Clasificacion De Filtraciones

Clasificación de filtros

Filtración es la separación de partículas sólidas a partir de un fluido haciendo pasar el fluido a través de un medio filtrante sobre el que se depositan los sólidos. Las filtraciones industriales van desde un sencillo colado hasta separaciones altamente complejas. El fluido puede ser un líquido o un gas, y la corriente valiosa procedente de un filtro puede ser el fluido, los sólidos o ambos productos.

La mayoría de los filtros industriales son filtros de presión o de vacío. Pueden ser también continuos o discontinuos, dependiendo de que la descarga de los sólidos filtrados se realice de forma continua o intermitente.

Los filtros se dividen en dos grandes grupos: filtros clarificadores y filtros de torta. Los clarificadores retiran pequeñas cantidades de sólidos para producir un gas claro o líquidos transparentes, tales como bebidas. Los filtros de torta separan grandes cantidades de sólidos en forma de una torta de cristales o un lodo.

Filtros clarificadores

Los filtros clarificadores se denominan también «filtros de lecho profundo» ya que las partículas del sólido son atrapadas en el interior del medio filtrante, no observándose, en general, una capa de sólidos sobre la superficie del medio filtrante. La clarificación difiere del tamizado en que los poros del medio liltrante son de un diámetro mucho mayor que el de las partículas retenidas. Las partículas son captadas por las fuerzas superficiales e inmovilizadas dentro de los canales de flujo.

Limpieza de gases. Los filtros para la limpieza de gases comprenden filtros de barras para polvo atmosférico, lechos granulares y filtros de bolsas para e] tratamiento de polvos. El aire se limpia haciéndolo pasar a través de masas de pulpa de celulosa, algodón, fibra de vidrio o tamices metálicos; el material filtrante puede estar seco o recubierto con un aceite viscoso para actuar como un retenedor de polvo. En ocasiones, el medio filtrante se desecha, pero en la limpieza de gases a gran escala con frecuencia se lavan y se vuelven a recubrir con aceite.

Clasificación de líquidos. Los filtros clarificadores para líquidos comprenden los filtros de lecho por gravedad para el tratamiento de agua, así como una gran variedad de filtros de cartucho que contienen elementos filtrantes de diferentes diseños y materiales de construcción. En las unidades discontinuas la velocidad de filtración y la eficacia de separación de sólidos se mantienen prácticamente constantes durante considerables períodos de tiempo; cuando el contenido de sólidos alcanza valores elevados se hace necesario un lavado de los elementos filtrantes.

Un filtro típico de cartucho es utilizado generalmente para separar pequeñas cantidades de sólidos de los fluidos de proceso. El cartucho filtrante consiste en una serie de delgados discos metálicos de 3 a 10 pulg de diámetro dispuestos en una bancada vertical dejando entre ellos estrechos espacios uniformes. Los discos están acoplados a un eje vertical hueco y encerrado dentro de una carcasa cilíndrica cerrada. El líquido penetra en la carcasa a presión, fluye hacia el interior entre los discos hasta las aberturas situadas en el eje central y salen por la parte superior de la carcasa. Los sólidos son atrapados entre los discos y retenidos por el filtro.

Un ultra filtro es un tipo especial de filtro clarificador en el que las aberturas de la membrana filtrante son extremadamente pequeñas. Se utiliza la separación de grandes moléculas y partículas microscópicas ultrafinas.

Filtros de torta

Aquí el medio filtrante es relativamente delgado en comparación con el filtro clarificador. Al comienzo de la filtración algunas partículas sólidas entran en los poros del medio filtrante y quedan inmovilizadas, pero rápidamente empiezan a ser recogidas sobre la superficie del medio filtrante. Después de este breve período inicial la torta de sólidos es la que realiza la filtración y no el medio filtrante. Sobre la superficie se forma una visible torta de espesor apreciable que es preciso retirar periódicamente.

Los filtros de torta se utilizan casi siempre para separaciones sólido-líquido. Como en el caso de otros filtros, pueden operar con presión superior a la atmósfera aguas arriba del medio filtrante o con vacío aplicado aguas abajo.

Filtros de prensa discontinuos. Los filtros de presión pueden utilizar una gran presión diferencial a través del medio filtrante para lograr económicamente una filtración rápida con líquidos viscosos o con sólidos tinos. Los tipos más comunes de filtros de presión son los filtros prensa y los filtros de carcasa y hojas.

