Universidad de GuayaquilFacultad de Ingeniera QumicaCarrera de Ingeniera Qumica Procesamiento de Alimentos (506)Filtro rotatorio de vaco continuo

Nombre: Luis Guillermo Tigse Pilco

Curso: 5to C

Prof. (a): Ing. Sandra LLerena

Ao Lectivo: 2015-2016

Introduccin*Medio filtranteEl medio filtrante puede consistir en tela, papel o material poroso o tejido cuyafuncines promover la formacin de una torta de slidos. Un medio filtrante debe cumplir con los siguientes requerimientos:1. 2. Tener facilidad para remover la fase slida dando un filtrado claro.3. Debe ofrecer la mnimaresistenciaal flujo para la rpida formacin de la torta de filtracin.4. Tener resistencia a las condiciones del proceso, es decir, ser lo suficientemente fuerte para soportar la torta y aguantar bajo condiciones extremas del proceso.5. No debe obstruirse o sesgarse, es decir, tener alto rendimiento del liquido para un P dado.6. Debe ser qumicamente inerte y no txico.7. Debe permitir facilidad del retiro de la torta limpia y completa.8. No ser excesivamente caro.*Filtracin de torta. GeneralidadesEste tipo de filtracin, es la que trata grandes cantidades de slidos en la suspensin y forma sobre el medio filtrante una pasta o "torta" de slidos que posteriormente es retirada.La filtracin de torta presenta dos grandes tipos o forma de llevarse a cabo:*Filtracin a P constante (Presin constante): donde lavelocidadde filtracin va desde un mximo hasta un mnimo. Dentro de este tipo de filtracin existe un caso particular que es el de la filtracin rotatoria.*Filtracin a U constante (Velocidad Constante): donde la diferencia de presin va desde un mnimo hasta un mximo.Existe otra manera detrabajopara estos filtros que es la MIXTA; no es ms que aquella filtracin que transcurre primero a velocidad constante, donde su P va desde un mnimo a un mximo y luego el rgimen es cambiado a P constante y su velocidad va desde un mximo a un mnimo.En el proceso de filtracin por torta se pasa a travs de tres clases de resistencia en serie: (1) Lasresistenciasde los canales que llevan la suspensin 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.Con respecto a ladistribucinde la cada global de presin, se observa que por ser ste un flujo en serie, la diferencia de presin total en el filtro puede igualarse a la suma de las diferencias de presin individuales. En un filtro bien diseado las resistencias de las conexiones de entrada y salida son pequeas y pueden despreciarse en comparacin con la resistencia de la torta y del medio filtrante. Al incrustarse las primeras partculas en las mallas del medio filtrante, se produce una resistencia adicional que afecta al flujo posterior.

La filtracin al vaci es un mtodo fsico utilizado en la industria qumica para separar mezclas heterogneas (slido-solvente o mezcla de reaccin), logrando purificar y extraer el material requerido.

El proceso requiere de una bomba al vaci y de un medio filtrante, el cual deja pasar el lquido de la mezcla conocido como filtrado y retiene el slido, que en el trascurso del proceso forma un lecho poroso conocida como torta y se va incrementando al igual que la resistencia al paso

del lquido filtrado; generando que el proceso se realice a presin constante. El caudal del filtrado disminuye con el paso del tiempo dado que la presin aumenta si avanza la filtracin .

La forma de la superficie filtrante da nombre a los tipos de filtros, en esta prctica nos enfatizamos en el filtro rotatorio al vaco, donde la filtracin se realiza sobre la superficie de un tambor rotativo.

DefinicinEstos son filtros que trabajan a presin constante de vaco y de forma continua. En este tipo de filtros, el flujo pasa a travs de una tela cilndrica rotatoria, de la que se puede retirar la torta. En estos sistemas, la tela se soporta sobre la periferia de un tambor sobre los que se est formando la torta.

