LABORATORIO DE INGENIERA QUMICA II

FILTRACIN A PRESIN CONSTANTE

LABORATORIO DE INGENIERIA QUIMICA II

INTEGRANTES:

------- CALDERON RICAPA, GERALDINE

------- OROZCO ALARCON, WILLY

072140D PINEDO SALDAA, MANUEL

070833B SIQUEROS PEREZ, CARLA

032095H VELIZ ACOSTA, FAVIOLA

072852a RAMIREZ ASCARZA SANDY

072849C HUERTA ESPINOZA, LESSLY

PROFESOR:

ING. CARLOS ANGELES QUEIROLO

FECHA DE REALIZACIN:

18-09-2014

FECHA DE PRESENTACIN:

25-09-2014

INDICE

INDICE

I.INTRODUCCION.3

II.MARCO TEORICO4

2.1MARCO TEORICO4

2.2DESINTEGRACIN MECANICA5

2.2.1 LEYES DE DESINTEGRACIN....5

2.3GRADO DE DESINTEGRACIN.7

2.4EQUIPOS UTILIZADOS EN LA REDUCCION DE TAMAO...8

2.5VARIABLES DE REDUCCION DE TAMAO....10

III.EQUIPOS Y MATERIALES..10

IV REACTIVOS Y SOLUCIONES.11

V.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL..11

VI.OBSERVACIONES EXPERIMENTALES.13

VII.DATOS EXPERIMENTALES.14

VIII.RESULTADOS OBTENIDOS Y CALCULOS EFECTUADOS.14

IX.ANALISIS DE RESULTADOS..17

X.CONCLUSIONES..18

XI.BIBLIOGRAFIA CONSULTADA....18

ANEXO........................................................................................................................................19

1. INTRODUCCIN

La filtracin consiste en la remocin de partculas suspendidas y coloidales presentes en una suspensin acuosa que escurre a travs de un medio poroso. El avance logrado por la tcnica de filtracin es el resultado de un esfuerzo conjunto dirigido a lograr que la teora exprese los resultados de las investigaciones experimentales, de tal modo que sea posible prever, en el diseo, cmo va a operar la unidad de filtracin en la prctica.

La filtracin ms sencilla es con un embudo Buchner con una fuente de vaco o tambin con un embudo y un papel filtro.

En la industria se presentan dificultades inherentes al movimiento mecnico de cantidades muchos mayores de suspensin y slidas.

La filtracin se presenta en la mayora de industrias, desde el sector minero, sector alimentos, tratamiento de aguas (ejemplo acuarios), hasta el tratamiento de organismos ya sea para su reproduccin como para su eliminacin.

2. MARCO TEORICO

2.1. FILTRACIN

La filtracin es una operacin mediante el cual se logra la separacin de partculas slidas que se encuentran en suspensin de un medio lquido. Para este fin, se requiere de un medio poroso que retenga las partculas slidas permitiendo el paso del fluido, adems de una fuerza impulsora (gravedad, presin o fuerza centrfuga). El slido se retiene sobre el medio filtrante formando una torta porosa.

En funcin de las fases se distinguen diferentes campos de aplicacin:

Filtracin de Partculas slidas de lquidos (suspensiones)

Filtracin de Partculas slidas de gases

Filtracin de Gotculas lquidas de gases (aerosoles)

Filtracin de Gotculas de un lquido no miscible de otro lquido (emulsiones)

En funcin del problema o bien de la finalidad de la filtracin, se distingue entre filtracin de separacin o filtracin clarificante.

En el caso de la filtracin de separacin, se trata de recuperar un determinado slido de un lquido (torta de filtrado) para seguir trabajando con el slido. Aqu no es imprescindible que todas las partculas sean eliminadas del lquido. Contrariamente, en la filtracin clarificante, el lquido se debe limpiar en lo posible completamente de componentes indeseados o precipitados, para poder seguir trabajando con el lquido purificado.

La filtracin tiene una amplia gama de aplicaciones: desde el procedimiento analtico en el laboratorio hasta aplicaciones tcnicas en grandes lneas de produccin. En prcticamente todas las ramas industriales se filtra ya sea p.ej. en el anlisis de alimentos, el ensayo de morteros, el anlisis de humos o en el control microbiolgico.

Los tres tipos de mecanismos de filtracin son:

Filtracin de lecho profundo

Filtracin con formacin de torta (convencional)

Filtracin por membranas

Filtracin de lecho profundo

Los slidos se depositan dentro del medio filtrante.

