FILTRACIÓN INFORME

8/17/2019 FILTRACIÓN INFORME

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INFORME DE LABORATORIO: FILTRACIÓN

Laboratorio de Operaciones Unitarias PI 1! A

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FILTRACIÓN

I OBJETIVOS

Determinar la resistencia específca de una torta incompresible a presiónconstante.

Estudiar la variación de la presión vs. la resistencia específca de una tortaincompresible.

Estudiar la fltración a través de un fltro prensa de placas y marcos,operando a caudal constante.

Ejercitarse en el manipuleo de equipos de un fltro prensa y fltración avacío.

II FUNDAMENTO TEÓRICO

Filtrar quiere decir enviar una solución con partículas sólidas en suspensiónsobre una pared permeable al líquido: sobre esta se depositan los sólidos ensuspensión dando luar a una masa de !orma m"s o menos reular

#on el fn de $acer que el líquido atraviese la pared y la masa ya depositada$ace !alta crear una di!erencia de presión en las dos caras del tabique

El propósito de la fltración es recobrar los líquidos y los sólidos por separado.%e emplea muy seuida la fltración en elaboraciones industriales, minerasmetal&ricas, papeleras etc.

'n buen medio fltrante debe poseer los requisitos siuientes:

• #apacidad de retener todas las partículas en un intervalo bastante cortódesde el comien(o de la alimentación

• )esistencia mínima al paso del *uido• +ínimo apiamiento de las partículas en los poros de manera que la

resistencia al *ujo del líquido sea la menor posible• -uena resistencia a la presión, a la acción química y al desaste

mec"nico en las condiciones de ejercicio

os medios fltrantes mayormente empleados son

• /apel de fltro redes de malla tejidos 0alodón 1lana2• Fibras artifciales• ana de vidrio• Amianto• Arena


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• Arcilla• 3arina !ósil

• #arbón• #elulosa

/ara líquidos alcalinos el tejido fltrante puede estar constituido por fbrasveetales

/ara líquidos "cidos por fbras animales o minerales

LOS FILTROS

os aparatos empleados para fltrar se dicen fltros, para que un liquido turbio

pueda pasar por el medio fltrante, viene puesto bajo presión, compensando así las pérdidas de cara $alladas en el medio fltrante

o dic$o se act&a en dos !ormas:

Ejerciendo arriba del fltro una presión sobre la turbia para tal fn puedeemplearse una bomba, para empujar la turbia o $acer bajar la turbia en el fltrodesde un recipiente puesto a un nivel superior de modo que en un batientedetermine una impulsión por acción de la ravedad

Actuando el vacío debajo del fltro, la presión atmos!érica act&a sobre la turbia

obli"ndola a atravesar el tabique fltrante mantenido por la c$apa de sostén

MECANISMO DE LA FILTRACIÓN

a fltración empie(a sobre el tabique fltrante pero a medida que las partículassólidas se van depositando ellas mismas !orman una capa que aumentandocontinuadamente su espesor, detienen las partículas subsiuientes, la masasólida detenida se llama com&nmente torta u $oa(a. En cuanto esta alcan(aespesor o!recer" una resistencia a la fltración de modo que solamente unapequea cantidad de líquido limpio lorara atravesar el medio fltrante, en estemomento ser" conveniente cesar la alimentación de la turbia y descarar latorta

CARACTERÍSTICAS DE LA TORTA

as tortas pueden ser !"ciles de comprimir o no se&n la naturale(a del sólido


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as que se comprimen en pequea parte no se amontonan al crecer lapresiona si que la resistencia a la fltración no depende de la presión

as tortas m"s !"ciles de comprimir se amontonan al crecer de la presión, porlo tanto aumentando la presión se determina una notable disminución delcaudal del fltro

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FILTRACIÓN

• /resión• 4emperatura• #aracterísticas del medio fltrante• )a(ón solidó 5liquido• Espesor y características de la torta• 6iscosidad del líquido• 7aturale(a de las partículas sólidas

TIPOS DE FILTROS

8. F94)% D9%#7497'%• Filtros a ravedad• Filtros industriales con cama porosa• Filtros de prensa• Filtros de $oja• Filtros cerrados• Filtros intermitentes

;. F94)% #7497'%• Filtros rotatorios

OTRA CLASIFICACIÓN

A7 E7 6A#9, permiten reali(ar un ciclocontinuo de trabajo

CONDICIONES PARA OPERAR

8. F94)A#9?7 /) )A6EDADa turbia es alimentada arriba del tabique fltrante y el líquido pasa porravedad a la parte in!erior. Este método se emplea raras veces


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;. F94)A#9?7 E7 6A#BEn la parte situada debajo de la parilla el fltro comunica por medio del tubocon una bomba de vacío así que se determina una di!erencia de presión enlos dos lados del tabique fltrador la cual !acilita la operación.

/)E%9?7En este caso la turbia se manda bajo presión en el fltro, de manera que ellíquido sea comprimido a través del tabique, acelerando la operación

FILTRO PRENSA

Es el aparato bajo presión m"s en uso. %e compone de una serie de bastidores

con el costado de unas pequeas orejas que se afrman sobre uías.

