TEMA 11. FILTRACIÓN 11.1 INTRODUCCIÓN Suspensión

TEMA 11. FILTRACIÓN
11.1 INTRODUCCIÓN
Figura 8.1 Esquema de la operación de filtración
Suspensión: partículas sólidas en fluido
Medio filtrante: tela, placa porosa, lecho inerte
TEMA 11. FILTRACIÓN
11.1 INTRODUCCIÓN
Figura 8.1 Esquema de la operación de filtración
Filtros de presión
Filtración continua-discontinua
Filtros de vacío
Producto principal: sólido-filtrado
Filtros centrífugos
Filtración por torta-profundidad
TEMA 11. FILTRACIÓN
11.2 ASPECTOS PRÁCTICOS DE LA FILTRACIÓN
Selección del medio filtrante:
Materiales rígidos:
•Soporte de la torta
•Placas cerámicas-metálicas
•Resistencia mecánica
Materiales flexibles:
•Resistencia química
•tejidos naturales-sintéticos
•Barato
Lechos arena
Tierra de diatomeas
Importancia etapa inicial: sólidos finos deformables, soluciones diluidas
Coadyuvantes: Kieselgur, perlitas
TEMA 11. FILTRACIÓN
11.2 ASPECTOS PRÁCTICOS DE LA FILTRACIÓN
Lavado de la torta:
Parámetros:
•Volumen líquido
•Velocidad flujo
Etapa final
Recuperación de
torta y limpieza
Figura 8.2 Evolución de la concentración del efluente durante el lavado
de la torta de filtración
TEMA 11. FILTRACIÓN
11.3 EQUIPOS DE FILTRACIÓN
A) FILTROS DE PRESIÓN
Medio filtrante:
Lecho arena- arena-grava
Soporte perforado
Aplicaciones:
Grandes volúmenes-↓Csólidos
Potabilización-Aguas residuales
Figura 8.3 Esquema de un filtro de gravedad
TEMA 11. FILTRACIÓN
11.3 EQUIPOS DE FILTRACIÓN
A) FILTROS DE PRESIÓN
Operación discontinua
Presión: 3-10 atm
Costes mano de obra
Aplicaciones:
Pequeños volúmenes:↑Csólidos
Tecnología de alimentos
Figura 8.4 Filtración a presión. Esquema de un
filtro prensa (detalle del ensamblaje de marcos y
placas).
TEMA 11. FILTRACIÓN
11.3 EQUIPOS DE FILTRACIÓN
B) FILTROS DE VACÍO
Operación contínua
Desparafinado de aceites
lubricantes,
Figura 8.5 Filtración a vacío: a) Esquema de un filtro
rotatorio de tambor, b) Filtro rotatorio de discos
TEMA 11. FILTRACIÓN
11.3 EQUIPOS DE FILTRACIÓN
C) FILTROS CENTRÍFUGOS
Figura 8.6 Esquema de funcionamiento de
un filtro centrífugo
TEMA 11. FILTRACIÓN
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
TEMA 11. FILTRACIÓN
Régimen Laminar
11.4 FUNDAMENTO TEÓRICO
Ecuación de Kozeny
Pérdida de P a lo largo
de la torta
(2)
Velocidad de filtración referida al área del
filtro
(3)
Volumen de sólidos contenidos en la torta de espesor L
Volumen de filtrado retenido en la torta
(4)
(5)
(8)
(6)
(7)
(9)
TEMA 11. FILTRACIÓN
Resistencia específica de la torta:
Longitud/masa
11.4 FUNDAMENTO TEÓRICO
(10)
(11)
(12)
Filtración a P= cte
Variables “V” y “t”
(13)
(14)
“t” para filtrar “V”
TEMA 11. FILTRACIÓN
11.4 FUNDAMENTO TEÓRICO
(15)
(16)
Torta incompresible α = cte
Torta compresible
(17)
Figura 8.8 Filtración a presión constante.
Determinación experimental de las resistencias de
la torta y del medio filtrante (ecuación 8.14).
Resistencia específica de la torta si
fuese incompresible
Coeficiente de compresibilidad, 0-0,8
TEMA 11. FILTRACIÓN
11.4 FUNDAMENTO TEÓRICO
Filtración a Velocidad = cte
(18)
(12)
(19)
(20)
(torta incompresible)
TEMA 11. FILTRACIÓN
11.4 FUNDAMENTO TEÓRICO
(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).-