Filtracin por membranas

Se utilizan membranas especiales de tamao de poro muy pequeo que operan con flujo paralelo a la membrana, de manera que, no hay un depsito de slidos sobre la misma, sino una concentracin del caldo.

Filtracin con formacin de torta

Los slidos se depositan sobre el medio filtrante formando una pasta.

La filtracin con formacin de torta es de principal inters en las bioseparaciones slido - lquido (BSL).

Figura N1

Figura N2

SUSPENSION

MEDIO

TORTA

2.1.1 Medios filtrantes

Un medio filtrante puede ser definido como cualquier material permeable sobre el cual, o en el cual, son separados los slidos del fluido durante el proceso de filtracin. Todos los filtros requieren un medio filtrante para le retencin de slidos, ya sea que el filtro este adaptado para la filtracin de torta, como medio de filtracin o filtracin en profundidad. La especificacin de un medio de filtracin est basada en la retencin de un tamao mnimo de partcula y una buena eficiencia en la eliminacin por separacin, as como tambin una aceptable duracin. La eleccin del medio de filtracin es, con frecuencia, la consideracin, ms importante para asegurar el funcionamiento satisfactorio de un filtro. Para la filtracin de la torta, la seleccin del medio filtrante incluye la optimizacin de los siguientes factores:

a) Capacidad de detener los slidos sobre sus poros con cierta rapidez, despus de que se inicie la alimentacin (esto es propensin mnima a ser purgados).

b) Baja velocidad de arrastre de slidos hacia el interior de sus intersticios (esto es propensin mnima a los atascamientos).

c) Resistencia mnima a la corriente de filtrado (es decir elevada velocidad de produccin).

d) Resistencia a los ataques qumicos.

e) Suficiente resistencia para soportar la presin de filtracin.

f) Resistencia aceptable al desgate mecnico.

g) Capacidad de descarga de la torta con facilidad y limpieza.

h) Capacidad de adaptacin mecnica al tipo de filtro en el que se utilizar.

i) Costo mnimo.

En la seleccin del medio filtrante se incluyen innumerables tipos de telas, tejidos de fibras, filtro o fibras no tejidas, slidos porosos o sinterizados, membranas polimricas o slidos particulados en forma de lecho permeable.

Todos los medios filtrantes se encuentran disponibles en una gran variedad de materiales.

Telas de fibra tejidas.

Para la filtracin de torta estas telas son el tipo ms usual como medio filtrante. Existe una gran variedad de materiales. Aparte del material de las fibras, ciertas caractersticas de construccin describen la tela filtrante: (1) tejido, (2)estilo, (3) peso, (4) cuenta, (5) pliegues, y (6) el nmero de hilos. De los muchos tipos de tejidos disponibles, slo cuatro son los ms utilizados como medio filtrante: lisos, sarga, tejido, de cadena y satn.

Todos estos tejidos se pueden confeccionar a partir de cualquier fibra textil, natural o sinttica. Se pueden tejer con hilos multifilamento o monofilamento continuo. La capacidad y el desempeo de la tela para filtros dependen del tipo de hilo.

Un reciente desarrollo conocido como doble capa incorpora diferentes tramas en los tejidos, permitiendo la combinacin de las distintas propiedades de cada uno de los materiales.

Figura N5

2.1.2 Torta de la filtracin y clarificacin

La torta de filtracin y la recuperacin de los slidos o superficie de filtracin en el traspaso, clarificacin o limpieza del filtrado de otras impurezas en la operacin; en la torta del filtrado la mayora de las partculas slidas son siempre ms grandes que en el inicio en el medio filtrante y la torta; por lo tanto, los slidos estn retenidos como una torta de un espesor en aumento en el rea del medio filtrante. Ellos son usualmente el producto que se desea recuperar.

Para aclararlo, tambin se refiere a la forma como un medio filtrante. Ac el efluente es el producto obtenido, y est especializado en la torta de filtracin, porque la capacidad limitada de una cama filtrante de mayor profundidad.

La torta de filtracin est hecha especialmente para alimentar las partculas slidas ms grandes.

