Planta En Filtracion De Linea 474v41

PLANTA DE FILTRACION DE LINEA

INTRODUCCIÓN El proceso de filtración consiste en la separación de sólidos en una suspensión por medio de un medio mecánico poroso, también pueden ser llamados tamiz, criba, cedazo o filtro. En una suspensión en un líquido mediante un medio poroso se retiene los sólidos de mayor tamaño de porosidad permitiendo el paso del líquido, así como las partículas de menor tamaño de porosidad. El presente trabajo es muy importante ya que explica y demuestra de forma práctica las maneras más importantes de filtración; gracias a este empleamos 2 tipos de filtrado y nos permite hacer comparaciones sobre los factores que influyen, el tiempo que se demora cada uno y su importancia, es por esto que la presente practica de laboratorio influye mucho en nuestra formación.

OBJETIVOS Los objetivos principales de la presente práctica de laboratorio son:  Conocer los procedimientos prácticos de filtración.  Manejar los diferentes tipos de filtración de una solución.  Establecer diferencias y similitudes entra los dos tipos de filtrados vistos en el laboratorio.  Emplear correctamente los materiales de laboratorio usados en la presente práctica.  Diferenciar los tipos de sustancias que requieren una filtración a presión normal o una filtración al vacío.

ASPECTO TEÓRICO Para la práctica de laboratorio necesitamos los siguientes conceptos fundamentales: La filtración es una técnica, proceso tecnológico u operación unitaria de separación, por la cual se hace pasar una mezcla de sólidos y fluidos, gas o líquido, a través de un medio poroso o medio filtrante que puede formar parte de un dispositivo denominado filtro, donde se retiene de la mayor parte del o de los componentes sólidos de la mezcla. Las aplicaciones de los procesos de filtración son muy extensas, encontrándose en muchos ámbitos de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de la industria general, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales que requieren de las técnicas de ingeniería química. La filtración se ha desarrollado tradicionalmente desde un estadio de arte práctico, recibiendo una mayor atención teórica desde el siglo XX. La clasificación de los procesos de filtración y los equipos es diversa y en general, las categorías de clasificación no se excluyen unas de otras. La variedad de dispositivos de filtración o filtros es tan extensa como las variedades de materiales porosos disponibles como medios filtrantes y las condiciones particulares de cada aplicación: desde sencillos dispositivos, como los filtros domésticos de café o los embudos de filtración para separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemas complejos de elevada automatización como los empleados en las industrias petroquímicas y de refino para la recuperación de catalizadores de alto valor, o los sistemas de tratamiento de agua potable EFECTOS PRÁCTICOS DE LAS VARIABLES DE FILTRACIÓN El efecto de cada una de las variables incluidas en las ecuaciones resueltas de filtración se puede constatar en la mayoría de los casos prácticos y de las aplicaciones, siendo su conocimiento y control de importancia particular para los procesos industriales.  Presión En la mayoría de los casos,14 la compresibilidad de la torta de filtración se encuentra entre valores de 0,1 y 0,8 de manera que la mayor parte del aumento de la pérdida de carga del fluido es consecuencia del medio filtrante. En general, si el aumento de presión conlleva un aumento significativo del caudal o velocidad de filtración, es un indicio de la formación de una torta granulada. En cambio, para las tortas espesas o muy finas, un aumento de la presión de bombeo no resulta en un aumento significativo del caudal de filtrado. En otros casos, la torta se caracteriza por una presión crítica por encima de la cual, la velocidad de filtración incluso disminuye. En la práctica, se prefiere operar a una velocidad constante, empezando a baja presión, aunque por el empleo generalizado de sistemas de bombeo centrífugos, las condiciones habituales son de presión y caudal variables.  Torta de filtración La teoría señala que, considerando aparte las características del medio filtrante, el caudal promedio es inversamente proporcional a la cantidad de la torta y directamente proporcional al cuadrado del área filtrante. Como resultado de estas dos variables conjuntas, para una misma cantidad de fluido a filtrar se observará que su caudal es inversamente proporcional al cuadrado del espesor de la torta al final del proceso. Esta observación conlleva que la máxima productividad se alcanza teóricamente con aquellas tortas de espesor muy fino cuya resistencia supera a la del medio mismo filtrante. Sin embargo, otros factores como el tiempo para regenerar la torta, su dificultad de descarga y el coste de una superficie filtrante más amplia explica que en la práctica se prefiera trabajar en condiciones de tortas espesas.  Viscosidad y temperatura El efecto de la viscosidad es como lo indican las ecuaciones de velocidad; la velocidad de flujo de filtrado en cualquier instante es inversamente proporcional a viscosidad de filtrado. El efecto de la temperatura sobre la velocidad de filtración de sólidos incompresibles es evidente, sobre todo, mediante su efecto sobre la viscosidad.

