filtro prensa
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Práctica 2Filtro prensa
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALUnidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología
Laboratorio de bioseparaciones
ObjetivosGeneralDesarrollar habilidades en el manejo del filtro prensa, así como revisar el proceso de filtración en un filtro intermitente, identificando las variables que están presentes en la operación.
Particulares:•Reconocer los elementos de un filtro prensa•Elaborar un protocolo de funcionamiento del filtro prensa•Revisar los efectos de las diferentes variables sobre la operación
Material•Vernier•Tanque de alimentación •Espátulas•Probetas de 1 L•Masking•Cronómetro•Cubetas•Flexómetro•Charolas para pesar
Equipo:•Filtro prensa•Balanza•Termobalanza
Características del equipo de filtración
Elemento DescripciónFiltro Prensa Marca
MaterialBomba de alimentaciónMedio filtrante MallaMaterial de los marcos PlásticoDimensiones de los marcos V=234 cm^3Diámetro del tanque de alimentación 52 cmDiámetro del tanque de filtrado 52 cm
Selección del sistema a filtrar
Determinación del número de marcos a
utilizar
Determinación de la densidad del sólido
Obtener dimensiones del
equipo
Determinar el volumen máximo de
torta para cada marco
Armar el equipo y realizar una corrida
con agua
Preparar la suspensión Iniciar la filtración
Medir altura y presión y registrar en intervalos de tiempo
Retirar los marcosRevisar la formación de la torta, retirar,
secar y pesar Limpiar el equipo
Secu
enci
a ex
perim
enta
l
X= 630 g Sólido
X=636g SólidoV=134 L
V = 114 L
Cuadro de balance
Pérdidas de líquido de aprox. 20 L
Para calcular la masa de cada marco partimos de la siguiente fórmula: ρT = Mmarco Vmarco Para determinar la masa del marco, necesitamos calcular el volumen que utilizamos primeramente:
V= 33mL
Y la cantidad pesada de almidón y decalite.
Masa de almidón= 10.0025g Masa de decalite = 5.0144g
Sustituimos los valores de masa y volumen conocidos para obtener la densidad: ρT = Mmarco = 15. 0174 = 0.4550 g/mL Vmarco 33
Cálculos previos
Ahora procedemos a calcular la masa de marco, para este punto tomamos como base la densidad calculada, y el volumen del marco: Volumen del marco: 234 cm3. Sustituyendo los datos obtenemos así la masa del marco.
ρT = Mmarco = Mmarco = 0.4550 g/mL Vmarco 234
despejando la Mmarco tenemos que:
ρT (Volumen) = 106. 587g que corresponde a la masa del marco.
Posteriormente calculamos el numero de marcos que se utilizaran, para ello partimos de la siguiente fórmula:
Nmarcos: 1500 g/ 106.587g= 14 marcos. Si suponemos que la cantidad de soluto total será de 1500g, donde 500 gramos corresponde a almidón y 1000 gramos a decalite. Sin embargo el número de marcos calculados excede la cantidad existente en el laboratorio, de manera que realizamos el siguiente ajuste.
Si tenemos 6 marcos entonces:
(6 marcos) (Mmarco) = (6)(106.587g)= 639g como masa de sólido total. De lo cual 1/3 corresponde a almidón y el resto a decalite.
213 g = almidón ; 426.32g= decalite
Masa total (Capacidad del marco) = 106.5 g
Masa presente en el marco después de la fitración = 170g
Masa inicial de a solución = 639 g
Volumen del sólido filtrado = 373.62 ml
Volumen total filtrado = 114.25 L
Capacidad del marco = 242.045 ml
Resultados
La distribución del sólido fue homogénea en los 6 marcos
Tiempo Altura Volumen Presión t/V
0 1 2.123 0
2 3.4 7.2182 0 0.27707739
4 6.5 13.7995 0 0.28986557
6 10 21.23 0 0.28261894
8 13 27.599 0 0.28986557
10 16.5 35.0295 0 0.28547367
12 19.4 41.1862 0.1 0.29135973
14 22.5 47.7675 0.1 0.2930863
16 25.7 54.5611 0.1 0.29324922
18 28.5 60.5055 0.1 0.29749362
20 31.8 67.5114 0.1 0.29624626
22 34.5 73.2435 0.1 0.30036795
24 37.4 79.4002 0.1 0.30226624
26 40 84.92 0.1 0.30617051
30 43 91.289 0.1 0.32862667
32 45.8 97.2334 0.1 0.32910502
34 48.3 102.5409 0.1 0.33157501
36 51.4 109.1222 0.1 0.32990537
38 53.8 114.2174 0.1 0.33269887
0 5 10 15 20 25 30 35 400
20
40
60
80
100
120f(x) = 2.96321674161897 x + 4.60237931316433R² = 0.994537250917453
V vs t
Series1Linear (Series1)
Tiempo (s)
Volu
men
(L)
0 20 40 60 80 100 1200.2
0.25
0.3
0.35
0.4
t/V vs V
Series1
Volumen
t/V
(s/l
)
0 5 10 15 20 25 30 35 400
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
Tiempo vs dP
Series1
Tiempo (s)
dP (K
/m2
Área total de filtración del equipo:
Nota: Los resultados son en presencia de un ayudafiltro (decalite)
Discusión:
Los resultados pueden verse afectados por la forma de medir la densidad, que resulta ser un poco imprecisa, por otra parte, el filtro funcionó de manera esperada, el diferencial de presiones no se pudo medir correctamente, tal vez por un mal funcionamiento del manómetro.
Conclusiones:
El filtro prensa es útil para separar sólidos en suspensión, con una gran eficiencia,.
El filtrado se puede recuperar prácticamente por completo, mientras que el solvente queda puro.
Referencias:
Geankoplis Christie Procesos de transporte y operaciones unitarias3ª. Edición CECSA México 1988
http://www.tecnoedu.com/Armfield/FT14.php?f=1