UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA

FILTRACININTRODUCCIN.4

CAPTULO 1FILTRACIN Definicin .4 5 Principales Aplicaciones en la industria.5 8Industria de Pinturas y Tintas Industria Alimentaria y Agropecuaria Industria Qumica y Petroqumica Reciclado y Medio Ambiente Industria Farmacutica y Biotecnologa Pulpa y Papel Industria Minera Clasificacin de Filtracin....8 14 Clasificacin de las Operaciones.Procesos de Separacin Fsica- Mecnica.Clasificacin de los Procesos de Separacin.La filtracin y los filtros se pueden clasificar en varias formas.Otras Caractersticas de la Filtracin.Caractersticas del Medio Filtrante.

Aplicaciones de la Operacin de la Filtracin...14 16

CAPTULO 2 TEORIA DE LA FILTRACIN Teora de la filtracin.17 20 Filtracin a presin constante.Filtracin a velocidad constante.Filtracin a presin y velocidad variables. Fundamentos de la filtracin20 - 26Fundamentos de la clarificacinFundamentos de la filtracin de tortaCada de presin a travs de la torta de filtracin Medios Filtrantes ...26 29Telas de Fibras Tejidas. Telas Metlicas o Cedazos. Fieltros Prensados y Borra de Algodn. Tramas no Tejidas. Papeles de Filtro. Medios Porosos Rgidos. Membranas Polimricas. Lechos Granulares de Slidos Particulados Aspectos Tericos.29 30

CAPTULO 3 EQUIPOS PARA LA FILTRACIN Filtros de Torta31 Filtros Intermitentes de Torta.32 - 33Filtros Nutsche Filtro de Placas Horizontales Filtro Prensa.33 - 35Filtro Prensa de Placas y Marcos Filtro Prensa de Placas Huecas Filtros Tubulares con Formacin Externa de la Torta35 - 36 Filtros de Hojas a Presin..36 - 39Filtros Horizontales de Hojas de Presin Filtros Verticales de Hojas de Presin Filtro Idrex HLF.40 Filtros con Formacin Continua de la Torta..40 Filtros de Tambor Giratorio...40 - 41 Filtros con Descarga por Cuchilla..41 - 42 Filtros con Descarga por Medio de Cuerdas42 - 43 Filtros con Medios Eliminables..43 - 44Filtro con Descarga por Medio de Banda Coilfilter Filtros con Descarga por Medio de Rodillos44 - 45 Filtro de Tambor con un solo Compartimiento.45 - 46 Filtro Fest..46 - 47 Filtros Continuos con Precapa...47 - 48 Filtros de Disco.48 Filtros Horizontales al Vaci.49 - 50 Filtros Horizontales Tipo Paila, con descarga de tornillo y de plancha.50 - 51 Filtros de Pailas Inclinables..51 - 52 Filtro de Banda Horizontal...52 - 53 Espesadores del Filtro...54 - 56 Filtros de Clarificacin.56 - 57 Prensas de Placas y Filtros de Discos..58 - 59 Clarificadores de Cartucho.59 - 63 Filtros mecnicas o de borde Flexibilidad Filtro Cyclamatic Filtros a Presin con Precapa.63

CAPTULO 4

Anlisis de un Sistema de Filtracin..64 - 66

ANEXO

Prctica de Filtracin.67 78 BIBLIOGRAFA.79

CAPTULO 1FILTRACIN

INTRODUCCIN En las industrias de procesos qumicos y fsicos, as como en la de procesos biolgicos y de alimentos, existen semejanzas en cuanto a la forma en que los materiales de entrada o de alimentacin se modifican o se procesan para obtener materiales finales de productos qumicos entre otros. Es posible considerar estos procesos qumicos, fsicos, clasificarlos en una serie de etapas individuales y diferentes, llamadas operaciones unitarias. Sin embargo el trmino Operaciones Unitarias ha sido sustituido por Procesos de Separacin.

DEFINICINLa filtracin es la separacin de una mezcla de slidos y fluidos que incluye el paso de la mayor parte del fluido a travs de un medio poroso, que retiene la mayor parte de las partculas slidas contenidas en la mezcla. Filtracin es el nombre de la operacin unitaria. Un filtro es un equipo de las operaciones unitarias por medio del que se realiza la filtracin. El medio filtrante es la barrera que permite que pase el lquido, mientras retiene la mayor parte de los slidos.Las aplicaciones de los procesos de filtracin son muy extensas, encontrndose en muchos mbitos de la actividad humana, tanto en la vida domstica como de la industria general, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales que requieren de las tcnicas qumicas.La filtracin se ha desarrollado tradicionalmente desde un estudio de arte prctico, recibiendo una mayor atencin terica desde el siglo XX. La clasificacin de los procesos de filtracin y los equipos es diversa y en general, las categoras de clasificacin no se excluyen unas de otras.La variedad de dispositivos de filtracin o filtros es tan extensa como las variedades de materiales porosos disponibles como medios filtrantes y las condiciones particulares de cada aplicacin: desde sencillos dispositivos, como los filtros domsticos de caf o los embudos de filtracin para separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemas complejos de elevada automatizacin como los empleados en las industrias petroqumicas y de refino para la recuperacin de catalizadores de alto valor, o los sistemas de tratamiento de agua potable destinada al suministro urbano.PRINCIPALES APLICACIONES EN LA INDUSTRIALas aplicaciones de la filtracin en la industria se pueden considerar en 3 categoras.La primera incluye todas las aplicaciones en las que la suspensin que contiene grandes cantidades de slidos insolubles se separan en los slidos y lquidos que la componen, formndose una torta en la parte anterior del medio conocindose el proceso como filtracin por torta o de torta.La segunda categora se denomina clarificacin y en esta se quitan pequeas cantidades de un slido insoluble a un lquido valioso donde el propsito es generalmente producir un lquido claro.La tercera se denomina microfiltracin donde se separan partculas muy finas por lo general microorganismos de los alimentos.En particular los filtros prensa tienen una amplia aplicacin en la separacin slido-lquido. Se utilizan mucho para el filtrado y clarificacin de numerosos lquidos, tambin tienen utilidad en las industrias qumicas o en las de los textiles artificiales, industria azucarera, cervecera, vinificacin, industrias aceiteras, industria cermica o en ciertas industrias extractivas. Actualmente los filtros prensa tienen un uso preferencial en muchas industrias por los altos rendimientos obtenidos, factor determinante en la industria pesada y minera, donde se exigen respuestas muy efectivas con equipos de nivel tcnico especial.Industria de Pinturas y TintasMuchas aplicaciones en esta industria demandan un servicio fiable de 24 horas/ 7 das a la semana. Un ambiente corrosivo, elevadas temperaturas y a menudo una atmosfera inestable requiere un diseo adecuado. Los sistemas de filtracin se crearon para cumplir con estos requisitos. Los sistemas convencionales como los filtros de tambor y centrifugadoras han sido sustituidos satisfactoriamente por los Filtros Prensa.Aplicaciones tpicas: Dixido de titano (TiO2)(acabado/ desalinizacin y desechos/neutralizacin) Sosa caustica cidos RevestimientosIndustria Alimentaria y AgropecuariaLos Filtros Prensa y los sistemas de purificacin de jugo son aplicaciones estndar para la industria azucarera. Un diseo de altas prestaciones, as como un alto nivel de automatizacin convierte estos filtros en la eleccin ideal para muchas aplicaciones en este mercado.Las aplicaciones ms comunes: Vino y jugos Cerveza Aceites alimentarios Energas Verdes (Bioetanol) Residuos animales Azcar y procesos de endulzamientoIndustria Qumica y PetroqumicaLos sistemas de Filtro Prensa ofrecen amplias capacidades con procesos completamente automatizados para esta industria. Materiales resistentes a la corrosin y abrasin y un diseo slido para una operatividad de 24 horas/7 das a la semana, convierte estos sistemas de filtracin en la eleccin ideal para este mercado.Las aplicaciones tpicas: Carbonato de calcio(CaCO3) Sulfuro de bario (fluido acabado) Silicatos (producto y desecho) Polmeros (fibras) Solucin de salmuera(refrigeracin de recuperacin)Reciclado y Medio AmbientePara este tipo de industria, se tienen varios diseos de Filtro Prensa, adems de asistencia en el desarrollo en nuestro laboratorio de ensayo.

