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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 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 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 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 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 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 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, TEMA 11. FILTRACIÓN 11.3 EQUIPOS DE FILTRACIÓN C) FILTROS CENTRÍFUGOS Figura 8.6 Esquema de funcionamiento de un filtro centrífugo 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 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 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 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 TEMA 11. FILTRACIÓN 11.4 FUNDAMENTO TEÓRICO Filtración a Velocidad = cte (18) (19) (20) (torta incompresible) (12) 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).-
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