En la economa mundial, sin embargo, la cama filtrante no debera ser utilizada para contenidos de efluentes con mas de un 0,1% de partculas slidas. Ambos, debido a los procesos caractersticos, a menudo produce ambas cosas la torta y la profundidad de esta en la torta de filtracin estn activas en el mismo proceso. Por ejemplo, algunas de las partculas slidas en una torta de filtracin inicialmente penetran en la profundidad del medio filtrante y ah son retenidas, mientras otras partculas finas salen con el filtrante llegan a ser mas y ms estrecho, subsecuentemente las partculas slidas no pueden traspasar la cama filtrante.

2.1.3 filtrado

Es el fluido que pasa a travs del medio filtrante (Liquido claro)

2.2 TIPOS DE FILTRO

Existen numerosos tipos de filtros dependiendo de aplicacin a que estn destinados.

Los factores principales a considerar a la hora de elegir un tipo de filtro frente a otro son: la resistencia especfica de la torta, la cantidad a filtrar y la concentracin de slidos. Otra de las caractersticas del filtro a tener en cuenta es la facilidad de descarga de la torta. Ante todo lo que va a decidir la eleccin del filtro es el factor econmico. Normalmente el precio del equipo est directamente relacionado con el rea filtrante.

Los filtros clarificadores o de lecho profundo se suelen emplear cuando la cantidad de slidos presentes en el lquido es muy pequea, siendo de gran aplicacin para la depuracin de agua y el tratamiento de aguas residuales.

22.1 Los filtros de cartucho:

Son cada vez ms utilizados en la industria por sus buenos resultados.

Los Filtros tipo cartucho ofrecen una excelente filtracin de profundidad. Estos tienen la capacidad de retener partculas hasta de 1 micra y diversos contaminantes del agua.

Figura N3

La mayor parte de filtros empleados en la industria qumica son filtros de torta y dentro de stos su clasificacin suele hacerse en funcin de la fuerza impulsora (presin, vaco o centrfuga).

2.2.2 Filtro Prensa:

Es uno de los filtros ms usados debido a su gran versatilidad, tanto en relacin a la amplia gama de materiales y como las diversas condiciones de operacin que se pueden aplicar, adems de su bajo coste de mantenimiento. Se emplea en los casos en que la resistencia especfica de la torta es elevada y siempre que la cantidad de slidos no sea tan elevada que obligue a desmontar frecuentemente la prensa que provocara desgastes excesivos en las telas. Sin embargo, no est recomendado su uso para tratar grandes cantidades. Consisten en una serie de elementos cuadrados o rectangulares, que pueden ser placas y marcos alternados o cmaras, entre los que se coloca la tela filtrante.

De esta forma, se distinguen dos tipos de filtros prensa: la prensa de placas y marcos y la prensa de cmaras.

La diferencia entre ambas radica en que la segunda prescinde de los marcos y que el canal de alimentacin se encuentra en el centro de cada una de las placas en vez de en una de las esquinas como ocurre en la prensa de placas y marcos.

2.2.3 Filtros de lecho, (o de arena):

Son ejemplos de la filtracin en profundidad, en el que las partculas penetran en los intersticios del lecho filtrante, quedando atrapadas. Se usan para depuracin de aguas urbanas y tratamiento de aguas residuales con muy bajos contenidos en slidos. El lavado de estos lechos ha presentado problemas, hacindose un retro lavado, con flujo en sentido inverso de aire seguido de agua.

2.2.4 Filtros prensa de placas y marcos:

En ellos no se alcanza la cada de presin constante desde el principio de la filtracin, sino que hay un periodo de filtracin a caudal constante al comienzo de la misma. Son una serie de placas y marcos alternos soportados por un par de rales; las placas tienen una superficie acanalada o estriada. El marco hueco est separado de la placa por una tela filtrante y la prensa se cierra por medio de un tornillo manual o hidrulico. Entre cada par de placas se forma por tanto una cmara.

La suspensin se introduce por un orificio del marco y el filtrado pasa a travs de la tela de cada lado, de modo que se forman dos tortas en cada cmara. El filtrado circula hacia abajo por la superficie de las placas y se descarga a travs de un grifo. Puede inspeccionarse el filtrado de cada placa, pudindose aislar una de ellas, si se estropea o aquel no resulta claro. En algunos se prev e la calefaccin por vapor.

2.3 FILTRACION POR TORTA

En ella la proporcin de slidos en la suspensin es elevada y la mayor parte de las partculas se recogen en la torta filtrante que posteriormente se separa del medio.