Las aplicaciones ms comunes: Procesamiento de piedras(cortar, aplicaciones de pulido y lavado de grava) Fibras de plstico(reciclaje de alfombras) Centrales elctricas (desulfuracin de gases de combustin, REA) Desechos industriales Desechos qumicosIndustria Farmacutica y BiotecnologaLa demanda de procesos meticulosamente controlados y unos entornos limpios se pueden cubrir con los sistemas de Filtro Prensa. Las aplicaciones son: Levadura Bioslidos Algas Plasma sanguneo EnzimasPulpa y PapelA pesar de que las centrifugadoras son la eleccin preferida como equipo de deshidratacin en esta industria, los sistemas de Filtro Prensa han mostrado mejores resultados con relacin a la tasa de captura de slidos, contenido de humedad final y eliminacin de sal (lavado de torta).Las aplicaciones ms comunes: Licor verde (Recuperacin en sosa) Tratamiento de residuos de revestimientoIndustria MineraLa demanda de Filtro Prensa de grandes capacidades para entornos duros, convierte a los sistemas de Filtro Prensa Putsch con su innovador sistema de descarga de tortas, en una opcin econmica para esta industria.

Las aplicaciones tpicas: Concentrado de minerales Lodos de flotacin Carbn Arcilla (caoln, bentonita, cermica)CLASIFICACINClasificacin de las Operaciones Unitarias.Las operaciones unitarias son de naturaleza fsica. Se pueden dividir en 5 grandes grupos:1. Flujo de fluidos.2. Transmisin de calor.3. Mezclado.4. Separacin: Destilacin, extraccin, absorcin, adsorcin, evaporacin, cristalizacin, humidificacin, secado, filtracin y centrifugacin.5. Manejo de slidos: Compresin, molienda, tamizado etc. No hay una clara divisin entre algunas operacionesProcesos de Separacin Fsico-Mecnico Son los Procesos en los que se usan las fuerzas fsicas y se utilizan aparatos o tcnicas mecnicas para llevar a cabo la separacin de molculas solidas. Las fuerzas fsico-mecnicas incluyen la gravitacin y la centrifugacin, las fuerzas mecnicas mencionadas y las fuerzas cinticas causadas por flujos. Las corrientes de partculas o fluidos se separan debido a los diferentes efectos que sobre ellas producen estas fuerzas.Clasificacin de los Procesos de Separacin.1. Filtracin: El problema general de la separacin de partculas slidas en lquidos se puede resolver usando gran diversidad de mtodos, dependientes del tipo de slidos de la proporcin de slidos a lquidos en la mezcla, de la viscosidad de la solucin y de otros factores. En la filtracin se establece una diferencia de presin que hace que el fluido fluya a travs de poros pequeos que impiden el paso, de las partculas slidas las que, a su vez, se acumulan sobre la tela como torta porosa.2. Precipitacin y sedimentacin: En la precipitacin y la sedimentacin las partculas se separan del fluido debido a las fuerzas gravitacionales que actan sobre las partculas de tamaos y densidades diferentes.3. Precipitacin y sedimentacin por centrifugacin: En las separaciones por centrifugacin, las partculas se separan del fluido a causa de las fuerzas que actan sobre las partculas de tamaos y densidades diferentes.4. Reduccin Mecnica de tamao y separacin: En la Reduccin mecnica de tamao, las partculas solidas se fragmentan por medios mecnicos en tamaos ms pequeos y se separan de acuerdo con sus dimensiones. En el presente trabajo solo se enfocar en el proceso de Filtracin, proporcionando un anlisis y as un diseo de una operacin de filtrado a nivel planta piloto en Fes Zaragoza.La filtracin se considera como una operacin unitaria y est comprendida las separaciones mecnicas, basadas en diferencias fsicas de las partculas se define como la separacin de las partculas slidas suspendidas en un fluido forzndolas a pasar a travs de un medio poroso, fibroso o granular. La filtracin tiene por objeto lo siguiente:1. Clarificacin de slidos2. Recuperacin de slidos3. Recuperacin de lquidos4. Recuperacin de ambas fases5. Filtracin para facilitar otras operaciones como: presecado, lavado de materiales solubles depositados en los slidos, etc. En la filtracin, las partculas suspendidas en un fluido, ya sea lquido o gas, se separan mecnicamente o fsicamente usando un medio poroso que retiene las partculas en forma de fase separadas que permiten el paso del filtrado sin slido. Las filtraciones comerciales cubren una amplia gama de aplicaciones. El fluido puede ser un gas o un lquido. Las partculas slidas suspendidas pueden ser muy finas (del orden micrmetros) o bastantes grandes, muy rgidas o plsticas, esfricas o de forma muy irregular, agregados o partculas individuales. El producto valioso puede ser el filtrado sin slidos o la torta slida. En algunos de los casos, se requiere una eliminacin completa de las partculas slidas y en otros, basta una eliminacin parcial. La alimentacin o suspensin de entrada puede contener una gran carga de partculas slidas o una proporcin baja. Cuando la concentracin es mnima, los filtros operan por tiempos muy largos, antes de que sea necesario limpiar el medio filtrante. Debido a la gran diversidad de problemas de filtracin, se ha desarrollado un enorme nmero de equipos de filtracin. El equipo de filtracin difiere del de laboratorio nicamente en lo que respecta a la cantidad de materia que se maneja y en la necesidad de operar en bajos costos.La filtracin y los filtros se pueden clasificar en varias formas:1. Por la fuerza impulsora. Se induce el flujo del filtrado por el medio filtrante mediante la carga hidrosttica (gravedad), presin sobreatmosfrica o vacio aplicado corriente abajo del citado medio o fuerza centrfuga a travs de este ltimo. La filtracin centrifuga se asocia por lo comn a la sedimentacin centrfuga, y ambas son objeto de estudio bajo el ttulo Centrfugas.2. Por el mecanismo de filtracin. Aunque el mecanismo para la separacin y acumulacin de slidos no se comprende claramente, dos modelos suelen ser considerados y constituyen la base para la aplicacin de la teora al proceso de filtracin. Cuando los slidos quedan detenidos en la superficie de un medio de filtracin y se amontonan unos sobre otros para formar una torta de creciente espesor, la separacin es conocida como filtracin de torta. Cuando los slidos quedan atrapados dentro de los poros o cuerpo del medio filtracin, se le denomina medio filtrante de profundidad, o filtracin clarificadora.3. Por la funcin. La meta del proceso de filtracin puede ser la obtencin de slidos secos (la torta es el producto de valor), lquido clarificado (el filtrado es el producto valioso) o ambas cosas. La recuperacin de buenos slidos se obtiene mejor mediante la filtracin de la torta, mientras que la clasificacin del lquido se logra ya sea por la filtracin de profundidad o de torta.4. Por ciclo operacional. Los filtros pueden ser intermitentes (por lotes) o continuos y los filtros por lotes se pueden manejar con una fuerza impulsora de presin constante, a la velocidad constante o en ciclos variables, con respecto tanto a la presin como la velocidad. El ciclo por lotes puede variar grandemente, dependiendo del rea del filtrado y la carga de slidos. 5. Por la naturaleza de los slidos. La filtracin de tortas puede incluir una acumulacin de slidos o sustancialmente incompresibles, que corresponde, ms o menos, en la filtracin de medio del filtro, a partculas deformables y rgidas. El tamao de partculas o de agregados de partculas puede ser del mismo orden de magnitud que el tamao de poros mnimos de la mayor parte de los medios de filtracin (1 a 10 micras y mayores) o ms pequeos (de 1 micra hasta las dimensiones de las bacterias o, incluso, las molculas grandes).

Otras Caractersticas de la FiltracinDe modo general, la eficiencia de remocin de partculas suspendidas en medio filtrante, est relacionada con las siguientes caractersticas de la suspensin:1. Tipo de partculas suspendidas2. Tamao de las partculas suspendidas3. Densidad de las partculas suspendidas4. Resistencia o dureza de las partculas suspendidas (flculos)5. Temperatura del agua a ser filtrada6. Concentracin de partculas en el afluente7. Potencial Zeta de la suspensin 8. PH del afluente

1. Tipo de Partculas SuspendidasLa filtracin de flculo que no sedimentan en una planta de ablandamiento difiere sustancialmente del caso en que se tienen flculo provenientes de pretratamiento con una sal de fierro o aluminio. Por otro lado, el tipo de partculas primarias presentes en el agua cruda influye en la eficiencia de la filtracin. Por ejemplo, la existencia de algas en el afluente a los filtros de una instalacin de filtracin directa, influye en la formacin de curvas de prdida de carga ms acentuadas que aquellas en el que el afluente solo posee partculas suspendidas coaguladas de arcilla o slice.

