FILTRACIN

FILTRACINEQUIPO #1Mar y Sol Blas JimnezEduardo Jess Galeana GonzlezLitza Eleydy Roque BarbosaVictoria Belen Rosales MachadoMara Alejandra Sols GaleanaFILTRACINEn la filtracin, las partculas suspendidas en un fluido, ya sea lquido o gas, se separan mecnicamente o fsicamente usando un medio poroso que retiene las partculas en forma de fase separada que permite el paso del filtrado sin slidos.

El fluido puede ser un gas o un lquido. Las partculas slidas suspendidas pueden ser muy finas (del orden de micrmetros) o bastantes grandes, muy rgidas o plsticas, esfricas o de forma muy irregular, agregados o partculas individuales.FILTRACINEl producto valioso puede ser el filtrado sin slidos o la torta slida. En algunos casos, se requiere una eliminacin completa de las partculas slidas y en otros, basta con una eliminacin parcial.Cuando la concentracin es mnima, los filtros operan por tiempos muy largos, antes de que sea necesario limpiar el medio filtrante.FILTRACINEmbudo de Bchner: Filtro tpico del laboratorio. El flujo del lquido a travs de la tela o papel filtro se produce debido al vaco en el extremo de salida. Las pequeas aberturas de los poros de la tela bloquean el paso de las partculas.Las partculas slidas se acumulan en forma de una torta de filtrado a medida que se verifica el proceso. Esta torta tambin acta en forma de torta de filtrado a medida que se verifica el proceso. Esta torta tambin acta como filtro de las partculas suspendidas. La resistencia al flujo aumenta a medida que la torta crece.

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TIPOS DE EQUIPOS DE FILTRACIN1.- CLASIFICACIN DE LOS FILTROS:Dependiendo de que la torta de filtrado sea el producto deseado o bien el lquido transparente.De acuerdo con su ciclo de operacin: por lotes (cuando se extrae la torta despus de cierto tiempo), o de manera continua (cuando la torta se va extrayendo a medida que se forma).De gravedad, donde el lquido simplemente fluye debido a la presencia de una carga hidrosttica, o bien se puede usar presin o vaco para incrementar la velocidad de flujo.TIPOS DE EQUIPOS DE FILTRACIN2.- LECHOS DE FILTRACINtil principalmente en casos en los que pequeas cantidades relativas de slidos se separan de grandes cantidades de agua y se clarifica el lquido.

TIPOS DE EQUIPOS DE FILTRACIN3.- FILTROS PRENSA DE PLACAS Y MARCOS

TIPOS DE EQUIPOS DE FILTRACIN3.- FILTROS PRENSA DE PLACAS Y MARCOS

TIPOS DE EQUIPOS DE FILTRACIN4.-FILTROS DE HOJAS:til para muchos propsitos pero no es econmico para el manejo de grandes cantidades de lodos, ni para el lavado eficiente con cantidades pequeas de agua.

TIPOS DE EQUIPOS DE FILTRACIN5.- FILTROS ROTATORIOS CONTINUOS:

a) Filtro rotatorio continuo de tambor al vaco.

b) Filtro de disco rotatorio continuo.

c) Filtro horizontal rotatorio continuo.

TIPOS DE EQUIPOS DE FILTRACIN

MEDIOS FILTRANTES1.- MEDIOS FILTRANTES: La caracterstica ms importantes para las filtraciones industriales es que permita separar los slidos de la suspensin y producir un filtrado transparente.

Debe permitir la extraccin de la torta sin dificultades ni prdidas.

Debe tener una resistencia suficiente para no rasgarse y no ser afectado por los productos qumicos presentes.

MEDIOS FILTRANTESAlgunos medios filtrantes de uso comn son:Telas gruesas de loneta o sargasTejidos pesadosFibra de vidrioPapelFieltro de celulosaTelas metlicas, de lana, de nylon, de dacrn y otros tejidos sintticos.

MEDIOS FILTRANTESLas fibras de hilacha de materiales naturales, son ms eficaces para partculas finas que las fibras plsticas o metlicas. Algunas veces, el filtrado sale un poco lechoso al principio, antes de que se depositen las primeras capas de partculas que ayudan al filtrado subsecuente. El filtrado se puede recircular para una nueva filtracin.AYUDAS DE FILTRACIN2.- AYUDAS DE FILTRACINSuele estar limitado a los casos en que la torta es el material que se descarta, o cuando el precipitado se puede separar de ellas por medios qumicos.En algunos casos se usan ayudas de filtracin para acelerar el proceso.Por lo general, son tierras diatomceas o kieselguhr, (constituidos principalmente por slice no compresible). Tambin se usa celulosa de madera, asbesto y otros slidos porosos inertes.AYUDAS DE FILTRACINSu uso ms comn: Recubrimiento previo antes de filtrar la suspensin (impide que los slidos de tipo gelatinoso obstruyan el medio filtrante y permite obtener un filtrado ms transparente). Tambin se pueden aadir a la suspensin antes de la filtracin (esto aumenta la porosidad de la torta y reduce su resistencia durante el proceso). En un filtro rotatorio, la ayuda de filtracin se puede aplicar como recubrimiento previo y durante la operacin se desprende junto con la torta.TEORA BSICA DE LA FILTRACINTEORA BSICA DE LA FILTRACIN