Filtros de carcasa y hojas. Para filtrar a presiones superiores a las que son posibles en un filtro prensa de placas y marcos, para reducir la mano de obra, o cuando se requiere un lavado más eficaz de la torta, se puede utilizar un filtro de carcasa y hojas. La unidad se abre para descargarla, mientras que durante la operación las hojas permanecen dentro del tanque cerrado. La alimentación entra por un lado del tanque, el filtrado pasa a través de las hojas y sale por un colector de descarga múltiple.

Filtros continuos de presión. Los filtros discontinuos requieren con frecuencia una mano de obra elevada, de forma que en los procesos a gran escala pueden no ser económicamente interesantes.

Filtros discontinuos de vacío. Los filtros prensa son normalmente discontinuos, mientras que los de vacío lo son continuos. Sin embargo, un filtro discontinuo de vacío resulta a veces muy útil. Una nutcha es poco más que un embudo Büchner grande, de 3 a 10 pies de diámetro, en la que se forma una capa de sólidos de 4 a 12 pulg de espesor. Debido a su sencillez, una nutcha puede construirse fácilmente con materiales resistentes a Ia corrosión y resulta interesante cuando han de filtrarse cargas experimentales de una gran variedad de materiales corrosivos. Estos tipos de filtros no son recomendables para operaciones de producción debido al elevado coste de mano de obra que supone su utilización.

Filtros continuos de vacío. En todos los filtros continuos de vacío el líquido es succionado a través de un medio filtrante sobre el que se deposita una torta de sólidos. La torta se aleja de la zona de filtración, se lava, se seca por aspiración y se descarga del medio filtrante para reiniciar el ciclo con la entrada de suspensión. En todo momento una parte del medio filtrante se encuentra en la zona de filtración, otra parte en la zona de lavado y otra en la etapa de descarga de sólidos, de forma que la salida de líquido y de sólido se realiza ininterrumpidamente. La presión diferencial a través del medio filtrante de un filtro de vacío continuo no es elevada y normalmente está comprendida entre 10 y 20 pulg Hg.

Filtro de tambor rotatorio. El tipo más frecuente de filtro continuo de vacío es el filtro de tambor rotatorio. Un tambor horizontal, con una cara acanalada, gira con una velocidad de 0,l a 2 rpm en un depósito con la suspensión agitada. Un medio filtrante, tal como una lona, cubre la superficie del tambor, que está parcialmente sumergido en el líquido. Debajo de la superficie acanalada del tambor principal se encuentra un segundo tambor más pequeño. Entre los dos tambores existen tabiques radiales que dividen el espacio anular en compartimentos separados, cada uno de los cuales está conectado por medio de una tubería interna a un orificio situado en la placa de la válvula rotatoria. Una tira de tela filtrante cubre la cara expuesta de cada compartimento para formar una sucesión de paneles.

Filtro de cinta horizontal. Cuando la alimentación contiene partículas sólidas gruesas que sedimentan rápidamente, un filtro de tambor rotatorio funciona mal o simplemente no puede funcionar. Las partículas gruesas no se pueden mantener bien en suspensión y la torta que se forma con frecuencia no se adhiere a la superficie del tambor. En estos casos se puede utilizar un filtro horizontal alimentado por la parte superior. Se parece a un transportador de cinta, con un soporte transversal que lleva la tela filtrante que tiene también la forma de una cinta sin fin. Las aberturas centrales situadas en la cinta de drenaje se deslizan sobre una cámara longitudinal de vacío en la que se descarga el filtrado. La suspensión de alimentación fluye hasta la cinta desde un distribuidor situado en un extremo de la unidad, mientras que la torta filtrada y lavada descarga por el otro extremo.

Lecho de Filtración

Se utiliza esta filtración cuando la dimensión de las partículas contenidas en el agua es relativamente pequeña. Para que esta filtración sea eficaz, es preciso que las materias puedan penetrar profundamente dentro del lecho y no bloquearlo en su superficie. Un filtro se atasca a medida que su lecho se carga de materias retenidas. Cuando el atascamiento alcanza un valor excesivo o la calidad del filtrado no es aceptable, debe procederse al lavado del lecho filtrante. Es indispensable que, con este lavado, se devuelvan al lecho sus cualidades iniciales, sin las cuales, el filtro iría perdiendo eficacia y el material filtrante debería retirarse para su limpieza completa o para ser reemplazado.

En la filtración de lecho profundo, el agua bruta atraviesa un medio filtrante depositado en forma de lecho. Como medios filtrantes se usan frecuentemente

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