2. Tamao de las Partculas SuspendidasExiste un tamao crtico de partculas suspendidas, del orden de 1m, para la cual se tiene menos oportunidad de contacto entre la partcula suspendida y el grano del medio filtrante. Este hecho se puede observar desde el principio cuando el medio filtrante est limpio, hasta el final de la carrera de filtracin. Algunos productos qumicos, como los coagulantes tradicionales y polmeros pueden usarse para ajustar el tamao de las partculas suspendidas de modo de obtener una eficiencia mayor. Las partculas menores que el tamao crtico sern removidas eficientemente debido a la accin de otros mecanismos, como la interceptacin y sedimentacin.

3. Densidad de las Partculas SuspendidasCuanto mayor sea la densidad de las partculas suspendidas, mayor ser la eficiencia de remocin de las partculas de tamao superior al crtico mencionada anteriormente.4. Resistencia o Dureza de los FlculoLa dureza de los flculo es otro factor importante en la filtracin rpida, pues los flculo dbiles tienden a fragmentarse y penetrar fcilmente en el interior del medio filtrante, favorecido que ocurra el traspase final de la turbidez lmite, mientras que los flculo duros o resistentes no se fragmentan fcilmente, pero producen una prdida de carga mayor.5. TemperaturaEn general, el aumento de temperatura conduce a una eficiencia mayor pues se tiene un aumento de energa termodinmica en las partculas del agua y consecuentemente, la difusin se vuelve un mecanismo importante cuando se tienen partculas suspendidas menores de una micra. Por otro lado, la disminucin de la viscosidad facilita la accin del mecanismo de sedimentacin de partculas de 1m.6. Concentracin de Partculas SuspendidasCuando el medio filtrante se encuentra limpio la eficiencia de remocin depende de la concentracin de partculas en el afluente. Despus del algn tiempo de filtracin, la eficiencia de remocin aumenta con el aumento de concentracin de las partculas suspendidas en el afluente, pues las partculas retenidas hacen de colectoras con otras partculas suspendidas. Evidentemente. Al existir una eficiencia de remocin mayor con el aumento de concentracin, la curva de prdida de carga en funcin del tiempo ser ms acentuada.7. Potencial ZCuando las partculas suspendidas y los granos del medio filtrante tienen potencial Z del mismo signo, la interaccin entre las capas dificulta la adherencia, reduciendo la eficiencia de remocin. Como los materiales filtrantes usuales presentan potenciales Z negativas, sera conveniente que las partculas suspendidas tuviesen potencial Z negativo.

8. PH del afluenteEl pH influye en la capacidad de intercambio inico entre las partculas suspendidas y los granos del medio filtrante. Para valores pH inferiores a 7,0 disminuye el intercambio de cationes y aumenta el intercambio de aniones sobre las superficies positivas; mientras que para los valores pH superiores a 7,0 se produce un aumento en el intercambio de cationes y una disminucin en el intercambio de aniones sobre las superficies negativas.

CARACTERISTICAS DEL MEDIO FILTRANTEEntre las caractersticas del medio filtrante que influyen en la filtracin se destacan: el tipo del medio filtrante El tamao efectivo del material filtrante El espesor de la capa filtrante

Tipo del Medio FiltranteEl tipo del medio filtrante debe seleccionarse basndose en la calidad que se desea para el agua filtrada. Adicionalmente, tambin debe tenerse en cuenta, la duracin de la carrera de filtracin y la facilidad de lavado. Un medio filtrante ideal es aquel de una determinada granulometra y granos de un cierto peso especfico, que requiere una cantidad mnima de agua para ser lavado especficamente y que es capaz de remover la mayor cantidad posible de partculas suspendidas, produciendo un efluente de buena calidad. Tamao Efectivo del Medio FiltranteLos materiales filtrantes se especifican sobre la base de por lo menos cuatro caractersticas: Tamao efectivo : en relacin al porcentaje (en peso) que pasa por las mallas de una serie granulomtrica, el tamao efectivo se refiere al tamao de granos correspondientes al porcentaje de 10%. Coeficiente de uniformidad : con relacin al porcentaje (en peso) que pasa por las mallas de una serie granulomtrica, el coeficiente de uniformidad es igual a la relacin entre el tamao de los granos correspondientes al 60% y el tamao de los granos correspondiente al 10%. Forma: la forma de los granos normalmente se evala en funcin del coeficiente de esfericidad , que es igual a la relacin entre el dimetro de una esfera, de velocidad de sedimentacin igual a la del los granos considerado, y el tamao medio de los granos entre dos mallas consecutivas de la serie granulomtrica, entre las que se prepar el medio filtrante. Peso especfico : el peso especfico del material es igual al peso de los granos dividido por el volumen efectivo que ocupa los granos.Estas cuatro caractersticas son muy importantes para especificar los materiales que componen un medio filtrante de dos o ms capas. Espesor de las Capas FiltrantesLa operacin ideal de un filtro es aquella en que la perdida de carga mxima se produce en el mismo instante en que el efluente presenta la turbiedad lmite, conforme se puede observar cualitativamente en la Figura 5 que muestra la curva de prdida de carga y del espesor del medio filtrante, para una determinada tasa de filtracin, turbiedad lmite fijada, prdida de carga lmite fijada, e invariables las dems caractersticas de la suspensin y del medio filtrante.Aplicaciones de la operacin filtracin.Entre las aplicaciones de los filtros se debe mencionar que, aparte de la filtracin propiamente dicha, stos pueden realizar otras funciones de separacin slido-lquido como: Clarificacin, Extraccin, Lavado de Torta, Deshidratacin Recuperacin de Sustancias.La filtracin se emplea en un gran nmero de procesos relacionados con industrias muy diversas; como ejemplo se citan las siguientes: Qumica: Filtracin de azufre fundido, silicato sdico, cido ctrico, resinas y fibras sintticas, plsticos. Farmacutica: Produccin de vitaminas y antibiticos Alimentaria: Filtracin de glucosa, fructosa y azcares, jugos de frutas, cerveza, vino, En la produccin de azcar se emplean filtros de vaco siempre que es necesaria la separacin de materia slida de un lquido, tambin aparecen centrfugas. En la produccin de zumos de frutas, hay que sealar que est aumentada la utilizacin de filtros para espesamiento de tipo continuo frente a los tpicos decantadores.En el embotellado vino o zumos de frutas, se emplean los filtros de placas como filtro final para la esterilizacin. Otros usos de los filtros en la industria del vino se dan en bodega para filtracin clarificante y eliminacin de turbidez si se coloca el filtro entre dos tanques. Industria del aceite: Pulido de aceites, blanqueo y dimerizacin. Agroqumica: Produccin de insecticidas Petroqumica: Separacin de distintos componentes como la posibilidad de obtencin de parafinas cristalinas de las que no lo son Recuperacin y refino de metales: Por ejemplo filtracin de sales de zinc, cobre, nquel, etc.Otro ejemplo es el tratamiento de minerales sulfurosos para la extraccin de oro. El mineral despus de ser concentrado en el circuito de flotacin, debe ser lavado para eliminar las sales en exceso que tienen un efecto perjudicial en el proceso posterior de tostacin. El mtodo elegido para este proceso es el de filtracin porque no slo consigue el lavado requerido sino que produce una torta que se puede transportar fcilmente al lugar de tostacin. La filtracin y el lavado se llevan a cabo usando dos filtros de banda que producen una torta con una humedad aproximada del 15%. Cermica, Pinturas, pigmentos, tintes, barnices- Tratamiento de aguas residuales: Tanto urbanas como procedentes de instalaciones industriales. La filtracin aparece en el acondicionamiento de aguas residuales y en el tratamiento de fangos.La filtracin de agua implica su paso a travs de capas de arena, carbn y otros materiales granulares para eliminar microorganismos y cualquier flculo o sedimento que pudiera quedar.Tambin se emplean los filtros prensa en la filtracin de fangos urbanos. El acondicionamiento se realiza con cal y cloruro frrico que mejora el espesamiento. Se consiguen humedades residuales del 50%.

Otras posibles aplicaciones son: Produccin de cemento va hmeda Para la obtencin de sal en salinas, como se muestra en el siguiente diagrama: Tambin es posible el tratamiento de productos peligrosos para el medio ambiente en filtros Nutcha, gracias a su estanqueidad.