TEORA BSICA DE LA FILTRACINTEORA BSICA DE LA FILTRACINTEORA BSICA DE LA FILTRACINTEORA BSICA DE LA FILTRACIN2.-RESISTENCIA ESPECIFICA DE LA TORTA

La filtracin se efecta por gravedad y el dispositivo opera a presin atmosfrica, con una cada de presin baja. Un pistn en la parte superior comprime la torta a presin conocida y entonces, se aade filtrado a la torta y se determina con una forma diferencial de la ecuacin (6). TEORA BSICA DE LA FILTRACINSi es independiente de -p, los lodos son incompresibles. Por lo general, aumenta con -p, pues la mayora de las tortas son algo comprimibles. Una ecuacin emprica de uso muy comn es:

= 0()^sdonde 0 y s son constantes empricas. La constante de comprensibilidad s es cero para lodos o tortas incompresibles y suele tener valores entre 0.1 y 0.8. Algunas veces se usa la siguiente relacin:a = 0[ 1 + (- p)]donde 0, y s son constantes empricas. Grace (Gl) proporciona datos experimentales para diversos tipos de tortas.

ECUACIONES DE FILTRACIN PARA PROCESOS A PRESIN CONSTANTE

ECUACIONES DE FILTRACIN PARA PROCESOS A PRESIN CONSTANTEPara presin invariable, a constante y una torta incompresible, V y t son las nicas variables de la ecuacin (14.2-13). Integrando para obtener el tiempo de filtracin t en s,

ECUACIONES DE FILTRACIN PARA PROCESOS A PRESIN CONSTANTE

ECUACIONES DE FILTRACIN PARA PROCESOS A PRESIN CONSTANTELa pendiente de la lnea es Kp/2 y la interseccin, B. Despus se utilizan las ecuaciones (14.2-14) y (14.2-15) para determinar los valores de y R.

2.- ECUACIONES PARA EL LAVADO DE TORTAS DE FILTRADO Y TIEMPO TOTAL DEL CICLO.El lavado de una torta despus del ciclo de filtrado se lleva a cabo por desplazamiento del filtrado y por difusin. La cantidad de lquido de lavado debe ser suficiente para lograr el efecto que se desea. Para calcular las velocidades del lavado, se supone que las condiciones durante el mismo son iguales a las que existan al final de la filtracin.

En filtros en los que el lquido de lavado sigue una trayectoria de flujo similar a la de filtracin, como es el caso de los filtros de hojas, la velocidad final de filtrado permite predecir la velocidad de lavado.

ECUACIONES DE FILTRACIN PARA PROCESOS A PRESIN CONSTANTE

Despus de completar el lavado, se requiere un tiempo adicional para extraer la torta, limpiar el filtro y volver a armarlo. El tiempo total del ciclo de filtrado es la suma del tiempo de filtracin, de lavado, y de limpieza.

EJERCICIO 14.2-1Evaluacin de las constantes defiltracin en un proceso a presin constante.Se cuenta con los siguientes datos para filtrar en el laboratorio una suspensin de CaCO3 en agua a 298.2 K (25 C), a presin constante (-p) de 338 kN/m2 (7060 lb pie2) (R1, R2, M1). El rea de filtracin de la prensa de placas y marcos es A =0.0439 m2 (0.473 pie2), y la concentracin de la suspensin es Cs = 23.47 kg/m3 (1.465 Ibm /pie3). Calcule las constantes y Rm con base en estos datos experimentales, si t es el tiempo en s y V es el volumen de filtrado recolectado en m3.

tV (x10-3)tV (x10-3)tV (x10-3)4.40.49834.72.48973.64.0049.51.00046.13.00289.44.50216.31.50159.03.506107.35.00924.62.000EJERCICIO 14.2-1Solucin: Primero se calculan los datos como t/V y se tabulan en la tabla siguiente:

Valores de t/V (t=s, V=m3)tV (x10-3)(t/V) x10-3004.40.4988.849.519.5016.31.50110.8624.6212.3034.72.49813.8946.13.00215.3659.03.50616.8373.64.00418.3889.44.50219.86107.35.00921.42EJERCICIO 14.2-1Se construye la grfica de t/V contra Ven la figura siguiente, y se determinan la interseccin que es B = 6400 s/m3 (181 s/pie3) y la pendiente, que es Kp/2 = 3.00 x106 s/m6. Por tanto, Kp =6.00 x106 s/m6 (4820 s/pie6).

EJERCICIO 14.2-1EJERCICIO 14.2-2Tiempo requerido para efectuar una filtracin.Se desea filtrar la misma suspensin del ejemplo anterior en una prensa de placas y marcos que tiene 20 marcos y 0.873 m2 (9.4 pie2) de rea por marco. Se usar la misma presin constante. Suponiendo las mismas propiedades de la torta de filtrado y de la tela de filtracin, calcule el tiempo necesario para extraer 3.37 m3 (119 pie3) de filtrado.

EJERCICIO 14.2-2EJERCICIO 14.2-2ECUACIONES PARA FILTRACIN CONTINUAECUACIONES PARA FILTRACIN CONTINUAECUACIONES PARA FILTRACIN CONTINUAECUACIONES PARA FILTRACIN CONTINUA