FUNDAMENTO TEÓRICO

FILTRACIÓN

La filtración es un método de separación donde la solución con el soluto se hace pasar a través de un medio filtrante con cierta selectividad por el soluto. La fuerza motriz para lograr la separación es el gradiente de presión formado sobre o a través del medio filtrante.

El filtrado pasa a través de tres clases de resistencia en serie:

1. Las resistencias de los canales que llevan la suspensión hasta la cara anterior de la torta, y el filtrado desde que sale del medio filtrante.

 2. La resistencia correspondiente a la torta.  3. La resistencia correspondiente al medio filtrante.

TIPOS DE FILTROS

La filtración se puede llevar a cabo de las siguientes maneras:

1) Perpendicular al medio filtrante (filtración convencional)

Medio filtrante

Torta DP

2) Tangencial al medio filtrante

CLASIFICACION DE LAS OPERACIONES POR FILTRACIÓN

CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES DE FILTRACIÓN

PROCESO POR LOTES

PRESION

HOJA

PLACA Y MARCO

GRAVEDAD

PROCESO CONTINUO

PRESION

DISCO ROTATORIO

TAMBOR ROTATORIO

VACIO

DISCO ROTATORIO

TAMBOR ROTATORIO

FAJA HORIZONTAL

TIPOS DE FILTRACION

La filtración se puede realizar de tres maneras:

- A PRESIÓN CONSTANTE- A RAZÓN CONSTANTE- A RÉGIMEN MIXTO

A PRESIÓN CONSTANTE

Cuando la suspensión llega al filtro desde el primer momento con una presión que se ha de mantener constante durante todo el proceso lo que indica que la velocidad de filtrado va disminuyendo gradualmente conforme va aumentando la resistencia que ofrece la torta que se va formando.

A RÉGIMEN MIXTO

Combina las ventajas de las dos anteriores para dar solución a la filtración de las tortas sensibles a la presión. Se comienza a razón constante a poca presión hasta que se ha formado un lecho suficiente sobre el material filtrante después se eleva la presión hasta el limite oportuno y se procede a presión constante

A RAZÓN CONSTANTE

Se comienza a filtrar a pequeña presión y a medida que va aumentando el espesor de la torta y con ello la resistencia del filtro, se va incrementando la presión para mantener constante el volumen de filtrado obtenido en iguales intervalos de tiempo. La desventaja de éste procedimiento es que en los primeros momentos en que por ser pequeña la resistencia se podría obtener grandes volúmenes de filtrado, no se aprovecha las condiciones favorables que resulta de elevar la presión, y con ello, el rendimiento global del filtro.

EXPERIMENTOS DE FILTRACION EN EL LABORATORIO

La mayor parte de las pruebas en filtraciones son llevadas a cabo por el primer método, pero concita atención los métodos 2 y 3. Los dos últimos son muy difíciles de controlar y, por ello tienen poca aplicación.Análisis de los datos de filtración a presión constante: La resistencia ofrecida al paso del filtrado consiste en:

• La resistencia de las partes del filtro prensa • La resistencia de la torta• La resistencia del medio filtrante

Donde:V= volumen del filtrado recogido en un tiempo t= tiempo transcurridoA= área total de filtración

= viscosidad del filtradoP= caída de presión a través de la prensa

R= la resistencia total para el flujo de filtrado

ECUACIÓN DE RUTH

LA ECUACION DE LEWIS

DETALLES EXPERIMENTALES

MATERIALES:• Suspensión de Carbonato de calcio (CaCO3)

• Cronómetro

• 2 probeta de 1000ml

• Balanza digital • 6 Vasos de precipitados.

• Paños de lana usados como medio filtrante

• Espátula

• Cinta métrica

•Tanque de alimentación con agitador de hélice.

•Motor agitador

•Bomba centrifuga

•Filtro prensa de placas y marcos

•Estufa y balanza analítica

EQUIPOS:

PASOS A SEGUIR

1. Colocar el medio filtrante al costado de la placa incorporada, luego colocar el marco, el medio filtrante . y colocar una placa. Finalmente ajustar }

2. Al momento de colocar el medio filtrante vea que tiene dos caras una liza y otra rugosa, coloque la cara liza para el lado del que viene el fluido.

3. Fíjese en el marco y las placas poseen orificios a los costados , este debe ser adecuadamente colocados ya que permitirán el pase del fluido de la suspensión estos agujeros estarán alternados véase el grafico siguiente

4. Prender el motor agitador para el tanque con suspensión de CaCO3, se vaya mezclando (homogenizando).

5. Luego de unos 5 minutos aproximados recolectamos con ayuda del vaso de precipitados una muestra la mezcla de CaCO3 del tanque. Esto servirá para el cálculo de la concentración inicial. No se olvide de medir el volumen de lo recolectado.

6. A continuación abrir la llave para el pase de la suspensión del tanque al filtro una vez abierto la llave, recién procedemos a prender la bomba centrifuga , y regule inmediatamente la presión a 17 lb/pie2 . controle el tiempo y mida el volumen de agua a la salida (filtrado).

7.  Cuando ya esté goteando el líquido filtrado apague la bomba y finalmente cierre la llave que da pase de la suspensión del tanque al filtro.

8. Posteriormente desajuste el filtro prensa y espere unos minutos para eliminar el agua atrapada y sea más consistente la torta.

9. Recolecte del tangue que está en agitación constante una muestra en otro vaso precipitado guárdelo junto al anterior recolectado al inicio. Este servirá para hallar la concentración final CaCO3.

10. Posteriormente saque del filtro placas la torta de CaCO3 y coloque una parte en un vaso precipitado previamente pesado y vuelva a pesar .(la diferencia de pesos será el peso de torta humedad)

11. Vuelva hacer todos los pasos anteriores para las presiones 35 y 52lb /pie2 .Recuerde que la presión lo regula con la llave de recirculación que esta antes del manómetro.

12. Finalmente todos estos vasos con muestra de torta humedad y de los tomados del tanque colóquelos con su respectiva identificación dentro de la estufa y cuando ya estén secos proceda a pesar.