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FILTRACIÓN DE SÓLIDOS:

Jeffo Fonfer Spanish

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Es una Operación Unitaria que separa los sólidos suspendidos en un líquido (sólidos con diámetro grandes), en cambio centrifugación (sólidos suspendidos pero con diámetro mucho más pequeños) utilizando una superficie permeable a los fluidos.
- La filtración da como resultado, por lo general, la formación de una capa (torta) de partículas sólidas sobre la superficie de un cuerpo poroso, a menudo un tejido que constituye el medio filtrante. Una vez que se ha formado esta capa, su superficie actúa como medio filtrante, depositándose los sólidos que van aumentando el espesor de la torta mientras el líquido claro pasa a través de ella.
Sistema para Poder Filtrar
- Sistema a Filtrar
  - El sistema a filtrar o líquido turbio es un fluido que en su seno se encuentran suspendidos materiales particulados a los cuales se los desea separar para tener un fluido libre de sólidos.
- Material Filtrante
  - El material filtrante deberá seleccionarse en primer término por su capacidad para retener los sólidos sin obstrucción y sin indebido derrame de partículas al iniciarse la filtración, es decir, funcionará como una red en la cual quedarán los sólidos, formándose una capa de este material denominado torta de filtración.
Clasificación de Filtros
- Filtros de Gravedad
  - Consiste, por lo general en un tanque con un fondo falso cubierto con un medio filtrante. El mayor número de los filtros por gravedad emplea una capa de arena como medio filtrante y se utilizan para clarificar soluciones o agua.
- Filtros de Vacío
  - Intermitentes o Discontinuos
    - Consiste en una serie de bastidores u hojas sobre las que se tiende un medio filtrante, teniendo las hojas o canales para la evacuación del líquido.
  - Filtros de Vacío Continuos
    - son los (Filtros Oliver), estos son de 2 tipos: de tambor rotativo y disco rotativo. El tipo de tambor es un cilindro cuya periferia forma la superficie filtrante; esta superficie puede ser externa o interna y se divide en compartimentos.
  - Filtros de Presión
    - Filtro Prensa de Cámaras
      - Se compone de cámaras (en donde se aloja la torta) que se forman por la unión de varias placas cóncavas separadas por el medio filtrante cuya superficie tiene ranuras por la que se escurre el líquido filtrado.
    - Filtro Prensa de Placas y Marcos:
      - Se compone de placas y cuadros o bastidores huecos con orejas laterales, de modo que pueda montarse sobre dos barras horizontales paralelas y afianzarse juntas.
    - Filtro de Caja
      - Este tipo de filtros de presión son muy utilizados para grandes volúmenes de producción, llamados también de hoja y de bolsa porque tienen estas formas.
Coadyuvantes de Filtración
- Son sustancias que ayudan al proceso de filtración, se utilizan para aquellos sólidos suspendidos que forman tortas de carácter gelatinosos o coloidal y en general tortas sensibles a la presión las cuales disminuyen su permeabilidad al aumentar aquella, por lo que su filtración se vuelve difícil.
- Tipos de Coadyuvantes
  - Dentro de los coadyuvantes más utilizados tenemos: tierra diatomeas, mármol molido, cuarzo molido, sílice, CaCO3, bagazo azucarero, carbón o coque.
- Casos Particulares en los Cuales se Utilizan los Coadyuvantes
  - Cuando pasa el tiempo y la torta que se forma no permite el paso del filtrado, a está torta se conoce como torta sensible a la presión.
- Formas de Utilización
  - Los coadyuvantes se emplean de dos formas:  Añadiendo líquido turbio a una cierta cantidad de coadyuvante para que se disperse mientras va pasando por el filtro.  Adicionar una cierta cantidad de coadyuvante a un volumen determinado de agua y filtrar a un medio adherido al medio filtrante y luego se filtra el sistema deseado.
- Régimenes de Filtración
  - Presion constante volumen constante regimen mixto
Teoría de Filtración Para el Cálculo de Filtros
- Teoría de RUTH:
  - Ruth propuso un traslado de los ejes de coordenadas de tal forma que la curva parta del origen.
- Teoría de Von Carman
  - Según Fourier la velocidad de filtración está determinada por el cociente, entre la intensidad que provoca la filtración y la resistencia que ofrece al flujo. La presión ayuda a dar flujo fluido y la resistencia impide el paso del flujo.
Porcentaje Optimo del Coadyuvante de Filtración
- Para calcular el porcentaje óptimo de coadyuvante que se debe adicionar a un sistema de filtración hay que realizar un gráfico de la resistencia específica de la torta en función del porcentaje de coadyuvante que se adiciona, la curva construida de esta manera tendrá un mínimo el cual será la cantidad de coadyuvante que hay que adicionar para la operación de filtración.
Teoría del Lavado de Precipitados
- Mecanismos de Lavado
  - Si el lavado se efectúa desmenuzando o desintegrando la torta de filtración, mezclándola con agua y filtrando nuevamente, la velocidad de filtración puede enjuiciarse tal y como hemos visto anteriormente; solo es preciso tener en cuenta la concentración del líquido turbio actual, la viscosidad del nuevo líquido madre, etc.
- Lavado por Desplazamiento
  - En este proceso el líquido lavador empuja al líquido madre retenido por la torta y lo desplaza de una manera casi cuantitativa. O sea que las concentraciones del líquido que va saliendo del filtro desde que comienza el lavado son constantes e iguales a las del filtrado, justamente hasta que todo el líquido madre retenido por la torta ha sido desplazado. En este momento la concentración del líquido lavador efluente pasa bruscamente a cero
- Lavado por Difusión
  - En este caso el recorrido del líquido lavador es distinto a la trayectoria del líquido madre, por lo que la sustancia disuelta en el líquido madre retenido por la torta ha de incorporarse a la corriente del líquido lavador por un proceso de difusión, lento siempre.
- Tiempo de Lavado
  - Si admitimos que las constantes de filtración ( y  en la ecuación de Carman; C y t0 en la de Ruth) son las mismas al final del proceso de filtración y en el de lavado, la velocidad de este último proceso estarán dadas según el criterio de Ruth o el de Carman.
- Cantidad del Líquido Lavador
  - En el lavado por desplazamiento la cantidad de líquido de lavado se calcula fácilmente: es igual teóricamente a la de líquido madre retenido por la torta al terminar el período de filtración, este dato se lo determina de forma experimental.
- Escurrido de los Precipitados
  - En principio puede parecer que este proceso es un caso particular de la desecación. Pero no es éste el caso. Un balance calorífico del proceso indica que en las condiciones experimentales el líquido retenido por el precipitado se elimina en su mayor parte por simple arrastre mecánico y no por evaporación.
Bibliografia
- BRITO, H. (2000). Texto Básico de Operaciones Unitarias I. Riobamba–Ecuador., Docucentro ESPOCH, 15-32.