CAPTULO 2 TEORIATEORA DE LA FILTRACIN La filtracin ha evolucionado como un arte prctico, en vez de desarrollarse como una ciencia terica. Sin embargo, la teora la filtracin ha recibido una atencin continua desde los primeros trabajos de Carman y Ruth, hace medio siglo. Los esfuerzos tericos han consistido, principalmente, en la cuantificacin de la relacin comn de velocidad. Velocidad = fuerza de impulsora / resistenciaDonde, para el caso general de la filtracin, la resistencia es la suma de la resistencia del medio filtrante y la de la torta. En aos recientes se ha incrementado la aplicacin de la teora a los problemas industriales con el estmulo de varios cientficos, en especial Tiller y Pruchas.La teora de la filtracin, aunque nunca se utilizo como base exclusiva para el diseo de un filtro para una operacin dada, es valiosa para interpretar anlisis de laboratorios, buscar las condiciones ptimas de filtracin y predecir los efectos de los cambios en las condiciones operacionales. El empleo de la teora de filtracin esta limitados por el hecho de que las caractersticas de filtracin se deben determinar siempre en la lechada real de que torta, puesto que los datos obtenidos con una lechada no son aplicables a otra. Esto es cierto si consideramos la naturaleza y el historial de las partculas slidas y su interaccin, cuya complejidad empieza a recibir la atencin necesaria.Una vez que se forma la capa de partculas slidas en el medio filtrante, su superficie acta como medio filtrante, de modo que los slidos se depositan y se agregan al espesor de la torta, mientras que el licor claro pasa por ella. Por consiguiente, la torta se compone de una masa a granel de partculas de formas irregulares, por entre las cuales corren canales pequeos. El flujo de licor a travs de los canales es siempre aerodinmico y, por tanto, se puede representar por medio de la ecuacin de Poiseuille, que se adapta en la forma: (1)La velocidad de filtracin se expresa adecuadamente en funcin del volumen de filtrado recogido , el rea de la superficie de filtracin A y el tiempo . es la cada total de presin en el medio de filtro y la torta depositada en l. La viscosidad es la del filtrado.La velocidad se puede expresar tambin en trminos de , la masa de slidos acumulados en la torta seca, correspondiente a . se relaciona con mediante un balance simple de materiales, * de modo que: (2)En donde es la masa de slidos de la torta seca por unidad de volumen de filtrado; , la densidad del filtrado; , la fraccin de masa de los slidos de la torta en lechada (o suspensin), y , la relacin de masas de la torta con la presin mediantes la expresin (3)En donde es una constante determinada en gran parte por el tamao de las partculas que forman la torta;, la compresibilidad de la torta, que vara de cero para las tortas e incompresibles, como las de diatomita y arena fina, a 1.0 para las tortas muy compresibles. Para la mayor parte de las lechadas industriales, se encuentra entre 0.1 y 0.8. El smbolo representa la resistencia del rea unitaria del medio de filtracin; pero incluye otras prdidas (aparte de las que se producen a travs de la torta y el medio) en el sistema, donde es la cada de presin.Para utilizar la ecuacin (1) es necesario conocer el patrn del proceso de filtracin, es decir, la variacin de la velocidad del flujo y la presin con respecto al tiempo. Por lo general, el mecanismo de bombeo determina las caractersticas del flujo de filtracin y sirve de base a las tres categoras siguientes:1. Filtracin a presin constante. El mecanismo de impulso es gas comprimido, que se mantiene a una presin constante.2. Filtracin a velocidad constante. Se utilizan varios tipos de bombas de desplazamiento positivo.3. Filtracin a presin y velocidad variables. El empleo de una bomba centrifuga da por resultado este patrn: la velocidad de descarga disminuye al incrementar la contrapresin.Filtracin a presin constante. La ecuacin (1) se puede integrar como sigue para filtracin a presin constante, dando la relacin entre las mediciones de filtrado y el tiempo total. (4a) (4b) (4c)Para una filtracin dada a presin constante, esto se puede simplificar a (4d)En donde son constantes para las condiciones empleadas. Se debe observar que dependen de la presin de filtracin no slo del modo explicito evidente, sino tambin en el sentido implcito de que son, generalmente, dependientes de .Filtracin a velocidad constante. Para tortas sustancialmente incomprensibles, se puede integrar la ecuacin (1) para una velocidad constante de alimentacin de lechada al filtro, con el fin de obtener las siguientes ecuaciones, en las cuales se considera la resistencia del medio filtrante como el componente equivalente de presin constante que se debe deducir de la cada total creciente de presin para dar la presin variable a travs de la torta del filtro (5a)Que se puede escribir tambin como: (5b)En esas ecuaciones, es la cada de presin en el medio del filtro

Para una operacin dada a velocidad constante, las ecuaciones se pueden simplificar a (5c)En donde son constantes para las condiciones dadas.Filtracin a velocidad y presin variables. El modelo de esta categora complica la utilizacin de la ecuacin de velocidad bsica. El mtodo de Tiller y Crump puede ser utilizado para integrar la ecuacin cuando existe la curva caracterstica de alimentacin de la bomba.FUNDAMENTOS DE LA FILTRACIN

La filtracin es un ejemplo especial del flujo a travs de medios porosos. En filtracin tales resistencias aumentan con el tiempo a medida que el medio filtrante se va obstruyendo o se forma una torta de filtracin. Las principales magnitudes de inters son la velocidad de flujo a travs del filtro y la cada de presin en la unidad. A medida que transcurre el proceso, o bien disminuye la velocidad de flujo o aumenta la cada de presin. En la llamada filtracin a presin constante la cada de presin permanece constante y la velocidad de flujo va disminuyendo con el tiempo; menos frecuente es que la presin aumente progresivamente para dar lugar a la llamada filtracin a velocidad constante.

Una ecuacin general para todos los tipos de filtracin a presin constante fue desarrollada por Hermans y Bredeg en 1935. Su ecuacin es

(1)V = volumen de lquido filtrado, o simplemente filtrado, recogido durante el tiempo tk, n = constantes

En la filtracin de clarificacin n puede ser 2,, o 1, dependiendo del mecanismo para el cual se deposite la partcula. En la filtracin de torta n = 0. Para la filtracin a velocidad constante la ecuacin de Hermans-Brede es

(2)

Donde P es la cada de presin a travs del filtro y n tiene los mismos valores que en la Ecuacin anterior.

El tratamiento que sigue se refiere fundamentalmente a la filtracin de lquidos, si bien fundamentos similares son aplicables a la filtracin de gases.Fundamentos de la clarificacin

Si las partculas slidas que han de separarse obstruyen completamente los poros del medio filtrante, y la velocidad de obstruccin es constante con el tiempo, el mecanismo se conoce como coludo directo, para el cual n en las Ecuaciones (1) y (2) adquiere el valor 2. El colado directo se produce en raras ocasiones.

Mucho ms frecuente es que las partculas bloqueen parcialmente los poros dando lugar a una gradual reduccin del tamao de los mismos; este mecanismo recibe el nombre de bloqueo estndar, para el que n = 3/2. Ocasionalmente, durante la transicin entre la clarificacin y la formacin de la torta puede haber un perodo durante el cual n = 1, recibiendo entonces el nombre de bloqueo intermedio.El bloqueo estndar es el mecanismo habitual en los filtros de clarificacin. Con n = 3/2, la integracin de la Ecuacin (1) conduce a las siguientes ecuaciones para la filtracin a presin constante

(3) (4)

Dondeq = dV/dt, es la velocidad volumtrica de flujo a travs del filtro qo = velocidad de flujo para t = 0 K3 =constante igual a k2/2q01/2

A partir de la Ecuacin (2) para la filtracin a volumen constante

(5)Donde

Po = es la cada de presin al comienzo de la filtracin.

Fundamentos de la filtracin de torta

En la filtracin de torta el lquido pasa a travs de dos resistencias en serie: la de la torta y la del medio filtrante. La resistencia del medio filtrante, que es la nica resistencia en los filtros clarificadores, normalmente slo es importante durante las primeras etapas de la filtracin de torta. La resistencia de la torta es nula al principio y aumenta con el tiempo a medida que transcurre la filtracin. Si la torta se lava despus de la filtracin, ambas resistencias son constantes durante el perodo de lavado, y la del medio filtrante es generalmente despreciable. La cada total de presin en un instante cualquiera es la suma de las cadas de presin en el medio filtrante y en la torta. Si Pa es la presin interior, Pb la presin exterior y p la presin en el lmite de separacin entre el medio filtrante y la torta,

donde p = cada global de presin p, = cada de presin en la torta Ap, = cada de presin en el medio filtrante

Cada de presin a travs de la torta de filtracin

La Figura 1 muestra esquemticamente una seccin transversal de la torta de filtracin y del medio filtrante para un tiempo definido t a partir del comienzo del flujo de filtrado. Para este tiempo el espesor de la torta, medido desde el medio filtrante, es Lc. El rea del filtro, medida perpendicularmente a la direccin de flujo, A. Considrese la delgada capa de torta de espesor dL situada en la torta a una distancia L del medio filtrante. Sea la presin en este punto p. Esta capa consta de un delgado lecho de partculas slidas a travs de las cuales fluye el filtrado. En un lecho filtrante la velocidad es suficientemente baja para asegurar que el flujo es laminar. En consecuencia, se puede utilizar la Ecuacin (7.18) como punto de partida para el tratamiento de la cada de presin a travs de la torta, teniendo en cuenta que p/L = -dp/dL, y que para flujo laminar k2 en la Ecuacin (7.18) es 0. Si la velocidad del filtrado se representa por U, la Ecuacin (7.18) se transforma en 4

donde dp/dL = gradiente de presin para el espesor L p= viscosidad del filtrado u = velocidad lineal del filtrado basado en el rea del filtrosp = superficie de una sola partculavp = volumen de una sola partculaE = porosidad de la tortak, = constanteg, = factor de proporcionalidad de la ley de Newton

Figura 1. Seccin transversal del medio filtrante y de la torta mostrando los gradientes de la presin: P presin del fluido, L distancia desde el medio filtrante

Para partculas de tamao y forma definida dispuestas al azar, k3 = 4,167.La velocidad lineal u viene dada por la ecuacin

donde V es el volumen de filtrado recogido desde el comienzo de la filtracin hasta el tiempo t. Puesto que el filtrado tiene que pasar a travs de toda la torta, V/A tiene el mismo valor para todas las capas y u es independiente de L.

