FILTRACIÒN (EQUIPO #1).pptx

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FILTRACIÒN DE LÌQUIDOS UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE CIENCIAS QUÌMICAS INGENIERÌA QUÌMICA OPERACIONES DE SEPARACIÒN MECÀNICA EQUIPO #4 CABRERA OSORIO YEDANI HERNÀNDEZ MOLINA AXELL ALFREDO LÒPEZ JUAN DONALDO MARTÌNEZ ROQUE TANIA DEL CARMEN MORALES LÒPEZ GUSTAVO VARGAS GONZÀLEZ LUCERO CATEDRÀTICO: RAFAEL BRITO HERNÀNDEZ 02 DE SEPTIEMBRE DEL 2105

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FILTRACIÒN DE LÌQUIDOS

UNIVERSIDAD VERACRUZANAFACULTAD DE CIENCIAS QUÌMICASINGENIERÌA QUÌMICA

OPERACIONES DE SEPARACIÒN MECÀNICAEQUIPO #4CABRERA OSORIO YEDANIHERNÀNDEZ MOLINA AXELL ALFREDOLÒPEZ JUAN DONALDOMARTÌNEZ ROQUE TANIA DEL CARMENMORALES LÒPEZ GUSTAVOVARGAS GONZÀLEZ LUCERO

CATEDRÀTICO: RAFAEL BRITO HERNÀNDEZ02 DE SEPTIEMBRE DEL 2105

INDICE

OBJETIVOSINTRODUCCIÒNDESARROLLO DEL TEMA- FILTRACIÒN- FILTROS A PRESIÒN- FILTROS A VACÌO- ULTRAFILTRACIÒN- ÒSMOSIS- ÒSMOSIS INVERSACONCLUSIÒNREFERENCIAS BIBIOGRPAFICASEJERCICIOS (PROBLEMAS)

OBJETIVOS

• Estudiar los métodos que existen para llevar a cabo el proceso de filtración, así como sus características y funcionamiento, tanto ventajas como desventajas en cada caso

• Elegir el mejor equipo de filtrado de acuerdo a nuestras necesidades, basándonos en la información obtenida de los diferentes equipos de filtración

INTRODUCCIÒN

La filtración es una de las técnicas de separación más antiguas. Es un método físico-mecánico para la separación de mezclas de sustancias compuestas de diferentes fases (fase = componente homogéneo en un determinado estado de agregación). Un medio filtrante poroso es atravesado por un líquido o gas (fase 1) y las partículas sólidas o gotículas de un líquido (fase 2) quedan retenidas en la superficie o en el interior del medio filtrante.

En función de las fases se distinguen diferentes campos de aplicación:

Filtración de

• Partículas sólidas de líquidos (suspensiones) • Partículas sólidas de gases • Gotículas líquidas de gases (aerosoles) • Gotículas de un líquido no miscible de otro líquido (emulsiones)

FILTRACIÒN

Se denomina filtración a la operación unitaria donde se consigue la separación de los sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.

Las aplicaciones de los procesos de filtración son muy extensas, encontrándose en muchos ámbitos de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de la industria general, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales que requieren de las técnicas químicas.

La concentración de sólidos

El tamaño de partícula

La temperatura

El PH

La viscocidad y densidad

Tipos de filtros

La elección del tipo de filtro más adecuado depende de muchos factores diferentes: de la especie, cantidad y tamaño de partículas a separar, de la especie, volumen y temperatura del medio a filtrar, así como del método de filtración y de la precisión requerida. Las exigencias para el filtro son tan diferentes como lo son cada uno de los campos de aplicación. Se tienen que tener en cuenta las características químicas y físicas de la muestra a filtrar, así como el consiguiente análisis o manipulación del precipitado o del filtrado.

FILTROS A PRESIÒN

Uno de los filtros más comunes en diferentes industrias son los filtros a presión, los cuales se pueden clasificar en dos tipos:

Filtros a presión de descarga manual: tienen un recipiente donde se encuentra el medio filtrante, el cual es alimentado desde arriba y en su parte baja se sitúa un sistema de vacío.

Filtros a presión de descarga automática: se caracteriza por tener un agitador que permite la suspensión del filtrado, de tal manera que elimina la humedad residual.