La funcin del medio filtrante es, generalmente, la de actuar como soporte para la torta filtrante mientras las capas iniciales de la misma proporcionan el verdadero filtro. El medio filtrante debe ser mecnicamente fuerte, resistente a la accin corrosiva del fluido y debe ofrecer tan poca resistencia como sea posible al flujo de filtrado. Normalmente se utilizan tejidos, aunque para la filtracin de lquidos corrosivos en unidades discontinuas los materiales granulares y slidos porosos resultan tiles. Una caracterstica importante en la seleccin de un tejido es la facilidad en la separacin de la torta, factor clave en el funcionamiento de las unidades automticas existentes en la industria.

Existen casos en que los slidos a filtrar son muy finos y forman una torta densa e impermeable, obstruyendo rpidamente cualquier medio filtrante que sea suficientemente fino para retenerlos. La filtracin prctica de estos materiales exige que la porosidad de la torta aumente de forma que permita el paso del lquido con una velocidad razonable. Esto se realiza aadiendo un Coadyuvante de filtracin, tal como tierra de diatomeas, perlita, celulosa de madera purificada u otros materiales porosos inertes a la suspensin antes de la filtracin. El coadyuvante de filtracin puede separarse despus de la torta de filtracin disolviendo los slidos o quemando el coadyuvante. Si la torta no tiene valor, se desecha unto con el coadyuvante.

Otra forma de emplear el coadyuvante de filtracin es mediante pretratamiento, es decir, depositando una capa del mismo sobre el medio filtrante antes de comenzar la operacin. En los filtros discontinuos la capa del material es generalmente delgada, mientras que en un filtro continuo, dicha capa es gruesa y la parte superior de la misma seretira de forma continua con una cuchilla rascadora para exponer una superficie de filtracin fresca.

Existen dos mtodos diferentes de operar en un filtro discontinuo: si la presin se mantiene constante, la velocidad de flujo disminuir progresivamente, mientras que si se debe mantener constante la velocidad de flujo entonces ser necesario incrementar gradualmente la presin.

2.4 PERDIDAS DE PRESION EN LA FILTRACION

2.4.1 Ecuacin General de Filtracin

En un equipo de filtracin es muy importante calcular su capacidad, ello resulta al analizar la cada de presin a travs del filtro y la forma como se opera el equipo.

La ecuacin general de filtracin es la evaluacin del gasto que puede manejar en funcin de la cada de presin a travs del filtro, posteriormente dicha ecuacin se aplica a diferentes tipos de operacin de los filtros y se deducen las ecuaciones de evaluacin de capacidad correspondientes.

2.4.2 Fundamentos

El modelo sobre el cual se han desarrollado las ecuaciones tericas y de diseo es:

(1)

El flujo de filtrado obtenido, es el resultado de la fuerza impulsora P que necesita vencer la resistencia r. El flujo del volumtrico se define como:

(2)

Donde:

dV = incremento de volumen

d = incremento de tiempo

La resistencia al flujo r est por tres resistencias, las cuales estn es serie y se manifiestan como cadas de presin y son:

Resistencia de ductos y conexiones: en un filtro bien diseado estas resistencias pueden despreciarse al compararlas con la de la torta y la del medio filtrante.

Resistencia de la torta: tiene un valor de cero al inicio de la filtracin y se incrementa con el tiempo de filtracin.

Resistencia del medio filtrante. Esta resistencia asociada con la de la torta es la resistencia total del lecho. Ya que el flujo en serie, la cada de presin total en el filtro es igual a las cadas de presin individuales.

Durante el lavado de la torta todas las resistencias incluyendo la de la torta, son constantes y la del medio filtrante es generalmente despreciable.

La permeabilidad se define como propiedad de los cuerpos de dejarse atravesar por los lquidos o gases. Puede expresarse como:

(3)

(4)

Donde:

K = permeabilidad (m2)

A = rea del medio filtrante (m2)

L = espesor del medio filtrante (m)

W = masa de la torta (kg)

= resistencia especfica de la torta (m / kg)

Rm = resistencia del medio filtrante (m-1)

La filtracin produce sobre la superficie del medio filtrante una capa de partculas slidas, una vez que se forma esta capa su superficie acta como medio filtrante depositndose sobre ella los slidos y aumentando as el grueso de la torta, mientras que el lquido pasa a travs de ella. La torta est formada por una masa uniforme de partculas de forma irregular a travs de la cual existen pequeos conductos capilares. El flujo es siempre laminar y puede por lo tanto representarse por la ecuacin.

