. Por granulometría o análisis granulométrico de un agregado se entenderá todo procedimiento manual o mecánico por medio del cual se pueda separar las partículas constitutivas del agregado según tamaños, de tal manera que se puedan conocer las cantidades en peso de cada tamaño que aporta el peso total. Para separar por tamaños se utilizan las mallas de diferentes aberturas, las cuales proporcionan el tamaño máximo de agregado en cada una de ellas. En la práctica los pesos de cada tamaño se expresan como porcentajes retenidos en cada malla con respecto al total de la muestra. Estos porcentajes retenidos se calculan tanto parciales como acumulados, en cada malla, ya que con estos últimos se procede a trazar la grafica de valores de material. 2. Filtración. Es una operación que sirve para separar partículas sólidas de un líquido o gas en el que se encuentran suspendidas. Consiste en hacer pasar la suspensión a través de un medio poroso llamado filtro, que deja pasar el fluido y retiene el sólido.Mediante el proceso de filtración se separan los componentes líquido y sólido de una mezcla y se obtiene: El filtrado, es el líquido que atraviesa el filtro. La torta o residuo, es el sólido que queda retenido en el filtro. En función de cómo los filtros retienen las partículas distinguimos tres mecanismos de filtración: • Filtración por tamización: Es una filtración en superficie. Los filtros son de materiales porosos que dejan pasar el líquido y las partículas más pequeñas que su diámetro. Los filtros presentan un problema, cuando retienen muchas partículas se obturan, es lo que se conoce como colmatación del filtro y puede reducir el rendimiento de la filtración o detenerla. • Filtración en profundidad.: Los filtros que se utilizan para filtrar en profundidad contienen pequeños canales. En la filtración las partículas penetran en este medio filtrante y quedan retenidas por adsorción en los canales. Se usa para suspensiones muy diluidas como por ejemplo aguas potables. • Filtración por torta:Es una filtración en el cual el propio material en el filtro actúa como medio filtrante. Los poros del filtro pueden ser mayores que las partículas que van a separar y se coloca un depósito inicial de partículas para que el filtro opere de forma eficaz. Se utiliza para suspensiones en que hay mucha concentración de sólidos. 2.1. Tipos de materiales filtrantes: • algodón, presentan el inconveniente de ceder fibras al filtrado y solamente sirven para eliminar partículas grandes. • celulosa, presentan variaciones en forma, porosidad y espesor. Hay mucha variedades de filtros en forma de placas, discos, papel,…Etc. Pueden ser esterilizados y como inconvenientes es que son de un solo uso y pueden ceder fibras. • filtros de membrana, son muy resistentes a la temperatura y a reactivos químicos, tienen un tamaño de poro muy definido, pueden ser esterilizados y no ceden fibras al filtrado. Como inconvenientes: se obturan fácilmente sirven para suspensiones muy diluidas y son bastante caros. Se utilizan mucho como sistema de esterilización en colirios. • filtros de materiales rígidos: placas cerámicas o metálicas perforadas. 2.2. Filtración en el laboratorio: A- Filtración por gravedad: Se lleva a cabo situando un papel de filtro en un embudo cónico. Hay dos tipos de filtros de papel: El filtro liso o embudo alemán, que se utiliza cuando interesa conservar el sólido retenido. El filtro de pliegues o embudo francés que se utiliza cuando interesa conservar el líquido filtrado. El filtro de pliegues filtra con mayor rapidez, ya que tiene más superficie de filtrado. Se coloca el filtro, ha de quedar bien ajustado y un poco por debajo del borde superior del embudo. Se vierte el líquido y no debe llenarse por encima del filtro para que no caiga líquido por fuera de él. Por acción de la gravedad va cayendo el líquido filtrado, que se recoge en el recipiente. B- Filtración al vacío: Se aplica vacío para facilitar y acelerar la filtración. Se utilizan unos embudos especiales llamados buchner, que son de porcelana que llevan una placa con agujeros sobre la cual se coloca un disco de papel. Antes de empezar a filtrar se humedece el papel para que se adhiera al embudo. Se coloca el embudo sobre un matraz kitasato, que se conecta a una Bombay de vacío. La realizamos cuando nos interesa recuperar el sólido.
3. Decantación. Es un método físico de separación de mezclas heterogéneas de sustancias inmiscibles entre sí mediante la acción de la gravedad. Las mezclas pueden ser líquido-líquido o sólido- líquido. La decantación se basa en la diferencia de densidad entre los componentes de la mezcla que hace que dejados en reposo, ambos se separen. El de mayor densidad se depositará en el fondo del recipiente y el de menor densidad quedará en la parte superior. 4.