FILTRACIÓN

FILTRACIÓN

La filtración resulta difícil de definir matemáticamente. Se tienen en cuenta dos parámetros:

1. Producto a filtrar

Variables:        -    Tamaño y forma de las partículas

• Floculación* de los sólidos
• Viscosidad
• pH
• Densidad tanto de sólidos como de líquidos

FLOCULACIÓN: Al adicionar sustancias se aglutinan en formas coloidales presentes en el agua.

1. Diseño del proceso

Variables:        -     Temperatura

• Área de filtración
• Cantidad y calidad de los sólidos
• Diferencias de presión
• Resistencia al medio
• Proceso continuo o discontinuo

TEORÍAS

1. Darcy – El flujo del filtrado es directamente proporcional a

1.  Fuerza impulsora
2.  Resistencia a vencer

• Torta: Depende de las características del líquido
• Medio filtrante o filtro

1. Ley de Poiseville. Es la base de las teorías de filtración.

1. Punto de partida para calcular la velocidad del flujo
2. Importancia de los parámetros:         Cambio de presión

Dimensión de los poros

Viscosidad

1. Ecuación de Kozeny. Se tiene en cuenta la porosidad y la superficie específica de las partículas.

En esta ecuación se introduce una constante relacionada con la resistencia específica del lecho.

A mayor permeabilidad del lecho, Menor Resistencia.

Si hay homogeneidad en la distribución y tamaño de los poros la permeabilidad del lecho y la resistencia serán constantes.

Esta ecuación es útil para predecir la velocidad de filtrado en suspensión con una cantidad pequeña de sólidos a través de un lecho filtrante.

Si hay abundancia de sólidos el material acumulado se convierte en lecho filtrante y al atravesar el filtro y el lecho, el líquido queda libre de partículas.

1. Carman. Introduce la resistencia del medio (torta). Área de filtración.

A mayores cambios de presión y menor área de filtración habrá menor velocidad de filtración.

A mayor viscosidad y alta sumatoria de las resistencias y del medio filtrante habrá menor velocidad de filtración.

La filtración se puede hacer a

• Flujo constante. Requiere presiones altas al punto que se vuelven insostenibles.
• Presión constante. Se reduce paulatinamente la velocidad de filtración.
• Combinación de las dos anteriores. El flujo se inicia en forma constante y cuando empieza a disminuir la velocidad se aplica presión para mantener constante la velocidad el filtrado.

Esta ecuación de Carman sirve para calcular el volumen del líquido filtrado en un intervalo de tiempo definido.

También permite conocer la incidencia de otros parámetros como:

• Resistencia de la torta
• Resistencia del medio
• Compresibilidad de la torta

1. Almy y Lewis. Efecto de la presión sobre la resistencia específica de la torta.

FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO DE FILTRACIÒN

 PRESIÓN APLICADA. El cambio de presión es la fuerza impulsora del proceso de filtración.

1. No siempre hace efectivo el proceso, por:

1. Resistencia física del filtro
2. Naturaleza de la torta que se forma

CANTIDAD Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SÓLIDOS.

        A mayor cantidad de sólidos depositados, menor velocidad de filtración.

• Sólidos granulares o cristalinos dan tortas COMPRESIBLES. A mayor presión mayor velocidad.
• Sólidos blandos y deformables dan tortas INCOMPRESIBLES. A mayor presión menor velocidad.

ÁREA Y CARACTERÍSTICAS DEL LECHO FILTRANTE.

...