FILTRACION

FILTRACIÓN

La filtración es la operación unitaria en la que el componente sólido insoluble de una suspensión sólido-líquido s separado del componente líquido haciendo pasar éste a través de una membrana porosa que retiene a las partículas sólidas en su superficie corriente arriba, o dentro de su estructura, o ambos. Se le denomina como pre filtrado a la suspensión sólido-líquido alimentada, filtrado al componente líquido que pasa a través de la membrana, y a la membrana en sí se l conoce como el medio filtrante. A los sólidos separados se les llama la torta del filtro, una vez que forman una capa persibible en la superficie de la membrana.

Todo equipo de filtración, independientemente de su diseño, debe de suministrar un soporte para el medio filtrante, un espacio para la acumulación de sólidos, canales para alimentar el pre-filtrado y para retirar el filtrado, y un medio para inducir el flujo del filtrado a través del filtro. En algunas ocasiones es el líquido (el filtrado) que constituye al producto deseado, y en otras ocasiones la torta del filtro.

Es necesario al aplicar una fuerza externa al fluido para que éste se sobreponga a la resistencia que le opone a su tránsito el medio filtrante. De ésta forma se crea una diferencial de presión a través del filtro obteniéndose la siguiente ecuación:

Tasa de filtración = fuerza motriz/resistencia

La resistencia surge del medio filtrante, más la resistencia de la torta que se va acumulando. En las etapas iníciales de la filtración la primeras partículas sólidas que entran en contacto con el medio filtrante se incrustan en éste, y reducen el área superficial de los pasajes por donde fluye el líquido aumentando la resistencia al flujo de éste. Conforme procede la filtración una capa de sólidos se acumula aumentando de grosor con el tiempo en la cara corriente arriba del medio filtrante. Una vez formada ésta torta, se vuelve en sí el principal medio filtrante.

Todo equipo de filtración, independiente de su diseño, debe de suministrar un soporte para el medio filtrante, un espacio para la acumulación de sólidos, canales para alimentar el pre-filtrado y para retirar el filtrado, y un medio para inducir el flujo del filtrado a través del filtro.

A medida que avanza el proceso de filtración aumenta el espesor de la torta por lo que la resistencia al paso de fluido es cada vez mayor, pudiéndose llevar a cabo la operación de las siguientes formas:

Filtración a presión constante: El caudal disminuye con el tiempo.

Filtración a caudal constante: La presión aumenta al avanzar la filtración

Los filtros también son muy variados: la elección del más adecuado así como de las condiciones óptimas de operación, son función de diversos factores entre los que cabe destacar los siguientes:

• Las propiedades del fluido, especialmente viscosidad, densidad y propiedades corrosivas.

• La naturaleza del sólido: tamaño y forma de las partículas, distribución de tamaños y características del relleno.

• La concentración de los sólidos en la suspensión a filtrar.

• La cantidad de material a tratar y su valor.

• Temperatura del medio a filtrar.

• Si el producto que interesa es el sólido, el fluido o ambos.

• Caudal de suspensión a tratar.

• Necesidad de lavado del sólido filtrado

• Método de filtración y precisión requerida.

La teoría de la filtración es una de las aplicaciones para poder calcular la velocidad de filtración. Cuando existe una caída de presión a través del filtro, la máxima velocidad de filtración se produce al inicio del proceso, debido a que la resistencia a la filtración es mínima, ya que no existen todavía sólidos depositados. La orientación inicial de las partículas en la torta es muy importante y puede influir significativamente en la estructura y permeabilidad de todo el lecho del filtro. Una caída de presión excesiva y elevadas velocidades iníciales de filtración pueden producir un taponamiento de la tela filtrante y una elevada resistencia a la filtración posterior.

Los factores más importantes de los que depende la velocidad de filtración son, por lo tanto:

• La caída de presión desde la alimentación hasta el lado más lejano del medio filtrante.

• El área de la superficie filtrante.

• La viscosidad del filtrado.

• La resistencia de la torta filtrante.

• La resistencia del medio

...