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