Poiseuille que se puede adaptar a la siguiente forma:

(5)

La velocidad de filtrado es funcin del volumen filtrado recogido, de la superficie filtrante A y del tiempo.

La P es la cada total de presin a travs del filtro.

es la viscosidad del filtrado

W es el peso de los slidos secos contenidos en la torta y es igual a:

(6)

Donde:

w = Peso de la torta seca por unidad de volumen de filtrado kg/m3

w se determina experimentalmente como la cantidad de slidos secos recuperados, divididos entre el volumen total de filtrado recolectado.

La ecuacin (5) quedar entonces:

(7)

Los efectos de compresin de la torta pueden correlacionarse por las ecuaciones sugeridas por Almy y Lewis, quienes obtuvieron correlaciones empricas del efecto de la presin sobre la resistencia especfica de la torta para un intervalo limitado de presiones encontrando que:

(8)

Donde:

= la resistencia especfica a presin cero, o resistencia especfica de la torta si fuera totalmente incompresible

s = factor de compresibilidad

Este factor tiene un valor caracterstico y diferente para cada material y vara de cero para las tortas incompresibles (tal como la formada por arena fina) a 1.0 para tortas muy compresibles.

Para la mayora de los lodos industriales s est dentro de valores de 0.1 a 0.8

La ecuacin (7) se reconoce como la ecuacin general de filtracin, la cual se interpreta como: La velocidad con que se realiza la filtracin es proporcional a la cada de presin total y al rea de filtracin, e inversamente proporcional a la viscosidad del filtrado y a la suma de las resistencias, una debida a la torta y otra al medio filtrante.

El empleo de la ecuacin general de filtracin hace surgir una clasificacin de la operacin de los filtros en dos grandes categoras:

Filtracin intermitente: se caracteriza por un ciclo corto durante la descarga o limpieza. En este sistema se emplean filtros prensa, filtros de cartucho y todos aquellos integrados por elementos tubulares y hojas planas.

Filtracin continua: caracterizada por ciclos largos en virtud de que la torta puede descargarse desde una pequea parte de la superficie filtrante, mientras el flujo contina en toda ella sin interrupcin. Ejemplos de este sistema son: filtros a vaco de tambor rotatorio, de discos y las diferentes clases de bandas horizontales de charolas y hojas.

2.7 CONSTANTES DE FILTRACIN

La prctica de la filtracin puede hacerse controlando la diferencia de presiones de modo que sta permanezca constante durante todo el proceso; este rgimen de filtrado puede realizarse fcilmente si la suspensin a filtrar proviene de un depsito que se mantiene a presin constante o si se encuentra en un tanque almacn situado entre el filtro y la presin ejercida sobre el mismo es la correspondiente a la carga hidrosttica.

Es evidente que manteniendo constante la presin ir disminuyendo la velocidad de filtracin a medida que est vaya transcurriendo por ir aumentando el espesor de la torta y con ello la resistencia a la filtracin. Para el estudio de la filtracin en estas condiciones podemos partir de la ecuacin (7) que puede escribirse de la siguiente forma:

(9)

= r2 * 2 de marcos

Para tortas incompresibles y a P constante resulta:

(10)

Donde:

(11)

(12)

De las ecuaciones (11) y (12) se despejan y r respectivamente:

(11A)

(12A)

La resistencia Rm puede expresarse en funcin de la resistencia ofrecida por una capa de torta que corresponda al volumen Ve del filtrado necesario para formar esta torta hipottica. Por lo tanto:

(13)

Donde Me es la suma del slido depositado por el volumen Ve. Sustituyendo (13) en (12):

(14)

Por lo tanto:

(15)

Donde K2 y K1 son dos constantes de filtracin que pueden calcularse a partir de los datos experimentales realizados a P constante, midiendo el volumen de filtrado y tabulando de la siguiente manera:

Tabla N1

Experiencia

V(L)

(s)

V

/V

1

2

N

De acuerdo con la ecuacin (10) y representando en ordenadas /V frente al volumen de filtrado V en abscisas, obtendremos una recta de pendiente K1 y ordenada K2 como se muestra.