 Tamaño de partículas y concentración El efecto del tamaño de las partículas sobre la resistencia de la torta y la tela es muy notable. Incluso los cambios pequeños en el cambio de partículas afectan al coeficiente en la ecuación para la resistencia de la torta, y los cambios mayores afectan la compresibilidad. MEDIOS FILTRANTES El medio filtrante es el elemento fundamental para la práctica de la filtración y su elección es habitualmente la consideración más importante para garantizar el funcionamiento del proceso. En general, entre los principales criterios de selección del material de medio filtrante se pueden destacar: Compatibilidad y resistencia química con la mezcla Permeabilidad al fluido y resistencia a las presiones de filtración Capacidad en la retención de sólidos Adaptación al equipo de filtración y mantenimiento Relación vida útil y coste La variedad de tipos de medios porosos utilizados como medios filtrantes es muy diversa, 15 en forma de telas y fibras tejidas, fieltros y fibras no tejidas, sólidos porosos o perforados, membranas poliméricas o sólidos particulados, a lo que se suma la gran variedad de materiales: fibras naturales, fibras sintéticas, materiales metálicos, materiales cerámicos y polímeros. MÉTODOS DE FILTRACIÓN 1) FILTRACIÓN A PRESIÓN NORMAL En la mayoría de los casos,14 la compresibilidad de la torta de filtración se encuentra entre valores de 0,1 y 0,8 de manera que la mayor parte del aumento de la pérdida de carga del fluido es consecuencia del medio filtrante. En general, si el aumento de presión conlleva un aumento significativo del caudal o velocidad de filtración, es un indicio de la formación de una torta granulada. En cambio, para las tortas espesas o muy finas, un aumento de la presión de bombeo no resulta en un aumento significativo del caudal de filtrado. En otros casos, la torta se caracteriza por una presión crítica por encima de la cual, la velocidad de filtración incluso disminuye. En la práctica, se prefiere operar a una velocidad constante, empezando a baja presión, aunque por el empleo generalizado de sistemas de bombeo centrífugos, las condiciones habituales son de presión y caudal variables.

2) FILTRACIÓN AL VACÍO La Filtración al vacío es un método físico que se utiliza para separar mezclas heterogéneas de un sólido en un solvente o mezcla de reacción líquida. La mezcla se vierte en un embudo a través de un papel filtro, el sólido de la mezcla queda en el filtro y el líquido es atraído hacia un recipiente colocado abajo, gracias al vacío que se le aplica a éste con una bomba de vacío. Lo que interesa recolectar en este tipo de filtración es el sólido cristalizado que queda en el papel filtro, el líquido filtrado se desecha. El sólido se cristaliza gracias a que el efecto de vacío que causa la bomba, enfría la solución.

Se podría definir como proceso físico que hace que un elemento sea dividido por partes dependiendo de su grosor o tamaño. Se dice de un proceso físico porque es un proceso que tiene que ver con el modo en que las partículas interactúan en el ambiente, en el espacio. De hecho la filtración también podría ser entendida como un proceso mecánico que no necesita ser estimulado artificialmente mediante el uso de químicos u otro tipo de productos.

Suspensión

Tortafiltrante Mediofiltrante

Filtrado

La filtración puede darse de distintas maneras muy básicas y comunes, por ejemplo, para filtrar café se necesita contar con filtros de pequeños tamaños de poros, para que solo permita el paso del agua, reteniendo los granos de café. Las aplicaciones de estos procesos son muy extensas, encontrándose en muchas cosas comunes de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de la industria general, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales que requieren de las técnicas químicas.

La filtración se ha desarrollado tradicionalmente desde un estudio de arte práctico, recibiendo una mayor atención teórica desde el siglo xx. La clasificación de los procesos de filtración y los equipos es diverso y en general, las categorías de clasificación no se excluyen unas de otras.