El volumen de slidos en la capa es A (l - E) dL, y si pp es la densidad de las partculas, la masa dm de slidos en la capa es

Eliminando dL de las Ecuaciones (7) y (9) se obtiene

(10)

Tortas de filtracin compresible e incompresible. En la filtracin a bajas cadas de presin de suspensiones que contienen partculas rgidas y uniformes, todos los factores del segundo miembro de la Ecuacin (10), excepto m, son independientes de L. y la ecuacin es directamente integrable para el espesor de la torta.Si m, es la masa total de slidos en la torta, el resultado es

(11)

Las tortas de filtracin de este tipo reciben el nombre de incompresibles. Para utilizar la Ecuacin (11) se define una resistencia especfica de la torta, , definida por la ecuacin(12)

Donde(13)Para tortas incompresibles es independiente de la cada de presin y de la posicin en la torta.La mayor parte de las tortas que se encuentran en las operaciones industriales no estn formadas por partculas rgidas individuales. La suspensin consiste en una mezcla de aglomerados, o flculos, consistentes en dbiles acoplamientos de partculas muy pequeas, y la resistencia de la torta depende de las propiedades de los flculos en vez de la geometra de las partculas individuales7. Los flculos se depositan sobre la cara de la torta situada aguas arriba y forma un complicado entramado de canalillos para los que la Ecuacin (10) no es estrictamente aplicable. La resistencia de tal suspensin depende del mtodo utilizado en la preparacin de la suspensin as como a la edad y temperatura del material. Por otra parte, los flculos son distorsionados y rotos por las fuerzas existentes en la torta, de forma que los factores E, k3 y sp/vp varan de una capa a otra.Una torta de filtracin de este tipo se denomina compresible, y en ella vara de un lugar a otro; tambin vara con la presin aplicada y, en algunos casos, con el tiempo. En consecuencia, la Ecuacin (11) no es estrictamente aplicable. Sin embargo, en la prctica, la variacin de con el tiempo y la localizacin se suele ignorar. Para los clculos se obtiene experimentalmente un valor medio para el material que se filtra. A veces los experimentos se realizan a diferentes presiones de forma que puede correlacionarse con la cada de presin.Resistencia del medio filtrante. La resistencia del medio filtrante R, se puede definir, por analoga con la Ecuacin (12), mediante la ecuacin (14)

La dimensin de Rm es L-1La resistencia del medio filtrante Rm vara con la cada de presin y con el tiempo y la limpieza del medio filtrante, pero como slo es importante durante las primeras etapas de la filtracin, casi siempre resulta satisfactorio suponer que es constante durante cualquier filtracin y obtener su valor a partir de datos experimentales. Cuando Rm se trata como una constante emprica, incluye tambin cualquier resistencia al flujo que pueda existir en las lneas de acceso y salida del filtro.A partir de las Ecuaciones (12) y (14), (15)

Desde un punto de vista estricto, la resistencia de la torta es una funcin de pc, en vez de p. Durante la etapa importante de la filtracin, que es cuando la torta tiene un espesor apreciable, pm es pequeo en comparacin de pc y el efecto sobre el valor de al efectuar la integracin de la Ecuacin (11) sobre un intervalo Ap en vez de Ap, puede ignorarse con toda seguridad. Por tanto, en la Ecuacin (15) se toma como una funcin de Ap.Al utilizar la Ecuacin (15) es conveniente sustituir u, la velocidad lineal del filtrado, y m, la masa total de slido en la torta, por funciones de V, el volumen total de filtrado recogido durante el tiempo t. La Ecuacin (8) relaciona u y V, y un balance de materia relaciona mc y V. Si c es la masa de partculas depositadas en el filtro por unidad de volumen de filtrado t, la masa de slidos en el filtro en el tiempo t es Vc, ymc = Vc (16)Sustituyendo u de la Ecuacin (8) y m, de la Ecuacin (16) en la Ecuacin (14), se obtiene

MEDIOS FILTRANTESTodos los filtros requieren un medio filtrante para la retencin de slidos, ya sea que el filtro est adaptado para la filtracin de torta, medio filtracin o filtracin de profundidad. La especificacin de un medio de filtracin est basada en la retencin de un tamao mnimo de partcula y eficiencia de separacin, as como tambin en un trmino aceptable de vida del medio filtrante dentro del medio ambiental del filtro. Para la filtracin de la torta, la seleccin del medio filtrante incluye la optimizacin de los siguientes factores:1. Capacidad para detener los slidos sobre sus poros con rapidez, despus de que se inicia la alimentacin (o sea, propensin mnima a las purgas).2. Velocidad baja de arrastre de slidos dentro de sus intersticios (o sea, propensin mnima a los atascamientos).3. Resistencia mnima al flujo de filtrado (o sea, velocidad elevada de produccin).4. Resistencia a los ataques mnimos5. Suficiente resistencia para sostener la presin de filtracin6. Resistencia aceptable al desgaste mecnico.7. Capacidad para descargar la torta con facilidad y limpieza.8. Capacidad para conformarse mecnicamente al tipo de filtro con el cual se utilizara.9. Costo mnimo.Para la filtracin con medios filtrantes, se aplican los atributos 3, 4, 5,8 y 9 de la lista anterior y es preciso agregarles:a) Capacidad para retener los slidos que se requierenb) Libertad de descarga de pelusa o algn otro material adulterador en el filtradoc) Capacidad para no atascarse con rapidez (o sea, larga duracin).En la seleccin del medio filtrante se incluyen innumerables tipos de telas, tejidos de fibras fieltro o fibras no tejidas, y slidos porosos o perforados, membranas polimricas o slidos particulados en forma de un lecho permeable. Todos los tipos de medio filtrantes se encuentran disponibles en gran variedad de materiales.Telas de Fibras Tejidas. Para la filtracin de torta estas telas son el tipo ms usual de medio filtrante. Existen gran variedad de materiales con sus factores de resistencia qumica y temperatura. Aparte del material de las fibras, ciertas caractersticas de construccin describen la tela filtrante, a saber: 1)tejido, 2)estilo, 3)peso, 4)cuenta, 5)pliegues, y 6)nmero de hilaza. De los muchos tipos de tejidos disponibles slo cuatro son utilizados en forma amplia con medios filtrantes: lisos (cuadrados), tejido, sarga, tejido de cadena y satn.Todos estos tejidos se pueden confeccionar a partir de cualquier fibra textil, natural o sinttica. Se pueden tejer de hilazas de multifilamentos o monofilamentos continuos. El desempeo de la tela para filtros depende del tejido y del tipo de hilaza, y sus graduaciones se indican en la tabla 19-11.Telas Metlicas o Cedazos. Existen en varios tipos de tejidos en nquel, cobre, latn, bronce, aluminio, acero, acero inoxidable, Monel y muchas otras aleaciones. En el tejido liso, el espaciamiento ms cerrado del alambre que existe es el de malla 400, lo cual limita el empleo de este tejido con las pulpas, las lechadas cristalinas gruesas, etc. Los llamados tejidos holandeses emplean alambres largos y rectos, relativamente anchos y de espaciamiento recto que permiten que el relleno, torcido y relativamente pequeo, se pueda tejer en forma mucho ms cerrada, proporcionando un buen medio para la filtracin de pulpas y cristales finos. Sin embrago, este tipo de tejido tiende a atascarse con facilidad cuando se filtran partculas suaves y amorfas; utilizando la filtracin conveniente se simplifica este problema. La gran resistencia a la corrosin y a la alta temperatura mediante la seleccin adecuada de metales, hace que en filtraciones hechas con medios filtrantes metlicos sean recomendables, sobre todo por su larga vida. Esta ventaja se acenta muy especialmente cuando se maneja materias txicas en filtros cerrados en que es menor una exposicin mnima del personal de mantenimiento.Fieltros Prensados y Borra de Algodn. Estos materiales se utilizan para filtrar partculas gelatinosas de pinturas, soluciones de hilados y otros lquidos viscosos. La filtracin se produce mediante la deposicin de las partculas sobre las fibras a travs de la trama.Tramas no Tejidas. Estn hechas de fibras sintticas como polister, nylon, o poliolefinas. Estas tramas son autoadheribles en capas que preceden a la extrusin de la fusin; son ms ligeras y ms delgadas que los fieltros y a menudo se utilizan en multicapas. El peso de la trama puede variar entre 14 a 369 (0.4 a 10.9 ). En la gama de bajo peso se emplean para la filtracin por gravedad de aceites ligeros, mientras que las de mayor peso son utilizadas para fluidos muy viscosos y para separar partculas tan pequeas como de 5 de dimetro.Papeles de Filtro. Estos papeles se suministran en una amplia gama de permeabilidad, espesor y resistencia. Por lo que se refiere a las caractersticas de este material, poseen baja resistencia; sin embrago, requieren una placa de fondo como soporte.Medios Porosos Rgidos. Estos medios se encuentran disponibles en hojas o placas y en tubos. Los materiales utilizados incluyen acero inoxidable sinterizado y otros metales, grafito, xido de aluminio, slice, porcelana y algunos plsticos, gama que permite un amplio intervalo de resistencia a la temperatura y a los productos qumicos. La mayor parte de las aplicaciones son para la clarificacin.Membranas Polimricas. Estas membranas se utilizan en las aplicaciones de filtracin para la separacin de partculas finas, por ejemplo, en la microfiltracin y ultrafiltracin (la clarificacin incluye la eliminacin de partculas de 1 y menores). Las membranas se fabrican con diversos materiales y los ms comunes son los acetatos de celulosa y las poliamidas. Lechos Granulares de Slidos Particulados. Los lechos de slidos, por ejemplo, arena o carbn, se utilizan como medio filtrante la clarificacin de agua o soluciones qumicas que contienen pequeas cantidades de partculas en suspensin. Se pueden adquirir los grnulos para filtro con el dimetro de partcula deseada. Con frecuencia, los lechos se fabrican en capas de diferentes materiales y varios tamaos de partcula.TABLA 19-11 EFECTOS DE LOS TIPOS DE TEJIDOS E HILAZAS SOBRE LOS MEDIOS FILTRANTESVelocidad ms alta de flujoMayor retencinMejor descarga de tortaMenor humedad en las tortasResistencia a la aglutinacin