Figura N4

Para determinar el efecto del cambio de presin, es necesario correr varias pruebas bajo diferentes presiones y calcular S al graficar log frente a log P, obtenindose la recta de pendiente S y la ordenada :

Figura N5

La determinacin experimental a escala piloto de los valores K2 y K1 por lo tanto de Rm, , s, son necesarios para el diseo o seleccin de un filtro para un sistema especfico, as como la seleccin del medio filtrante que presenta la mxima retencin de slidos; seleccionar tambin las condiciones de operacin como: temperatura, presin, etc., y llevar a cabo adecuadamente la filtracin a escala industrial.

3. EQUIPOS Y MATERIALES

3.1. MATERIALES

Carbonato de Calcio o Cal

Figura N6

Un tamiz 0.1

Un vaso de precipitado de 1L

Una balanza

Fuente: http://www.idelsur.com/linea-analitica/downloads/ohs-manual-mecanicas-01.pdf

Una esptula

Cronometro

Un balde de 6L

2 probetas graduadas

Figura N7

3.2. EQUIPOS

Equipo de Filtracin

Figura N8

Compresor de aire DYNAMIC

Figura N9

CABEZAL:

Tabla N2: Especificaciones Tcnicas

MARCA

CAMPBELL

ORIGEN

USA

MODELO

VT2030

CUERPO

Hierro Fundido

NUMERO DE CILINDROS

2

NUMERO DE ETAPAS

1

PRESION DE DESCARGA MAX.

125 PSI

SUMINISTRO DE AIRE

10.9CFM @ 90PSI

ACCIONAMIENTO

FAJAS Y POLEAS

TANQUE:

CAPACIDAD

30 Gal.

MARCA

DYNAMIC

POSICION

HORIZONTAL

PRES. MAX. OPERACION

125 PSI

MOTOR:

TIPO

Electrico

MARCA

WEG

CARCASA

BLINDADO

POTENCIA

2.0 HP

VELOCIDAD

3600 RPM

NUMERO DE FASES

3

TENSION

220 V

FRECUENCIA

60 Hz

ENCENDIDO

Con arrancador directo

Fuente: www.edipesa.com.pe/detalles.php?product_id=123

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Preparar 6 litros de una suspensin de carbonato de calcio o cal en agua, con una concentracin de 100gramos/litro.

Figura N10

Fuente: Elaboracin propia

Encender la compresora, cuidando que las llaves de paso permanezcan cerradas, hasta alcanzar una presin media.

Fuente: Elaboracin propia

Colocar el medio filtrante y sobre este el tanque que ha de contener la suspensin.

Cargar el tanque con la suspensin preparada, colocar la tapa y realizar los ajustes necesarios, evitando la perdida de presin.

Fuente: Elaboracin propia

Abrir las llaves que permitan el paso del aire comprimido, manteniendo cerrada la llave de descarga del tanque de filtrado, y regular la presin a la cual se ha de realizar la experiencia.(10psi, 15psi y 20psi). Se busca que la aguja que indica la presin se encuentre constante. Cada grupo trabajara con una presin.

Alcanzar la presin de trabajo, que ha de mantener constante, abrir la llave de descarga del lquido de filtrado y medir el volumen con ayuda de una probeta, en funcin del tiempo.

Medir adecuadamente el tiempo con la ayuda del cronometro.

En este caso trabajamos con la P=20psia

5. DATOS EXPERIMENTALES

Tabla de datos para la presin con de 20Psia con la cual trabajo nuestro grupo

Tabla N3

P=20Psia

(s)

V(l)

t

V

/V

0

0

5,97

0,2

7,44

0,4

1,47

0,2

7,35

10,82

0,6

3,38

0,2

16,9

12,26

0,8

1,44

0,2

7,2

13,8

1

1,54

0,2

7,7

15,3

1,2

1,5

0,2

7,5

20,34

1,4

5,04

0,2

25,2

22,48

1,6

2,14

0,2

10,7

25,16

1,8

2,68

0,2

13,4

28,56

2

3,4

0,2

17

27,86

2,2

-0,7

0,2

-3,5

32,82

2,4

4,96

0,2

24,8

30,84

2,6

-1,98

0,2

-9,9

31,96

2,8

1,12

0,2

5,6

31,52

3

-0,44

0,2

-2,2

28,96

3,2

-2,56

0,2

-12,8

31,36

3,4

2,4

0,2

12

31,94

3,6

0,04

0,2

0,2

30,8

3,8

-0,5

0,2

-2,5

31,74

4

0,84

0,2

4,2

1.

2.