TIPOS DE FILTROS Para la elección del tipo de filtro se deben considerar muchos factores diferentes: como la cantidad y tamaño de partículas a separar, el volumen y temperatura del medio a filtrar, así como el método de filtración. Las exigencias para el filtro son tan diferentes como lo son cada uno de los campos de aplicación. Se tienen que tener en cuenta las características químicas y físicas de la muestra a filtrar, así como el consiguiente análisis o manipulación del precipitado o del filtrado. Los filtros se dividen ya sea por su función, su ubicación y forma que poseen. Por la función que realizan se pueden dividir en tres categorías, filtros mecánicos, filtros biológicos y filtros químicos. Por la ubicación se dividen en internos y externos realizando cualquiera de las funciones anteriores. Sistemas de Filtración mecánica En estos tipos de sistemas se pasa el agua a través de diferentes materiales con el fin de retener las partículas en suspensión del agua. Se necesita un mantenimiento constante de limpieza (al menos una vez por semana) para evitar que se depositen detritus de materia que al descomponerse provocarían compuestos tóxicos para los peces (nitritos). Sistemas de Filtración química Su principal función es la eliminación de compuestos químicos que con la filtración mecánica no serían posibles. Los compuestos se derivan de la actividad metabólica como los nitratos o fosfatos o medicamentos. Materiales filtrantes que se utilizan en esta filtración son: Carbón activado: Material absorbente que a través de un complejo proceso fisicoquímico retiene moléculas de determinados compuestos. Resinas sintéticas: Absorben una serie de compuestos determinados existiendo resinas específicas para eliminar nitratos o fosfatos. Turba: Sirve para disminuir la dureza del agua y rebajar el pH. coloreando el agua de un color amarillento sirve para tener una comunidad de peces de tipo amazónico (como los peces disco). Sistemas de Filtración biológica Se basa en la acción de determinados tipos de bacterias (Nitroso monas o Nitrobacter) capaces de descomponer los desechos y convirtiéndolos en otros menos contaminantes para los animales. El proceso biológico de los peces, excretan amoniaco, que lo convierten en nitritos nocivos para los peces, existen bacterias que convierten los nitritos en nitratos (abono para las plantas) esta labor de transformación debe contar en donde alojarse las bacterias, en su sustrato donde la corriente de agua suministre materiales en suspensión a tratar y aportar oxigeno necesario para la transformación. Los más utilizados son:

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Cerámica porosa: Son pequeños tubos huecos de gran porosidad que ofrecen una gran superficie para el asentamiento de las bacterias. Arena de coral: Utilizada actualmente en acuarios marinos para los sistemas de filtración de placa, tiene la ventaja que sirve para estabilizar el pH en valores alcalinos.

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Biobolas: Son esferas de plástico para llevar al máximo la relación superficie-volumen. Huecas y llevan entrecruzadas en su interior una serie de laminillas colocadas de forma que el agua sea desviada en todas direcciones en su interior. Son utilizadas principalmente en los sistemas de filtración seco-húmeda o de percolador.

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Grava y arena de cuarzo: Se puede conseguir en diferentes granulometrías y ofrece un buen sustrato para el crecimiento de las bacterias, es utilizada como base de la decoración de acuarios de agua dulce y para el sistema de filtración de placa.

Para establecer el flujo a través del medio filtrante es necesario el aplicar un gradiente de presión como fuerza impulsora, de las cuales existen varias

formas para aplicar este gradiente de presión; La gravedad. El vacío. Una presión. Una fuerza centrífuga. Un gradiente de saturación. La filtración usualmente es considerada como el resultado de dos mecanismos distintos pero complementarios: transporte y adherencia. Inicialmente, las partículas por remover son transportadas de la suspensión a la superficie de los granos del medio filtrante, Ellas permanecen adheridas a los granos, siempre que resistan la acción de las fuerzas de cizallamiento debidas a las condiciones hidrodinámicas del escurrimiento.

CONCLUSIÓN La filtración es un proceso en muchas aplicaciones ya que es un proceso físico el cual consiste básicamente en la separación d solido-liquido mediante un medio poroso el cual retiene las partículas sólidas dejando pasar el líquido, usado en múltiples aplicaciones en nuestra vida diaria, existen muchos tipos de filtración en los cuales se debe de tener en consideración el filtro a elegir ya que este dependerá del tamaño de partícula a filtrar, así como sus propiedades. De los sistemas de filtración más usados está el de filtración mecánica el cual consiste en pasar el agua a través de distintos materiales, otro usado es la filtración química el cual elimina los compuestos químicos adicionando distintos compuestos uno de ellos es el uso del carbón activado el cual es un componente sumamente absorbente el cual retiene las moléculas. Otro sistema utilizado es el de filtración biológica el cual utiliza bacterias que sean capaces de descomponer los desechos donde se utiliza por ejemplo lo que es la cerámica porosa a la que se le da un tratamiento para que las bacterias se puedan depositar ahí. Este proceso puede realizarse por distintos mecanismos que realizan el transporte, como lo es la sedimentación o difusión entre otros, así como mecanismos de adherencia muy sencillos como lo son las fuerzas de van der Waals o bien por puente químico, por lo que es un proceso viable y sencillo el cual es muy eficaz