Extractor centrífugo

Un extractor centrífugo —también conocido como contactor centrífugo o contactor centrífugo anular— utiliza la rotación del rotor dentro de una centrífuga para mezclar dos líquidos inmiscibles fuera del rotor y separarlos por gravedad dentro del mismo. De esta forma, un extractor centrífugo genera una extracción continua de una fase líquida a otra.

En una compilación reciente se incluye un resumen de los principios de diseño y las aplicaciones de los contactores. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

El primer contactor centrífugo líquido-líquido fue inventado por Walter Podbielniak ^{[ 3 ],} con la patente registrada en 1932. Posteriormente, se desarrollaron una serie de modelos que se utilizaron y se siguen utilizando para una amplia variedad de procesos, incluyendo la extracción de minerales con solventes y la purificación de aceites vegetales, pero sobre todo para la producción de penicilina en la Segunda Guerra Mundial . ^{[ 4 ]}

Se ha empleado en procesos de extracción por solventes para metales valiosos para la industria nuclear, por ejemplo, como parte de la Instalación de Procesamiento de Residuos de Sal en el Sitio de Savannah River para la implementación del proceso CSSX para extraer cesio radiactivo de los residuos de tanques almacenados allí. ^{[ 5 ]} Entre sus usos se incluye la recuperación de valiosos actínidos en el reprocesamiento de combustible nuclear gastado (SNF), específicamente la recuperación de material fisionable . ^{[ 6 ]}

También se utiliza en el procesamiento de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos . ^{[ 6 ]}

Dos líquidos inmiscibles de diferente densidad se alimentan a entradas separadas y se mezclan rápidamente en el espacio anular entre el rotor giratorio y la carcasa fija. Las fases mezcladas se dirigen hacia el centro del rotor mediante paletas radiales en la base de la carcasa. Al entrar los líquidos por la abertura central del rotor, se aceleran hacia la pared. Las fases mezcladas alcanzan rápidamente la velocidad del rotor y comienza la separación a medida que los líquidos se desplazan hacia arriba. Un sistema de vertederos en la parte superior del rotor permite que cada fase salga del rotor, donde cae en un anillo colector y sale de la etapa. El flujo entre etapas se produce por gravedad, sin necesidad de bombas intermedias. El contactor centrífugo actúa así como mezclador, centrífuga y bomba. Los contactores centrífugos se suelen identificar por el diámetro de su rotor. Por lo tanto, un contactor centrífugo de 5 pulgadas es aquel que tiene un rotor de 5 pulgadas de diámetro.

Los contactores centrífugos anulares son máquinas de relativamente bajas revoluciones por minuto (rpm), con una mejora de la gravedad moderada (100–2000 G), por lo que pueden ser alimentados por un motor de velocidad variable de accionamiento directo. Las RPM típicas para unidades pequeñas (2  cm) son aproximadamente 3600 RPM, mientras que las unidades más grandes operarían a RPM más bajas dependiendo de su tamaño (la velocidad típica para un  contactor de 5 pulgadas [12,5 cm] es de ~1800 RPM). La efectividad de una separación centrífuga se puede describir fácilmente como proporcional al producto de la fuerza ejercida en múltiplos de la gravedad ( g ) y el tiempo de residencia en segundos o g -segundos. Lograr un valor particular de g -segundos en una centrífuga líquido-líquido se puede obtener de dos maneras: aumentando los múltiplos de la gravedad o aumentando el tiempo de residencia. Crear valores de fuerza g más altos para un diámetro de rotor específico es función únicamente de las rpm.

La solución de alimentación, que inicialmente contiene uno o más solutos (fase pesada en el diagrama de sección transversal de la figura 3), y un disolvente inmiscible de diferente densidad (fase ligera en los esquemas de sección transversal) fluyen a contracorriente a través del rotor del extractor, diseñado con una pila de subconjuntos mecánicos que representan el número necesario de etapas separadas. Las sucesivas operaciones de mezcla y separación que se realizan en cada etapa mecánica permiten la transferencia de masa de los solutos desde la solución de alimentación al disolvente.

• Cromatografía radial

• CINC Industries, fabricante de contactores centrífugos
• ROUSSELET ROBATEL Extractores centrífugos monoetapa
• ROUSSELET ROBATEL Extractores centrífugos multietapas
• (en alemán) Un extractor centrífugo lava, extrae y separa en una sola etapa de procesamiento (artículo en la revista Process).
• Extractores centrífugos líquido-líquido de una y varias etapas de CINC Alemania
• Extractor centrífugo para aplicaciones líquido-líquido en procesos
• ¿Qué es un contactor centrífugo anular?
• Modelado de contactores centrífugos mediante dinámica de fluidos computacional (CFD)
• Patente de extractor centrífugo multietapa