Presentacin de PowerPoint

FiltracinMara Monserrat Centeno RamrezLuis Fernando Amzquita ReyesAlejandro Palma Gonzlez

IntroduccinEn la filtracin las partculas suspendidas de un fluido, ya sea lquido o gas, se separan mecnica o fsicamente usando un medio poroso que retiene las partculas en forma de fase separada que permite el paso del filtrado sin slidos.

El flujo del lquido a travs de la tela o papel se produce debido al vaco en el extremo de salida. La suspensin consta del lquido y las partculas suspendidas Filtracin tpica de un laboratorio industrialLas pequeas aberturas de los poros de la tela bloquean el paso de las partculas. Se usa un soporte con orificios bastante grandes, sobre el cual se apoya la tela filtrante.

Las partculas slidas se acumulan en forma de una torta de filtrado a medida que se verifica el proceso. Esta torta tambin actan como filtro de las partculas suspendidas. La resistencia al flujo aumenta a medida que la torta crece.

Tipos de equipos de filtracinExisten diversos mtodos para clasificar los equipos de filtracin y no es posible establecer un sistema simple que incluya a todos ellos.

En una de las agrupaciones, los filtros se clasifican dependiendo de que la torta de filtrado sea el producto deseado o bien el lquido transparente.

En cualquier caso, la suspensin puede tener un porcentaje de slidos relativamente alto, lo que conduce a la formacin de una torta, o a tener muy pocas partculas en suspensinLecho de filtracinEste tipo es til principalmente en casos en los que pequeas cantidades relativas de slidos se separan de grandes cantidades de agua y se clarifica el lquido.

Con frecuencia, las capas inferiores se componen de piezas burdas de grava que descansan sobre una placa perforada o ranurada.

Por encima de la grava hay arena fina que acta como el medio de filtracin real. El agua se introduce en la parte alta del lecho sobre un deflector que dispersa el agua. El lquido clarificado se extrae de la parte inferior.

Filtros prensa de placas y marcosConsisten de placas y marcos alternados con una tela filtrante a cada lado de las placas.

Las placas tienen incisiones con forma decanales para drenar el filtrado en cada placa.

La suspensin de alimentacin se bombea en la prensa y fluye a travs del conducto al interior de cada uno de los marcos abiertos, de manera que va llenando los espacios vacos.

El filtrado fluye entre la tela filtrante y la superficie de la placa, a travs de los canales y hacia el exterior, mientras los slidos se acumulan como torta en los marcos.

La filtracin contina hasta que los marcos quedan completamente llenos de slidos.

Filtro rotatorio continuo de tambor al vacoFiltra, lava y descarga la torta con un rgimen continuo. El tambor cilndrico se recubre de un medio filtrante adecuado, se hace girar, y una vlvula automtica en el centro sirve para activar las funciones de filtrado, secado, lavado y descarga de la torta del ciclo de operacin. El filtrado sale por el eje del filtro.

Medios filtrantes y ayudas de filtracinEl medio para filtraciones industriales debe tener ciertas caractersticas:

Permite separar los slidos de la suspensin y producir un filtrado transparente.

Los poros no se deben obstruir con facilidad para que la velocidad del proceso no sea demasiado lenta.

El medio filtrante debe permitir la extraccin de la torta sin dificultades ni prdidas.

Resistencia suficiente para no rasgarse y no ser afectado por los productos qumicos presentes.Medios filtrantesFibra de vidrio.

Papel filtro de celulosa.

Telas gruesas de loneta o sargas.

Ayudas de filtracinSon tierras que estn constituidos principalmente por slice no compresible. Tambin se usa celulosa de madera, asbesto y otros slidos porosos inertes.

Estas ayudas de filtracin se pueden usar como recubrimiento previo antes de filtrar la suspensin, el cual 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.

Teora bsica de la filtracin

Cada de presin del fluidoEl flujo del filtrado a travs del lecho empacado de la torta puede describir por medio de una ecuacin similar a la ley de Poiseuille, suponiendo un flujo laminar en los canales del filtro.

La ecuacin es la expresin de Poiseuille para flujo laminar en un tubo recto, y se puede escribir como sigue:

Cada de presin del fluido Donde: p = cada de presin (N/ m2 ) V = velocidad en el tubo abierto (m/s)D = dimetro (m) o (pie)L = longitud (m) o (pie) = viscosidad (Pa*s) o (Kg/m*s)Gc = 32.174 lbm*pie/lbf *s2

Flujo laminarDonde:K1 = 4.17 Cte. partculas aleatorias de tamao definido.M = viscosidad del filtrado (Pa*s)V = velocidad lineal basada en el rea de filtracin (m/s) = fraccin de espacios vacos o porosidad de la tortaL = espesor de la torta (m) S0 = rea superficial especifica de las partculas (m2) de rea de partcula por m3 de volumen de partculas solidas.p = cada de presin (N/ m2 )

Velocidad linealDonde:A = rea del filtro (m2)dV/dt = total de m3 de filtro recolectado un determinado tiempo

Esta ecuacin se obtiene de dividir la anterior entre gc. El espesor de la torta L puede relacionarse con el volumen del filtrado V

Resistencia especifica de la tortaLa ecuacin indica que la resistencia especfica dela torta est en funcin de la fraccin de espacios huecos y de S0.

Tambin est en funcin de la presin, pues sta puede afectar a . La variacin de a con respecto a p se determina experimentalmente a presin constante con diferentes cadas de presin.

Por otra parte, tambin se pueden llevar a cabo experimentos de compresin-permeabilidad, mediante un cilindro de fondo poroso sobre el cual se forma la torta de filtrado.

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.

Ecuaciones de filtracin para procesos a presin constanteReordenando la ecuacin anterior se obtiene:

Donde:Kp se da en s/m6B en s/m3

Para presin invariable, a constante y una torta incompresible, V y t son las nicas variables de la ecuacin. Integrando para obtener el tiempo de filtracin t en s.

Volumen de filtradoSe obtienen los datos de V recogidos en diferente tiempos t. Entonces, se grafican los dato experimentales de t/V contra V como en la figura. A menudo, el primer punto de la grfica no cae sobre la lnea y se omite

BibliografaProcesos de transporte y principios de procesos de separacin. Christie John Geankoplis. Cuarta Edicin Grupo Editorial Patria, 2003

Operaciones Unitarias en Ingeniera Qumica Warren L. McCabe; Julian C. Smith Sptima Edicin Editorial McGraw Hill, 2007