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INDICE
1 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 1
2 FUNDAMENTO TEORICO .................................................................................................. 2
2.1. FILTRACION ................................................................................................................ 2
2.2. APARATOS UTILIZADOS EN FILTRACIN ................................................................ 3
2.3. TEORIA DE FILTRACION ............................................................................................ 5
3 DESARROLLO .................................................................................................................... 6
4 RESULTADOS .................................................................................................................... 5
5 ANEXOS ............................................................................................................................. 6
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1 OBJETIVOS
Analizar y comprender la operacin unitaria del filtrado
Poder determinar el espesor ,superficie y resistencia especifica de la torta, a
su vez el volumen de filtrado
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2 FUNDAMENTO TEORICO2.1. FILTRACIONEs la operacin Unitaria en la que el componente slido insoluble de una suspensin
slido-lquido se separa del componente lquido haciendo pasar este ltimo a travs de
una membrana porosa la cual retiene a los slidos en su superficie (filtracin de torta)
o en su interior (Clarificacin), gracias a una diferencia de presin existente entre un
lado y el otro de dicha membrana. A la suspensin de slidos en lquidos se conoce
como papilla de alimentacin o simplemente suspensin, al lquido que pasa a travs
de la membrana se conoce como filtrado, la membrana es conocida como medio
filtrante y a los slidos separados se conocen como torta de filtracin. Como fue dicho,
el fluido circula a travs del medio filtrante en virtud de una diferencia de presin,
existiendo los filtros que trabajan con sobrepresin aguas arriba, presin atmosfrica
aguas arriba y los que trabajan a la vaca agua abajo.
La teora de filtracin es valiosa para interpretar anlisis de laboratorios, buscar
condiciones ptimas de filtracin y predecir los efectos de los cambios en las
condiciones operacionales. El empleo de esta teora est limitado por el hecho de que
las caractersticas de filtracin se deben determinar siempre en la lechada real de que
se trate, puesto que los datos obtenidos con una lechada no son aplicables a otra. Al
comparar la filtracin a nivel industrial sta difiere de la del laboratorio en el volumende material manejado y en la necesidad de manejarlo a bajo costo. Para obtener un
gasto razonable con un filtro de tamao moderado, se puede incrementar la cada de
presin del flujo o disminuir la resistencia del mismo. Para reducir la resistencia al flujo
el rea de filtrado se hace tan grande como sea posible, sin aumentar el tamao total
del equipo o aparato de filtracin. La seleccin del equipo de filtrado depende en gran
medida de la economa.
Las aplicaciones de la filtracin en la industria alimenticia se pueden considerar en tres
categoras. La primera incluye todas las aplicaciones en las que la suspensin que
contiene grandes cantidades de slidos insolubles se separan en los slidos y lquidos
que la componen, formndose una torta en la parte anterior del medio conocindose
el proceso como filtracin por torta o de torta. La segunda categora se denomina
clarificacin y en esta se quitan pequeas cantidades de un slido insoluble a un
lquido valioso donde el propsito es generalmente producir un lquido claro. La tercera
se denomina micro-filtracin donde se separan partculas muy finas por lo general
microorganismos de los alimentos.
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2.2. Aparatos utilizados en filtracin
Los aparatos que se utilizan en filtracin, constan bsicamente de un soporte
mecnico, conductos por los que entra y sale la dispersin y dispositivos para extraer
la torta. La presin se puede proporcionar en la parte inicial del proceso, antes del filtroo bien se puede utilizar vaco despus del filtro, o ambas a la vez, de forma que el
fluido pase a travs del sistema.
La mayora de los filtros industriales operan a vaco o a presin superior a la
atmosfrica. Tambin son continuos o discontinuos, dependiendo de que la descarga
de los slidos sea continua o intermitente. Durante gran parte del ciclo de operacin de
un filtro discontinuo el flujo de lquido a travs del aparato es continuo, pero debe
interrumpirse peridicamente para permitir la descarga de los slidos acumulados. En
un filtro continuo, tanto la descarga de los slidos como del lquido es ininterrumpida
cuando el aparato est en operacin.
Entre los aparatos se cuentan:
1.- Filtros prensa (discontinuo de presin)
En estos se coloca una tela o una malla sobre placas verticales, de manera tal que
sean los bordes los que soporten a la tela y al mismo tiempo dejen debajo de la tela un
rea libre lo ms grande posible para que pase el filtrado. Normalmente se les llama
"Filtros de placa y marco". En esta clase de filtros se alternan placas acanaladas
cubiertas en ambos lados por medio filtrante, con marcos, en conjunto se encuentran
apretada por tornillos o una prensa hidrulica que la cierran hermticamente.
