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TEMA 11. FILTRACIÓN

11.1 INTRODUCCIÓN

Suspensión: partículas sólidas en fluido

Medio filtrante: tela, placa porosa, lecho inerte

Figura 8.1 Esquema de la operación de filtración


11.1 INTRODUCCIÓN

Filtros de presión

Filtros de vacío

Filtros centrífugos

Filtración continua-discontinua

Producto principal: sólido-filtrado

Filtración por torta-profundidad

Figura 8.1 Esquema de la operación de filtración


11.2 ASPECTOS PRÁCTICOS DE LA FILTRACIÓN

Selección del medio filtrante:

•Soporte de la torta

•Resistencia mecánica

•Resistencia química

•Barato

Materiales rígidos:

•Placas cerámicas-metálicas

Materiales flexibles:

•tejidos naturales-sintéticos

Lechos arena

Tierra de diatomeas

Importancia etapa inicial: sólidos finos deformables, soluciones diluidas

Coadyuvantes: Kieselgur, perlitas


11.2 ASPECTOS PRÁCTICOS DE LA FILTRACIÓN

Lavado de la torta:

Figura 8.2 Evolución de la concentración del efluente durante el lavado de la torta de filtración

Parámetros:

•Volumen líquido

•Velocidad flujo

Etapa final

Recuperación de torta y limpieza


11.3 EQUIPOS DE FILTRACIÓN

A) FILTROS DE PRESIÓN

Figura 8.3 Esquema de un filtro de gravedad

Medio filtrante:

Lecho arena- arena-grava

Soporte perforado

Aplicaciones:

Grandes volúmenes-↓Csólidos

Potabilización-Aguas residuales



A) FILTROS DE PRESIÓN

Figura 8.4 Filtración a presión. Esquema de un filtro prensa (detalle del ensamblaje de marcos y placas).

Operación discontinua

Presión: 3-10 atm

Costes mano de obra

Aplicaciones:

Pequeños volúmenes:↑Csólidos

Tecnología de alimentos



B) FILTROS DE VACÍO

Figura 8.5 Filtración a vacío: a) Esquema de un filtro rotatorio de tambor, b) Filtro rotatorio de discos

Operación contínua

Desparafinado de aceites

lubricantes,



C) FILTROS CENTRÍFUGOS

Figura 8.6 Esquema de funcionamiento de un filtro centrífugo


11.4 FUNDAMENTO TEÓRICO

Figura 8.7 Pérdida de carga a través de un filtro

(1)Caudal de filtrado por unidad de área

Volumen de filtrado en dt



(2)

Ecuación de Kozeny

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

Régimen Laminar

Pérdida de P a lo largo de la torta

Velocidad de filtración referida al área del filtro

Volumen de sólidos contenidos en la torta de espesor L

Volumen de filtrado retenido en la torta


11.4 FUNDAMENTO TEÓRICO (10)

(11)

(12)

Filtración a P= cte

(13)

(14)

Variables “V” y “t”

“t” para filtrar “V”

Resistencia específica de la torta: Longitud/masa



(15)

(16)

Figura 8.8 Filtración a presión constante. Determinación experimental de las resistencias de la torta y del medio filtrante (ecuación 8.14).

Torta incompresible α = cte

Torta compresible

(17)

Resistencia específica de la torta si fuese incompresible Coeficiente de compresibilidad, 0-0,8



Filtración a Velocidad = cte

(18)

(19)

(20)

(torta incompresible)

(12)



(torta compresible)

(21)

Figura 8.9 Filtración a caudal constante. Evolución del caudal de filtrado con el tiempo en función de la diferencia de presiones establecida en el filtro (ecuación 8.20).-

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