Tejidos:

Burdo o liso.41444

Cruzado..23222

Cadena..32333

Satn14111

Hilaza:

De un hilo..13111

De hilos mltiple.22222

Embobinada.31333

Aspectos TericosFiltracinLa filtracin es una de las tcnicas de separacin ms antiguas. Es un mtodo fsico-mecnico para la separacin de mezclas de sustancias compuestas de diferentes fases (fase = componente homogneo en un determinado estado de agregacin). Un medio filtrante poroso es atravesado por un lquido o gas (fase 1) y las partculas slidas o gotculas de un lquido (fase 2) quedan retenidas en la superficie o en el interior del medio filtrante.En funcin de las fases se distinguen diferentes campos de aplicacin:Filtracin de Partculas slidas de lquidos (suspensiones) Partculas slidas de gases Gotculas lquidas de gases (aerosoles) Gotculas de un lquido no miscible de otro lquido (emulsiones) con ayuda de la filtracin se pueden separar componentes slidos de suspensiones o gases, as como componentes lquidos de aerosoles o emulsiones. Mediante un filtro hidrfobo se puede filtrar p.ej. agua de combustibles. Aire u otros gases se pueden limpiar de aerosoles de agua, aceite o alquitrn. Con ayuda de la filtracin se pueden separar componentes slidos de suspensiones o gases, as como componentes lquidos de aerosoles o emulsiones. Mediante un filtro hidrfobo se puede filtrar p.ej. agua de combustibles. Aire u otros gases se pueden limpiar de aerosoles de agua, aceite o alquitrn. En funcin del problema o bien de la finalidad de la filtracin, se distingue entre filtracin de separacin o filtracin clarificante. En el caso de la filtracin de separacin, se trata de recuperar un determinado slido de un lquido (torta de filtrado) para seguir trabajando con el slido. Aqu no es imprescindible que todas las partculas sean eliminadas del lquido. Contrariamente, en la filtracin clarificante, el lquido se debe limpiar en lo posible completamente de componentes indeseados o precipitados, para poder seguir trabajando con el lquido purificado. La filtracin tiene una amplia gama de aplicaciones: desde el procedimiento analtico en el laboratorio hasta aplicaciones tcnicas en grandes lneas de produccin. En prcticamente todas las ramas industriales.La eleccin del tipo de filtro ms adecuado depende de muchos factores diferentes: de la especie, cantidad y tamao de partculas a separar, de la especie, volumen y temperatura del medio a filtrar, as como del mtodo de filtracin y de la precisin requerida. Las exigencias para el filtro son tan diferentes como lo son cada uno de los campos de aplicacin. Se tienen que tener en cuenta las caractersticas qumicas y fsicas de la muestra a filtrar, as como el consiguiente anlisis o manipulacin del precipitado o del filtrado.

CAPTULO 3 EQUIPOS PARA LA FILTRACIN

FILTROS DE TORTA Los filtros en los que se acumulan cantidades apreciables y visibles de slidos sobre la superficie del medio filtrante se conocen como filtros de torta. La lechada de alimentacin puede tener una concentracin de slidos que vara desde 1% hasta ms de 40%. El medio filtrante en que se forma la torta es relativamente abierta, para minimizar la resistencia al flujo ya que, una vez que se forma la torta, sta se vuelve un medio filtrante eficaz. Por consiguiente, el filtrado inicial puede contener cierta cantidad inaceptable de slidos, hasta que se logra la formacin de la torta. Esta situacin se puede tolerar debido a la recirculacin del filtrado hasta obtener una claridad aceptable, o bien, mediante la instalacin de un filtro de pulido, aguas abajo (del tipo de clarificacin).Los filtros de torta se utilizan cuando el producto deseado de la filtracin son los slidos, el filtrado o ambos. Cuando el filtrado constituye el productos deseado, el grado de eliminacin del lquido en la torta por lavado o soplado con aire o gas comprimido se convierte en una optimizacin econmica. Cuando la torta constituye el producto deseado, el incentivo es la obtencin de una torta pura por lavado, soplado o, en ocasiones, el prensado mecnico para la extraccin del lquido residual.En la filtracin de la torta est implcita la eliminacin y el manejo de los slidos, ya que por lo general la torta est relativamente seca y compactada. Las tortas pueden ser pegajosas y difciles de manejar; en consecuencia, la capacidad del filtro para descargar la torta limpiamente es un criterio importante en la seleccin del equipo.Desde el punto de vista de la operacin, algunos filtros son dispositivos intermitentes, pero otros son continuos. Esta diferencia proporciona la base principal para la clasificacin de los filtros de torta en el anlisis que se presentan a continuacin. La fuerza impulsora por medio de la cual funciona el filtro carga hidrosttica (gravedad), presin proporcionada por una bomba o un colchn de gas, o presin atmosfrica (vacio) se utiliza como un criterio secundario.