Las placas y los marcos contienen aberturas en un ngulo, las cuales forman un canal
al cerrar el filtro y por donde se introduce la papilla dealimentacin.Al circular la
suspensin, la torta se forma en el lado ms alejado de la placa, entrando por el
marco, pasando el filtrado a travs del medio y por la superficie acanalada de las
placas del filtro y saliendo por un canal de salida en cada placa.
La filtracin se continua hasta que el flujo de filtrado es menor que cierto lmite practico
o la alcance un nivel inaceptablemente elevado.
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Despus de la filtracin se puede realizar el lavado de la torta sustituyendo el flujo de
la papilla por flujo de lavado, tambin se puede abrir el filtro y retirar la torta.
2.- Filtros espesadores de presin (continuos de presin)
El objeto de un filtro espesador es separar parte del lquido contenido en una
suspensin diluida para obtener otra concentrada. Tiene la apariencia de un filtrode prensa sin embargo, no contiene marco y las placas estn modificadas. Las placas
sucesivas llevan canales apareados que forman, cuando se monta la prensa, una
conduccin larga en espiral para la suspensin. Los lados de los canales estn
recubiertos con un medio filtrante mantenido entre las placas. Mientras la suspensin
pasa por el canal a presin, una parte del fluido sigue fluyendo por el canal hacia al
distribuidor mltiple de descarga de lquido claro. La suspensin espesada se
mantiene en movimiento rpido para no obstruir el canal. El nmero de placas
escogido es tal de modo que la diferencia de presin en todo el aparato no exceda de
6 kgf /cm2. En estas condiciones es posible duplicar la concentracin de la suspensin
de entrada. Si se requiere una concentracin mayor, la suspensin espesada en un
filtro se introduce nuevamente en un segundo filtro.
3.- Filtros rotatorios (continuo de
vaco)
En este tipo de filtros, el flujo pasa a
travs de una tela cilndrica rotatoria,
de la que se puede retirar la tortade forma continua. La fuerza ms
comn aplicada es la de vaco. En
este sistema, la tela se soporta sobre
la periferia de un tambor sobre los que se est formando la torta.
Cabe destacar que los filtros anteriormente vistos son a modo de ejemplo destacando
el filtro de prensa, el cual fue usado en el laboratorio. Se pueden encontrar una
variedad muy amplia de estos en el comercio dependiendo de la finalidad del proceso
a realizar.
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Medio filtrante
El medio filtrante puede consistir en tela, papel o material poroso o tejido cuya funcin
es promover la formacin de una torta de slidos. Un medio filtrante debe cumplir conlos siguientes requerimientos:
1.
2. Tener facilidad para remover la fase slida dando un filtrado claro.
3. Debe ofrecer la mnima resistencia al flujo para la rpida formacin de la torta de
filtracin.
4. Tener resistencia a las condiciones del proceso, es decir, ser lo suficientemente
fuerte para soportar la torta y aguantar bajo condiciones extremas del proceso.
5. No debe obstruirse o sesgarse, es decir, tener alto rendimiento del lquido para un
P dado.6. Debe ser qumicamente inerte y no txico.
7. Debe permitir facilidad del retiro de la torta limpia y completa.
8. No ser excesivamente caro.
2.3. TEORIA DE FILTRACION
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3 DESARROLLOPROBLEMA:
En el tratamiento de aguas residuales de una fbrica pesquera, por filtracin esseparado la harina del agua, la suspensin tiene una composicin de 0,07 en
fraccin en peso, el rea de filtrado es de 2 m2 y la diferencia de presiones esconstante de 2,5 atm. La densidad de la torta es 1,2 g/cm3 y de la harina de pescado1,4 g/cm3. Los resultados obtenidos estn en la tabla que se muestra.
Calcular:a) Porosidad de la torta.b) Volumen de filtrado equivalente.c) Resistencia especfica de la torta.d) Superficie especfica de la torta.
Datos:
V(L) V (s) /V
0 0 0 0 0
0.2 0.2 2.3 2.3 11.5
0.4 0.2 5.5 3.2 16
0.6 0.2 9.8 4.3 21.5
0.8 0.2 14.6 4.8 24
1 0.2 20 5.4 27
1.2 0.2 26.7 6.7 33.5
1.4 0.2 34.7 8 40
1.6 0.2 43.2 8.5 42.5
1.8 0.2 53.3 10.1 50.5
2 0.2 63.4 10.1 50.5
2.2 0.2 75 11.6 58
2.4 0.2 87.4 12.4 62
2.6 0.2 100.5 13.1 65.5
/V= 22.95V + 6.519
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3
/V
V(L)
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CALCULO:
DATOS
b)
22.9
c) (
d)
(
(
(
(( ( (
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4 RESULTADOS
a) Porosidad de la torta es de 0.143
b) Volumen de filtrado equivalente es de 0.284
c) Resistencia especfica de la torta es de d) Superficie especfica de la torta es de 1.138
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5 ANEXOS