3.

4.

5.

Graficamos t/V vs. V, dando un ajuste lineal con los datos ms cercanos a una recta:

De las grafica obtenemos:

Entonces,

Para una T=21C

Para:

o

Determinacin de las resistencias en la filtracin:

Resistencia del medio filtrante

Resistencia de la torta

Para P=15Psia

P=15Psia

t(s)

V(l)

t

V

t/V

0.2

7.44

0.4

7.118

0.2

35.59

0.6

5.664

0.2

28.32

40.201

0.8

7.109

0.2

35.545

44.995

1

4.794

0.2

23.97

50.229

1.2

5.234

0.2

26.17

55.498

1.4

4.373

0.2

26.345

54.060

1.6

-0.542

0.2

-7.19

53.778

1.8

-0.282

0.2

-1.41

52.917

2

-0.861

0.2

-4.305

53.610

2.2

1.403

0.2

3.465

54.648

2.4

0.328

0.2

5.19

55.535

2.6

0.702

0.2

3.51

54.275

2.8

-1.075

0.2

-5.375

54.31

3

0.035

0.2

0.175

52.348

3.2

-1.62

0.2

-9.81

54.021

3.4

1.673

0.2

8.365

47.994

3.6

-6.027

0.2

-30.14

54.574

3.8

6.58

0.2

32.9

52.471

4

-2.103

0.2

-10.52

Graficamos t/V vs. V, dando un ajuste lineal con los datos ms cercanos a una recta:

De las grafica obtenemos:

Entonces,

Para una T=21C

Para:

o

Determinacin de las resistencias en la filtracin:

Resistencia del medio filtrante

Resistencia de la torta

Para P=10Psia

P=10Psia

t(s)

V(l)

t

V

t/V

20.31

0.2

27.428

0.4

7.118

0.2

35.59

33.092

0.6

5.664

0.2

28.32

40.201

0.8

7.109

0.2

35.545

44.995

1

4.794

0.2

23.97

50.229

1.2

5.234

0.2

26.17

55.498

1.4

4.373

0.2

26.345

54.060

1.6

-0.542

0.2

-7.19

53.778

1.8

-0.282

0.2

-1.41

52.917

2

-0.861

0.2

-4.305

53.610

2.2

1.403

0.2

3.465

54.648

2.4

0.328

0.2

5.19

55.535

2.6

0.702

0.2

3.51

54.275

2.8

-1.075

0.2

-5.375

54.31

3

0.035

0.2

0.175

52.348

3.2

-1.62

0.2

-9.81

54.021

3.4

1.673

0.2

8.365

47.994

3.6

-6.027

0.2

-30.14

54.574

3.8

6.58

0.2

32.9

52.471

4

-2.103

0.2

-10.52

Graficamos t/V vs. V, dando un ajuste lineal con los datos ms cercanos a una recta:

De las grafica obtenemos:

Entonces,

Para una T=21C

Para:

o

Determinacin de las resistencias en la filtracin:

Resistencia del medio filtrante

Resistencia de la torta

6. ANALISIS DE RESULTADOS

La presin aplicada al equipo de filtracin est en funcin del volumen de filtracin.

La relacin entre la presin y la resistencia de la torta nos da una ecuacin logartmica.

Cuando aumenta la presin del filtrador hay mayor resistencia por parte del medio filtrante y de la torta.

Al Graficar t/V vs. V observamos que los valores son discordante.

7. CONCLUSIONES

Se determinaron experimentalmente el valor de la resistencia especifica() y la resistencia del medio filtrante para cada de presin constante.

Conforme progresa la operacin, el espesor de la torta aumenta con el correspondiente incremento de la resistencia al flujo del filtrado.

Al mantener la presin constante, la velocidad de Filtracin disminuye con el tiempo.

l lquido pasa a travs de dos resistencias en serie: El de la torta y la del medio filtrante.

Los datos discreparon por que la cal se encontraba mezclada con arena.