Funcionamiento del equipo y elementos participantesEn ste tipo de filtros, el flujo pasa a travs de una tela cilndrica rotatoria, de la que se puede retirar la torta de forma continua. En estos sistemas, la tela se soporta sobre la periferia de un tambor sobre los que se est formando la torta, la filtracin se realiza sobre la superficie de un tambor rotatorio aplicando una fuerza de vaci.Fundamentos de la filtracin en torta

La separacin se logra usando fuerzas fsico-mecnicas que actan sobre partculas, lquidos o mezclas de partculas y lquidos, y no necesariamente sobre molculas individuales.

En la filtracin se establece una diferencia de presin que hace que el fluido fluya a travs de poros pequeos que impiden el paso, de las partculas slidas las que a su vez, se acumulan sobre la tela como torta porosa.

Las principales magnitudes de inters son la velocidad de flujo a travs del filtro y la cada de presin en la unidad. A medida que transcurre el proceso de filtracin, o bien disminuye la velocidad de flujo o aumenta la cada de presin. Tambin puede presentarse una filtracin a presin constante y en forma ms frecuente filtracin a velocidad constante. La cada global de presin en un instante cualquiera es la suma de las cadas de presin en el medio filtrante y en la torta. Si Po es la presin en la entrada, Pb la presin en la salida y P' la presin en el lmite de separacin entre el medio filtrante y la torta, entonces:

Donde es la cada de presin global, es la cada de presin en el medio filtrante.

Tortas de filtracin compresibles e incompresibles

En la filtracin a bajas cadas de presin de suspensiones que contienen partculas rgidas y uniformes, si es la masa total de slidos en la torta, entonces

Las tortas de filtracin de este tipo reciben el nombre de incompresibles. De nuevo, si se utilizan unidades fps, debe incluirse en el denominador de la ecuacin anterior. Para utilizar la ecuacin, se define una resistencia especfica de la torta , por la ecuacin

donde,

La resistencia de la torta a puede expresarse tambin en trminos del tamao de la partcula Dp, con un coeficiente nuevo k2

Para tortas incompresibles, es independiente de la cada de presin y de la posicin en la torta.

En una torta compresible, vara con la distancia del medio filtrante, puesto que la torta ms cercana al medio filtrante est sujeta a la mayor fuerza compresiva y tiene la fraccin de espacios vacos mnima. Esto hace que el gradiente de presin sea no lineal, entonces el valor local de vara con el tiempo. En consecuencia, la ecuacin (29.13) no es estrictamente aplicable. Sin embargo, en la prctica las variaciones de con el tiempo y la localizacin se ignoran.

Resistencia del medio filtranteEn la filtracin las resistencias de flujo son constantes al inicio, pero a medida que aumenta el tiempo el medio filtrante se va obstruyendo y forma una torta de filtracin.

Figura X. Principio de la filtracin

La resistencia del medio filtrante , vara con la cada de presin, debido a que la velocidad del lquido ms alta causada por una cada de presin hace que partculas adicionales de slidos penetren en el medio filtrante. La resistencia tambin vara con el tiempo y la limpieza del medio filtrante; pero como slo es importante durante las primeras etapas de la filtracin, casi siempre resulta satisfactorio suponer que es constante durante cualquier filtracin y obtener su valor a partir de datos experimentales. Cuando se trata como una constante emprica, incluye tambin cualquier resistencia al flujo que pudiera existir en la lnea de acceso y salida del filtro.

Diseo del equipo

Uso en la industria Extraccin de jugo en la Industria azucarera, cervecera, elaboracin de pulpas de fruta, entre otras Extraccin de productos en la industria minera Extraccin/concentracin de agua de maceracin Industria de almidones y extraccin de edulcorantes Proceso de Cal, de clarificacin y de productos lcteos Secado de lodos en plantas de tratamiento de aguas residuales Recuperacin de productos qumicos

Bibliografa

*engel, Y. A., &Cimbala, J. M. (2006). Mecnica de fluidos: Fundamentos y aplicaciones. (pg. 321). Mxico (Mxico): McGraw-Hill.*Cullivan, J. C., Williams, R. A., & Cross, R. (2003). Understanding the Hydrocyclone Separator Through Computational Fluid Dynamics. Chem. Eng. Res. Des., 81(4), 455-466.