Dichos filtros trabajan mayormente con tres factores:- Vacío- Presión -Gravedad

Características:

Algunas de las principales características de los filtros a presión, son:

•Lavado automático•Alta calidad de filtrado•Placas horizontales•Alta eficiencia de filtración

Aplicaciones y usos

Los filtros de presión son mayormente utilizados en la industria de las aguas tratadas, pues son ideales para la filtración de sólidos e impurezas en suspensión y en gran cantidad de tareas como por ejemplo:

INDUSTRIA QUÍMICA

• Purificación de Salmuera.

• Separación de Catalizadores.

• Recuperación de Tintas.

• Recuperación de Carbón Activo.

• Clarificación de Ácido Fosfórico.

• Clarificación de Ácido Sulfúrico.

• Clarificación de Sosa Cáustica.

INDUSTRIA FARMACÉU

TICA• Clarificaci

ón y separación de los diferentes productos farmacéuticos.

INDUSTRIA ALIMENTAR

IA• Clarificaci

ón de cerveza y otras bebidas.

• Clarificación de zumos.

• Clarificación de glucosa, dextrosa y gelatina.

• Clarificación de aceites comestibles.

INDUSTRIA PETROQUÍ

MICA• Separació

n de carbón activo de aceites parafinas.

• Clarificación de disolventes.

• Tratamiento de glicerina.

• Clarificación de viscosa.

TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES• Pulido de

aguas residuales industriales.

• Separación de sólidos de condensación.

• Filtración de lotes residuales tóxicos.

FILTROS A VACIO

Filtro de Banda de Vacío:la filtración tiene lugar sobre la tela de la unidad que a su vez se desplaza sobre la banda de goma o bandejas, según la ejecución.

Filtro Rotativo de Vacío:la filtración se realiza sobre la superficie de un tambor rotativo. Se trata del clásico sistema desplazado en gran parte por los filtros de banda de vacío pero con aplicaciones específicas.

En los filtros de vacío la separación sólido-líquido tiene lugar gracias a la aspiración que imprime una bomba de vacío bajo la superficie donde reposa el producto. La forma de la superficie filtrante da nombre a los dos tipos de filtro de vacío:

INDUSTRIA MINERA

• concentrados de flotación, yeso, caliza, sílice, sales minerales, alúmina, hidróxido de aluminio, cemento, carbón, precipitados de oro, recuperación de plata, etc.

INDUSTRIA QUIMICA

• silicatos y zeolitas, fosfatos, fertilizantes, fungicidas, insecticidas, pesticidas, carbón activo, sulfatos, catalizadores, ácido fosfórico, pigmentos, siliconas, etc.

INDUSTRIA ALIMENTARI

A• ácidos

orgánicos, almidón y derivados, aceites vegetales y grasas, levaduras y extractos.

IINDUSTRIA FARMACÉUT

ICA• antibiótico

s, extractos vegetales, materiales fibrosos, derivados de penicilina, vitaminas, laxativos, etc.

Aplicaciones y usos

Tanto el filtro de Banda de Vacío como el filtro Rotativo de Vacío (Filtro de Tambor) son apropiados para utilizarse en los más diversos procesos. Sus características de servicio se basan en un funcionamiento continuo, en la posibilidad de lavado de sólidos separados y en ser aplicables a sólidos con una amplia gama de tamaño de partícula.

ULTRAFILTRACIÒN

La Ultrafiltración (UF) es un tipo de filtración por membranas1 en la cual la presión hidrostática fuerza un líquido contra una membrana semipermeable. Los sólidos suspendidos y los solutos de alto peso molecular son retenidos, mientras que el agua y los solutos de bajo peso molecular atraviesan la membrana. Este proceso de separación es usado en industria e investigación para purificar y concentrar soluciones macromoleculares (103 - 106 Da).