'n tornillo de cierre movido por un volantito acerca o aleja dic$os bastidores.Estos fltros prensa pueden llear a dimensiones muy randes y operan demanera discontinua.

os bastidores se arman alternadamente de manera que resulten unasc"maras vacías y unas planc$as llenas, sobre cada c"mara llena se apoya latela fltradora que !orma con la tela colocada de !rente en la c"mara vacíacomo una bolsa.

%obre el cuadro vacío una serie de aujeros comunica la bolsa con el conductoque lleva el liquido que debe fltrarse.

El liquido a fltrar, debe pasar a través de las telas y dejar sobre estas laspartículas sólidas que contiene.

/or ser la tela muy fna y dada la clase de material que se deposita sobre ella,se determina una resistencia a la fltración, para vencerla se envía el líquidocon una presión de varias atmós!eras, como resultado de esta presión.

En los fltros prensa pueden emplearse presión y temperatura elevadasdurante la fltración, sin embaro estos fltros tienen !altas de $omoeneidad

en el lavado de las tortas y en la descara de los depósitos sólidos.


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III DATOS OBTENIDOS

III.1 FILTRO PRENSA

%e preparó un volumen total de 8CC de suspensión de #a en aua al en peso.

%e comen(ó la fltración a las $oras < minutos y se terminó a las G$oras con 8 minuto de la maana.

El volumen de suspensión remanente !ue de 8H. .

a masa del material fltrante o lona es de 8C;.I .

os vol&menes recoidos por duplicado de las cuatro placas !ueron:

PRESIÓN (psia)

VOLUMEN FILTRADO (ml)F1 F2 F3 F4

5 152 360 270 185

10 120 275 230 135

15 125 260 240 140

20 135 280 255 145

25 125 250 240 140

30 130 270 250 150

35 130 270 250 150

37.5 120 260 240 140

38 115 225 220 120C"adro N#1$ %o&'(enes Reco)idos en Inter*a&os de ! +e)"ndos en &as

C"atro P&acas de& Fi&tro Prensa

PRESIÓN(psia)

VOLUMEN FILTRADO (ml)F1 F2 F3 F4

5 176 400 320 205

10 115 230 215 125

15 120 260 235 135

20 120 260 235 140

25 140 290 270 165

30 125 255 240 145

35 125 260 245 140

37.5 120 250 230 130

38 110 230 210 120

C"adro N#,$ %o&'(enes Reco)idos en Inter*a&os de ! +e)"ndos En &asC"atro P&acas de& Fi&tro Prensa


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as tortas que se !ormaron tuvieron las siuientes características:

ToraP!so "! Tora #$m!"a

M (%&)

Esp!sor Prom!"io"! Tora' (m)

I 3.5 4.1

II 2.2 3.6

III 2 3.5

C"adro N# Datos de Tortas For(adas

III.2 FILTRO A PRESIÓN CONSTANTE

%e preparó un volumen total de 8C de suspensión de #a en aua al en peso.

%e procedió a estandari(ar la altura del nivel de líquido fltrado paracalcular su volumen, para lo cual se usó CC ml de aua con lo cual se

obtuvo los siuientes datos de altura:

∆V1 = 10 cm, ∆V2 = 10.6 cm, ∆V3 = 10 cm, ∆V4 = 10.6 cm

Donde cada ; cm equivalen a GH.8 ml de líquido fltrado.

a masa del papel de fltro es de ;. ramos.

as fltraciones manteniendo constante la di!erencia de presión e iual a8,


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CWts 100⋅

Wth:=

En donde:

Nts O peso de la torta seca.

Nt$ O peso de la torta $&meda.

os datos obtenidos para la 4orta 8 !ueron N torta $&meda O


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)eempla(ando datos obtenemos el valor de N:

N O @. P5m

<

De la rafca /5= vs. 6acum, mediante una reresión lineal se obtiene laecuación

Volumen

Acum. (m3)

P/Q

(Pa/m3)

0,0010340 200568914,359

0,0017565 401137828,718

0,0025140 601706743,077

0,0032990 802275657,435

0,0041090 1002844571,794

0,0048915 1203413486,153

0,0056765 1403982400,512

0,0064215 1504266857,691


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0.0000000 0.0020000 0.0040000 0.0060000 0.0080000

0.000

200000000.000

400000000.000

600000000.000

800000000.000

1000000000.000

1200000000.000

1400000000.000

1600000000.000

1800000000.000

(!) = 230244795586.02! " 19095233.17#$ = 0.98

VOLUMEN ACUMULADO (m3) Vs P/Q (Pa/m3)

V (m3)

P/Q (Pa/m3)

De la rafca obtenemos:

P


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ueo para:

A Rm K µ *4 =

Despejando y reempla(ando datos:

R$=(."Q1"7

3allado estas constantes procedemos a $allar el tiempo de fltrado:

dV P

K V K Vf ∫ ∆−+=Θ

0 )(

)4*3(

/ero como la presión es variable, necesitamos ponerla en !unción del volumenpor lo tanto $acemos una reresión lineal de / vs. 6 y obtenemos:

01S/2O@Q8CH

6 T


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B) V*+,$- /- 0+3/*

btenido mediante un promedio de todos los vol&menes de fltración adistintas presiones

6!OC.H

C) C*4-3456 /- +3 T*3

CWts 100⋅

Wth

:=

3allado anteriormente:

# O I.@


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# O C.H5I.@I

# O C.88;H 5s

#n el tiempo q calcules de la interal reempla(as donde aparece cn rojo

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