FILTROS INTERMITENTES DE TORTAFiltros Nutsche El Nutsche es uno de los filtros intermitentes ms simples y consiste en un tanque con un fondo falso, perforado o poroso, sobre el que se apoya el medio filtrante, o bien, acta como el medio filtrante. La lechada alimenta al recipiente del filtro y la separacin ocurre mediante el flujo por gravedad, presin, vacio o una combinacin de estas fuerzas. El trmino nutsche es la expresin en alemn para succin y el vaci es la modalidad comn de operacin.El diseo de la mayor parte de los filtros nutsche es muy sencillo y, a menudo, los puede fabricar el usuario a bajo costo. Este filtro se utiliza con frecuencia en el laboratorio, la planta piloto o la operacin de una planta pequea. Sin embargo, para el procedimiento a gran escala, el rea excesiva de piso que involucra la unidad de filtracin, y dificultad para eliminar la torta son factores disuasivos. Para las operaciones a pequea escala, la torta puede someterse a un procesamiento posterior por medio de su reprecitacin o redisolucin, o bien, puede eliminarse manualmente (mediantes una pala) o a travs de dispositivos para su descarga mecnica; que en ocasiones son complicados.Filtro de Placas Horizontales El filtro horizontal a presin mltiple consta de varias placas horizontales con un drenado circular y guas, apiladas dentro de una cubierta cilndrica. El precipitado se distribuye en las placas por medio de un maneral de alimentacin central o anular. La filtracin se contina hasta alcanzar la capacidad de torta de la unidad o hasta la velocidad del filtrado se vuelve demasiado lenta, debido a la resistencia de la torta. El montaje del filtro puede incluir una placa de barrido en el fondo para extraer la porcin inferior de un ciclo. A la torta se puede aplicar un lavado o un soplado con aire. La torta se extrae manualmente al abrir el recipiente, sacar las placas y raspar o utilizar una manguera para eliminar los slidos. El filtro es compacto, tiene una buena distribucin de la torta y un lavado eficaz de la misma La unidad se puede limpiar y esterilizar fcilmente. Sin embargo, est limitada por su tamao pequeo, los elevados requerimientos de mano de obra y la necesidad de abrir la unidad para eliminar la torta. Seccin de elevacin del filtro de placas horizontal (Perry)

El filtro es adecuada para las aplicaciones en las estn incluidas velocidades intermitentes de flujo o pequeas cantidades de torta y las condiciones de limpieza o esterilidad son esenciales, por ejemplo, en la industria alimentaria y farmacutica. Tambin es particularmente til en las plantas piloto y en las pequeas plantas de especialidades, donde el equipo debe ser lo suficientemente flexible para manejar una sucesin de productos y corrientes del proceso.Filtro Prensa El filtro prensa, uno de los filtros que con ms frecuencia se utilizaban en los primeros aos de la industria qumica, an se emplea ampliamente. A menudo se le conoce, en forma genrica y errnea, como filtro de placas y marcos, del que probablemente existen ms de 100 variaciones de diseo. Los dos diseos bsicos ms populares son el diseo de placas de lavado o placas y marcos y el filtro prensa de huecas. Ambos se encuentran disponibles en gran variedad de materiales: metales con o sin recubrimiento, plsticos y de madera.

Filtro prensa de placas y marcosUno de los tipos de filtros ms importantes es el filtro prensa de placas y marcos, que se muestra en la figura 1 a. Estos filtros consisten de placas y marcos alternados con una tela filtrante a cada lado de las placas, Las placas tienen incisiones con forma de canales para drenar el filtrado en cada placa. La suspensin de alimentacin se bombea en la prensa y fluye a travs del conducto al interior de cada uno de los marcos abiertos, de manera que va llenando los espacios vacos. El filtrado fluye entre la tela filtrante y la superficie de la placa, a travs de los canales y hacia el exterior, mientras los slidos se acumulan como torta en los marcos.La filtracin contina hasta que los marcos quedan completamente llenos de slidos. En la figura 1 a, todas las salidas de descarga comunican a un cabezal comn. En muchos casos, el filtro prensa tiene una descarga abierta individual para cada marco, que permite una inspeccin visual para verificar la transparencia del lquido filtrado. Si una de las salidas descarga lquido turbio debido a una perforacin de la tela o a otras causas, se puede cerrar por separado y continuar con la operacin. Cuando los espacios estn totalmente llenos, las placas y los marcos se separan y se extraen las tortas. Despus se vuelve a armar el filtro y se repite el ciclo.Si se desea lavar la torta, sta se deja en los marcos y se procede a un lavado transversal, como se muestra en la figura 1 b. En este tipo de prensa existe un canal aparte para la entrada del agua de lavado, que penetra a la unidad y a las placas a travs de aberturas situadas detrs de las telas filtrantes, en placas alternadas. El agua de lavado fluye a travs de la tela, pasa por la totalidad de la torta (no por una mitad, como en la filtracin), a travs de la tela filtrante, del otro lado de los marcos, y por ltimo, pasa al canal de descarga. Ntese que la figura 1 b ilustra dos tipos de placas: las que tienen conductos para admitir el agua de lavado por detrs de la tela filtrante, y las que estn alternadas con las anteriores y carecen de dichos conductos.Las prensas de placas y marcos presentan los inconvenientes comunes a todos los procesos por lotes. El costo de mano de obra para extraer las tortas y volver a ensamblar la unidad, ms los costos fijos por tiempos muertos, pueden constituir una porcin muy elevada de los costos totales de operacin. Algunos modelos modernos de prensas de placas y marcos tienen un juego duplicado de marcos montados en un eje giratorio. Mientras se usa la mitad de los marcos, la otra mitad se descarga y se limpia, lo que reduce los costos de mano de obra. Existen tambin sistemas automatizados que se han aplicado a estos tipos de filtros.Los filtros prensa se usan en los procesos por lotes pero no se pueden emplear para procesos de alto rendimiento. Se manejan con facilidad, son verstiles y de operacin flexible y se pueden utilizar a altas presiones si es necesario, con soluciones viscosas o cuando la torta de filtro tiene una gran resistencia.

Filtro Prensa de Placas HuecasEstos filtros son similares en apariencia a los de placas y marcos, pero solo constan de placas. Las dos caras de cada placa son huecas, para formar una cmara en la que se acumula la torta entre las placas adyacentes. Este diseo tiene ventajas de utilizar aproximadamente la mitad de las uniones de un filtro de placas y de marcos, lo que hace que el cierre a presin sea ms seguro.

Filtros Tubulares con Formacin Externa de la TortaSe dispone de varios diseos de filtros con los tubos verticales apoyados en una placa para tubos en la cmara del filtrado, dentro de un recipiente cilndrico vertical. Los tubos pueden ser de tela de alambre, cermica porosa, carbn, plstico, metal o alambre arrollado y pueden tener una tela filtrante en la parte exterior. Con frecuencia se aplica una precapa de ayuda para filtrado a los tubos. La lechada se alimenta por la parte inferior del recipiente vertical. El filtrado pasa del exterior al interior de los tubos y descarga en una cmara de filtrado, colocada en la parte superior o inferior del recipiente. Los slidos forman una torta en la parte exterior de los tubos y el rea del filtro se incrementa a medida que se acumula la torta ms gruesa. El ciclo de filtracin continua, hasta que la presin diferencial alcanza un nivel especifico, o hasta que se obtiene una torta con un espesor de aproximadamente de 25mm (1in).Filtros de hojas a presinSe asemejan a los filtros de placas y marcos por el hecho de que la torta se deposita sobre cada uno de los lados de la lmina y el lquido filtrado fluye hacia la salida por los canales existentes entre las telas mecnicas de las lminas que sostiene a las dos tortas. Las lminas trabajan sumergidas en la suspensin a tratar. Los filtros Sweetland, el filtro rotatorio de lminas, el filtroKelly, operan por cargas es por ello que son funcionamiento discontinuo.Los filtros de lminas pueden ser muy grandes como por ejemplo, los empleados en la obtencin de hidrxido de magnesio a partir del agua de mar. Este tipo de filtro es el que muestra en la figura. Las bolsas filtrantes van suspendidas de un pueste gra, para pasarlas desde la cuba de filtracin a la de lavado.

Seccin de hoja filtradora de alambre prerrecubierto.Filtros Horizontales de Hojas de Presin

Para la filtracin de lquidos con mayor contenido de slidos en aceite comestible, alimentos y qumicos de la industria farmacutica.reas de hasta 200 M con descarga de la torta seca o hmeda. Apertura y cierre del filtro hidrulico operaba pinza bayoneta. Shell o de retraccin del haz.

Aplicaciones:

Industrias del aceite de mesa. Las plantas de plaguicidas Qumica e Industrias de Alimentos.

Filtros Horizontales de Hojas de Presin

Filtros verticales de hojas de presin

Para la filtracin de lquidos con contenido de slidos de hasta 5 a 7% en aceite comestible, productos qumicos, alimentos e industria farmacutica.reas de hasta 100 M con descarga de la torta seca o hmeda.

Aplicaciones:

Industrias del aceite de mesa. Industrias Farmacuticas. Qumica e Industrias de Alimentos.