Se denomina membrana semipermeable a aquella estructura que contiene poros o agujeros, al igual

que cualquier filtro, de tamaño molecular

Aplicaciones

•Diálisis y otros tratamientos de la leche•Concentración de la leche antes hacer queso•Procesos médicos de concentración de derivados biotecnológicos, como concentración de proteínas•Fraccionamiento de proteínas•Clarificación de zumo de frutas•Recuperación de antibióticos en la industria farmacéutica•Purificación de agua en laboratorio•Depuración de aguas•Tratamiento de agua potable

Los sistemas de ultrafiltración eliminan la necesidad de clarificadores. Los sistemas de ultrafiltración utilizan membranas que pueden ser sumergidas, reutilizables y limpiables por aire ofrecen mejores características para la clarificación de las aguas potables y residuales.

ÒSMOSIS

La ósmosis u osmosis es un proceso físico-químico que hace referencia al pasaje de un disolvente, aunque no de soluto, entre dos disoluciones que están separadas por una membrana con características de semipermeabilidad. Estas disoluciones, por otra parte, poseen diferente concentración.

La mayoría de las aplicaciones de la ósmosis vienen de la capacidad de separar solutos en disolución de forma activa mediante ósmosis inversa utilizando membranas semipermeables.

ÒSMOSIS INVERSA

Proceso en el cual se fuerza al agua a pasar a través de una membrana semi-permeable, desde una solución más concentrada en sales disueltas u otros contaminantes a una solución menos concentrada, mediante la aplicación de presión. El Objetivo de la Osmosis Inversa es obtener agua purificada partiendo de un caudal de agua con gran cantidad de sales como puede ser el agua de Mar. De hecho una de las grandes aplicaciones de la Osmosis Inversa es obtener agua potable partiendo del agua de Mar con la escasez de agua originada por el desarrollo humano esté proceso se ha vuelto más rentable.

Aplicaciones

La osmosis inversa puede aplicarse en un campo muy vasto y entre sus diversos usos podemos mencionar:

•Abastecimiento de aguas para usos industriales y consumo de poblaciones.•Tratamiento de efluentes municipales e industriales para el control de la contaminación y/o recuperación de compuestos valiosos reutilizables.•En la industria de la alimentación, para la concentración de alimentos (jugo de frutas, tomate, leche, etc.).•En la industria farmacéutica, para la separación de proteínas, eliminación de virus, etc.

CONCLUSIÒN

Con la información presentada anteriormente se puede concluir que la

Filtración no es más que aquella operación de separación sólido - fluido en la que se

produce la separación de partículas sólidas o gotas de líquidos o gases a través de un

medio filtrante. Así también las aplicaciones de los procesos de filtración son muy extensas, encontrándose en muchos

ámbitos de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de

la industria general,

REFERENCIAS BIBLIOGRÀFICAS

WARREN L. MCCABE,JULIAN C. SMITH, PETER HARRIOTR. (2007). DEFINICIONES Y PRINCIPIOS. En OPERACIONES UNITARIAS EN INGENIERIA QUIMICA(1189). MEXICO: MC GRAW HILL.U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMIC. (2000). CATEDRA DE INTEGRACION II. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL, 9.OROZCO. (1995). OPERACIONES UNITARIAS. MEXICO: LIMUSA, NORIEGA EDITORES.

EJERCICIOSEstado No Estacionario

Calcula el tiempo que tarda obtenerse un volumen de filtrado de 5 m³/s cuando la presión absoluta es de 1 atm. Los datos del filtro se alistan a continuación:a=2.45w=0.98 g/cm³u=1.15 cpA=25 cm²

Solución:

De la ecuación despejamos t:

Sustituyendo:

𝑽𝑨

=√𝟐∆𝑷𝒕𝒖𝒂𝒘𝐭=𝑽 𝟐𝒖𝒂𝒘

𝟐∆𝐏 𝑨𝟐

Estado Estacionario

En un flujo constante de 50L/s se desea filtrar con un filtro de Carbono de 35 cm² de área, agua con un floculante cuya densidad es de 1.23 g/cm³. La resistencia específica de la torta es de 3.5. Calcula el diferencial de presión que debe existir en el sistema para cumplir las condiciones de trabajo.

Datos:r=0w=1 230 kg/m³a=3.5dV/dt=0.005 m³/sA=0.0035 m²

De la ecuación despejando P:

Sustituyendo:

𝟏𝒅𝑽𝑨𝒅𝒕

=𝑷

𝒖(𝒂𝒘𝑽𝑨

+𝒓 )