Filtración a Vacío

Introducción• La filtración a vacío es una la separación del

sólido suspendido en un fluido. Se lleva a cabo mediante dos tipos de mecanismos diferentes:

-Filtración por tortas.-Filtración en lecho profundo.

-Tortas incompresibles: La cual tienen como constantes a lo largo de todo el proceso la resistencia específica y la porosidad de la torta.

-Tortas compresibles: Donde varía la fracción volumétrica de sólidos a lo largo de su longitud, por lo que la velocidad real del filtrado es distinta a lo largo de la torta, al igual que la resistencia especifica de la torta.

¿Qué tipo de Tortas podemos encontrar?

¿Qué es, y en qué consiste la Filtración?

• Es un proceso unitario de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.

Tipos de Filtrado

Son los siguientes:-Filtración a presión constante.-Filtración a gasto volumétrico constante.

¿Qué Variables vamos a estudiar?

- Caída de presión entre la alimentación y el lado del filtrado.

- Área de superficie filtrante- Viscosidad de la superficie filtrada- Resistencia de la tela filtrante- Resistencia de la torta formada

Relación entre caída de presión y caudal filtrado

• Medio LimpioEcuación de Darcy → Rm: resistencia del medio y será:

𝑄=𝐴 ·∆ 𝑃𝜇 ·𝑅𝑚

Relación entre caída de presión y caudal filtrado

• Medio con sólidos y formación de tortaDos resistencia en serie: Rm y Rc; por lo que quedaría →

Q=A·∆Pμ·(Rm+Rc)

Medio con sólidos y formación de torta

• Resistencia de la torta es directamente proporcional a la resistencia específica de la torta:

W es la masa de la torta depositada por unidad de área

Al ser torta incompresible →

Relación entre caída de presión y caudal filtrado

• Operación a presión constanteDel balance de sólidos obtenemos →

Siendo ; aplicamos derivadas y le hacemos la inversa a las ecuaciones:Tenemos pues →

Operación a presión constanteDefinimos:

Sustituimos, integramos y despejamos el tiempo →Definimos de nuevo otras dos variables: aQuedando finalmente la siguiente ecuación → Si representamos frente a V, la caída de presión constante es una línea recta como la siguiente:

Operación a presión constante

Hay casos en los que necesitamos un tiempo inicial para llevar la presión a un valor constante, para ello, integramos con los valores necesarios, tanto de volumen como del tiempo:

Objetivos

• Determinar la resistencia específica de la torta.

• Determinar la resistencia del medio filtrante. • Conocer como afectan las diferentes variables

(área de filtrado, presión, concentración del soluto) a la filtración.