8. BIBLIOGRAFIA

http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/mgilarra/Fluid/Filtracion%202005-2006.pdf

www.catedras.quimica.unlp.edu.ar/ingenieriabioquimicaIyII

www.es.scribd.com/doc/28946473/Filtracion

www.depa.fquim.unam.mx/manualTFI/filtracion.doc

http://es.scribd.com/doc/52502069/Filtracion

9. ANEXOS

RELACION ENTRE LA PRESION Y LA RESISTENCIA DE LA TORA

Empricamente se puede obtener la variacin de resistencia especfica de la torta, realizando experimentos a presin constante para diversas cadas de presin y ajustando los resultados a la ecuacin siguiente, =0 ( P) s = Resistencia especifica de la torta (m/Kg)s = Factor de compresibilidad (0.-1 para los comprensibles).P= Cada de presin en el medio filtrante N/m2r0 y s son constantes empricas y slo hacen falta dos experiencias a presin constante para evaluarlas.

Al graficar aVs. (-DP) en papel Log-Log (Figura No. 8) obtendremos una lnea recta que responde a la relacin:

. (a)

La cual nos relaciona la variacin de la resistencia especfica de la torta con la cada de presin empleada.

La pendiente de la recta nos permite evaluar S al cual se le denomina Coeficiente de Compresibilidad.El coefiente S ser nulo para las tortas incompresibles y positivas para las compresibles.

El intercepto corresponde al Loga0con lo cual podemos calcular la constantea0.Conocidoa0y S se podr establecer la relacin:. (b)

Relacin que nos permitir conocer, para cualquier (-DP) dentro del rango estudiado la resistencia de la torta.

APLICACIONES DE LA FILTRACIN

Entre las aplicaciones de los filtros se debe mencionar que, aparte dela filtracin propiamente dicha, stos pueden realizar otras funciones de separacin slido-lquido como: clarificacin, extraccin, lavado de torta, deshidratacin y recuperacin de sustancias. La filtracin se emplea en un gran nmero de procesos relacionados con industrias muy diversas; como ejemplo se citan las siguientes:

a. Qumica: filtracin de azufre fundido, silicato sdico, cido ctrico, resinas y fibras sintticas, plsticos.

b. Farmacutica: Produccin de vitaminas y antibiticos.

c. Alimentaria: filtracin de glucosa, fructosa y azcares, jugos de frutas, cerveza, vino, etc.

d. En la produccin de azcar: se emplean filtros de vaco siempre que es necesaria la separacin de materia slida de un lquido, tambin aparecen centrfugas.

e. En la produccin de zumos de frutas, hay que sealar que est aumentado la utilizacin de filtros para espesamiento de tipo continuo frente a los tpicos decantadores.

f. En el embotellado vino o zumos de frutas, se emplean los filtros de placas como filtro final para la esterilizacin. Otros usos delos filtros en la industria del vino se dan en bodega para filtracin clarificante y eliminacin de turbidez si se coloca el filtro entre dos tanques.

g. Industria del aceite: pulido de aceites, blanqueo y winterizacin.

h. Agroqumica: produccin de insecticidas

i. Petroqumica: separacin de distintos componentes como la posibilidad de obtencin de parafinas cristalinas de las que no lo son.

j. Recuperacin y refino de metales: por ejemplo filtracin desales de zinc, cobre, nquel, etc.

k. Otro ejemplo es el tratamiento de minerales sulfurosos para la extraccin de oro. El mineral despus de ser concentrado en el circuito de flotacin, debe ser lavado para eliminar las sales en exceso que tienen un efecto perjudicial en el proceso posterior de tostacin. El mtodo elegido para este proceso es el de filtracin porque no slo consigue el lavado requerido sino que produce una torta que se puede transportar fcilmente al lugar de tostacin. La filtracin y el lavado se llevan a cabo usando dos filtros de banda que producen una torta con una humedad aproximada del 15%

0.811.61.827.27.710.713.417

V(L)

t/V

11.21.43.823.9726.1726.34499999999999932.9

V(L)

t/V

11.21.43.823.9726.1726.34499999999999932.9

V(L)

t/V

q=

P/R

m

q=dV/d

K= AL /aW

K= 1/R

m

m

-

P

g

dV

c

=

Ad

W

+R

A

a

W=wV

m

-

P

gA

dV

c

=

d

V

w+R

A

s

=

P

aa

a

m

2*

cc

R

d

wV

=+

dV

P

gA

P

gA

a

*

A

d

=KV+K

12

dV

w

K=

1

2

P

gA

c

a

m

R

K=

2

P

gA

c

2

K(-

P)

gA

c

1

=

w

a

K(-

P)

gA

c

2

R=

m

MewVe

R==

m

AA

aa

rwVe

K=

2

2

P

gA

c

21

2

1

K KVe

K

Ve

K

=

=