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Unidad V. Principios de separación e integración mecánica en sistemas sólido-líquidos. Contenido. 1. 5.1 Filtración, fundamento teórico . 5.1.1Ecuaciones fundamentales utilizadas en el proceso de filtración. 2. EJEMPLOS. 3. ORIENTACIONES. 4. Filtración.

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Presentation Transcript


Unidad v

Unidad V

Principios de separación e integración mecánica en sistemas sólido-líquidos


Contenido

Contenido

1

5.1 Filtración, fundamento teórico.

5.1.1Ecuaciones fundamentales utilizadas en el proceso de filtración.

2

EJEMPLOS

3

ORIENTACIONES

4


Filtraci n

Filtración

  • Operaciónunitaria de separación

  • Uso de membranas o cuerposporososqueretienen la fasesólida y dejanpasar la fasefluida.

  • Diferencia de presión.


Filtraci n1

Filtración

Como la torta va creciendo en grosor al pasar el tiempo, el líquido encuentra cada vez mayor resistencia a su paso.


Mecanismos de filtraci n

Mecanismos de filtración


Unidad v

  • Ventajas e inconvenientes de filtración:

    • Eliminación de la práctica totalidad de los sólidos en suspensión.

    • Eliminación elevada de microorganismos patógenos.

    • Variación del caudal a través de las membranas (aumento de resistencia de las mismas): Operación discontinua.

    • Requerimientos energéticos elevados.


Unidad v

  • Aplicaciones principales:

    • Tratamiento terciario para la reutilización de aguas o tratamiento previo para la potabilización de aguas.

    • Tratamiento de aguas poco cargadas.

    • Sustitución de decantación secundaria.

    • Eliminación de sólidos indeseables en productos alimenticios.


Filtro prensa de marcos y placas

Filtro prensa de marcos y placas


Filtro de c mara con elementos filtrantes

Filtro de cámara con elementos filtrantes


Filtro continuo tipo tambor

Filtro continuo tipo tambor


Ecuaciones fundamentales

Ecuaciones fundamentales

  • x: fracción peso de sólidos en la suspensión;

  • xt:Fracción peso de sólidos en la torta

  • X: masa de sólidos/masa de líquido en la suspensión;

  • Xt: masa de sólidos/masa de líquido en la torta


Unidad v

  • x=X/(1+X)

  • X=x/1-x

  • Cs: Masa de sólidos/unidad de volumen de suspensión

  • Ct: Masa de sólidos/unidad de volumen de torta.

    Cs=Xρ

    Ct=Xt ρt

(1/ρs)=(x/ρp)+[(1-x)/ρ]

δ=[xρ/ρp-(ρp-ρ)x]


Distribuciones de presi n a trav s de la torta y del medio filtrante

Distribuciones de presión a través de la torta y del medio filtrante

Pa´: Presión en la superficie libre de torta

P´: Presión en la superficie interior de la torta

Pb´: Presión en la superficie posterior a la membrana

h: espesor de la torta

Vo: Velocidad ficticia del líquido a través de la torta

1: Torta

2: Medio Filtrante

Pa´

Vo

Pb´

h

2

1


Unidad v

  • El tamaño de los poros del medio filtrante y de la torta que se forma es tan pequeño en diámetro, que el régimen es laminar.

  • Se aplica la ecuación de Kozeny-Carman:

  • Vo=[ε3δ2Dp2(Pa-P)]/[150 (1-ε)2μh]

  • h=(CV/CtS)=CV/XtρtS

S:Superficie filtrante, por lo que la masa de sólidos depositada en base seca es igual CtSh=Xtρth


Ciclones

Ciclones

  • Son equipos de separación.

  • Para partículas de tamaño de hasta 10 micrones.

  • Se utiliza la fuerza centrífuga de una corriente gaseosa para acelerar la sedimentación.


Ciclones1

Ciclones

Las ventajas de ciclones son:

  • Inversión baja

  • Capacidad de funcionar en las altas temperaturas

  • Requisitos de mantenimiento bajos porque no hay piezas móviles.

    Las desventajas de ciclones son:

  • Bajos rendimientos (especialmente para las partículas muy pequeñas)

  • Altos gastos de explotación (debido a la energía requerida para superar gota de presión).


Aplicaciones ciclones

Aplicaciones, ciclones

  • Los ciclones se pueden emplear como equipos de limpieza previos a los filtros de mangas y cuentan con la ventaja de que pueden ser diseñados para tratar con un rango de condiciones químicas y físicas más amplio que cualquier otro equipo de captación de partículas.


Filtros de manga

Filtros de manga


A partir de

A partir de:

  • Operaciones Mecánicas, Julio Rosabal y

  • http://www.cepis.ops-oms.org/bvsatr/fulltext/tratamiento/manualI/tomoII/nueve.pdf


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