SAP presin de las hojas de filtro es el producto de probada tecnologa ms moderna.Este tipo de filtro se utiliza ampliamente en las industrias de aceites vegetales en todo el mundo.El filtro tradicional se utiliza en la India de la Industria de Aceites Vegetales es la placa de voluminosos y del filtro tipo de trama que consume gran cantidad de tela filtro, requiere de mano de obra para el manejo de grandes, se traduce en prdidas de muertos y hace que el proceso completo de la casa desordenada y sucia.La presin de la hoja de filtro es el ms simple, econmico y eficiente en la operacin, no necesita ningn pao, y mano de obra para la operacin y ser un sistema cerrado, mantiene el proceso de limpiar la casa.SAP Hoja filtro es vertical del tanque en el que deja el filtro se monta verticalmente en un tubo colector comn para la realizacin de aceite filtrado.Las hojas de filtro, que son de tela metlica de acero inoxidable montada en un marco de las SS, el filtro en ambos lados proporcionando as una gran rea de filtro en un buque relativamente pequeo.Para facilitar la descarga de la torta, la parte inferior de gran tamao de la vlvula de salida est prevista.El filtro est equipado con vibrador neumtico para descarga de la torta.

Caractersticas especiales:

N de tela El ahorro en costos laborales Sin partes mviles Muy bajo coste de mantenimiento No hay prdida de aceite en el filtro de la ropa Fcil en funcionamiento Simple y robusta construccin Completamente cerrado sistema El ahorro en necesidad de espacio y de costes estructurales Sin suciedad en la torta de descarga No hay desperdicio de vapor en la torta de operacin de secado Totalmente indgenas

Filtros verticales de hojas a presin

Filtro Idrex HLFEn este filtro se combinan las caractersticas de un filtro con descarga centrifuga y de un filtro horizontal de placas, en una unidad que tiene una cubierta vertical al eje con hojas filtrantes circulares colocadas horizontalmente. La torta se forma exclusivamente en la parte superior y el filtrado se recolecta a travs de un eje central. Filtros con Formacin Continua de la Torta Los filtros de torta continua se aplican cuando la formacin de la torta es bastante rpida como, por ejemplo, las situaciones en las que el flujo de la lechada es mayor a 5 l/min (1 a gal/min), la concentracin de la lechada son superiores a 1% y las partculas son mayores a 100 de dimetro.

Filtros de Tambor GiratorioEl filtro rotatorio continuo al vaco que se ilustra en la siguiente figura filtra, lava y descarga la torta con un rgimen continuo.

El tambor cilndrico se recubre de un medio filtrante adecuado, se hace girar, y una vlvula automtica en el centro sirve para activar las funciones de filtrado, secado, lavado y descarga de la torta del ciclo de operacin. El filtrado sale por el eje del filtro.La vlvula automtica permite la salida independiente del filtrado y lquido de lavado. Adems, cuando es necesario, se puede usar una conexin para un retrosoplado de aire comprimido poco antes de la descarga, para ayudar a que el raspador de cuchilla desprenda la torta. El diferencial mximo de presin para el filtro al vaco es de slo 1 atm. Por consiguiente, este modelo no es adecuado para lquidos viscosos o lquidos que deben estar encerrados. Si el tambor se encierra en una coraza, se pueden usar presiones superiores a la atmosfrica. Sin embargo, el costo de un equipo de presin es de cerca del doble del de un filtro rotatorio de tambor al vaco (P2).Los procesos modernos de alta capacidad utilizan filtros continuos. Las ventajas importantes son que los procesos son continuos y automatices y los costos de mano de obra son relativamente bajos.Sin embargo, la inversin inicial es relativamente alta.

Filtros con descarga por cuchillaPor lo general, el medio filtrante esta calafateado dentro de las ranuras de la rejilla del tambor y la torta se elimina mediante una cuchilla colocada justo antes de que se vuelva a sumergir el tambor. La cuchilla sirve, principalmente, para dirigir la torta, desprendida por medio de retrosoplado con aire, a la rampa de descarga, ya que el contacto real con el medio causara su desgaste rpidamente. En algunos casos, el medio filtrante se mantiene por medio de alambres arrollados en forma circunferencial y espaciados 50 mm (4in), con una cuchilla flexible que puede descansar ligeramente contra el arrollamiento de alambre. En vez de la cuchilla se puede usar un alambre tirante en algunas aplicaciones en las que es necesario desprender fsicamente las tortas pegajosas y adherentes.

FIG. 19-99 Esquema de un filtro al vaco de tambor giratorio, con descarga de cuchilla, en el que se muestran las zonas de operacin. (Schweitzer, Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers. p. 4-38. Copyright 1979 de McGraw-Hill, Inc. Cun autorizacin de McGraw-Hill Book Company.)Para una lechada determinada, la velocidad mxima de filtracin se determina por el espesor mnimo de torta, que se puede eliminar; cuanto ms delgada sea la torta, tanto menor ser la resistencia al flujo y mayor la velocidad. El espesor mnimo es aproximadamente de 6mm (.025in) para tortas relativamente rgido y adherente de materiales como concentrados de minerales y lechadas gruesas, por ejemplo el yeso o el citrato de calcio. Los slidos que forman tortas desmenuzables compuestas de materiales menos adherentes. Por ejemplo, las sales o el cartn, requieren por lo general un espesor de la torta de 13 mm (0.5 in) o ms. Las tortas de lechadas finas, como los pigmentos y el hidrxido de magnesio, que a menudo producen tortas que se agrietan o adhieren al medio filtrante requieren generalmente un espesor de por lo menos 10mm (0.38 in).

Filtros con descarga por medio de cuerdas Este sistema de cuerdas o alambres sin fin, espaciadas aproximadamente 13 mm (0.5 in), pasan alrededor del tambor de filtro, se separan de este en forma tangencial en el punto de descarga de la torta y la desprenden cuando las cuerdas dejan de hacer contacto con el tambor. Los alambres regresan a la superficie del tambor guiados por dos rodillos y la torta se separa de los alambres cuando pasa sobre los rodillos. Si la torta tiene el cuerpo requerido, una torta ms delgada (5 mm aproximadamente 3/16 in) puede ser manejada por los filtros de tambor, lo que permite la filtracin de materiales ms difciles. Esto se realiza a expensas de un rea muerta mayor sobre el tambor. El xito depende de la capacidad de la torta para ser eliminada por medio de las cuerdas y debe determinarse en forma experimental. Las aplicaciones corresponden bsicamente a las industrias de almidn y farmacutica y, en parte, al rea metalrgica.Filtros con medios eliminablesAlgunos filtros de tambor proporcionan un medio filtrante que se puede eliminar y reaplicar a medida que el tambor gira. Esta caracterstica permite la descarga completa de una torta delgada o pegajosa y proporciona el lavado regenerativo del medio, para reducir el taponamiento. Se pueden obtener velocidades ms elevadas de filtracin debido a la delgadez de la torta y al medio limpio, pero a expensas de un filtrado menos puro que el que normalmente se produce en los filtros con medio no eliminable.Filtro con descarga por medio de la banda Estos son filtros de tambor que transportan una tela que se traslada, pasa sobre unos rodillos, se lava y regresa al tambor. En la figura 19-100 se muestra la trayectoria que sigue el medio filtrante cuando se separa del tambor. Un dispositivo especial de alineacin mantiene el medio libre de arrugas y con la alineacin adecuada durante su desplazamiento. Se aplica a las tortas delgadas que pueden ser ligeramente solubles. Cuando es aceptable una descarga por medio de rocos produce tortas tan delgadas como 1.5 a 2 mm (aproximadamente 1/16 in). Varios fabricantes proporcionan estos filtros.

FIG. 19-100 Descarga de la torta y lavado del medio en un filtro Eimco-Belt de descarga por banda. (Eimco Process Ecraipmeni Co.)

Coilfiller El Coilfilter fabricado por Komline-Sanderson Engineering Corp., consta de un tambor con un medio que tiene una o dos capas de resortes de acero inoxidable arrollados helicoidalmente, de aproximadamente 10 mm (0.4 in) de dimetro, colocados con un patrn de pana alrededor del tambor. Los resortes siguen al tambor durante la filtracin y la torta se forma sobre 'os arrollamientos. Posteriormente, los resortes se separan del tambor para descargar la torta y se someten a lavado. Si se utilizan dos capas de resortes, los arrollamientos de cada capa sufren una separacin adicional entre s y pasan sobre varios conjuntos de rodillos. El empleo de acero inoxidable en forma de resortes proporciona un medio relativamente permanente que se puede limpiar fcilmente por medio de lavado y flexin. La claridad del filtrado es inferior a la obtenida con otros medios y se requiere una bomba de vaco relativamente grande para manejar las fugas de aire, caractersticas de este medio filtrante. Se aplica principalmente a los materiales que forman una torta lodosa en forma de emparrillado (p. ej. las aguas negras no tratadas).Filtros con descarga por medio de rodillos Estos filtros tienen un rodillo colocado cerca del tambor, en el punto de descarga de la torta, que gira en direccin opuesta con una velocidad perifrica igual o ligeramente mayor a la del tambor (Fig. 19-101). Si la torta depositada sobre el tambor tiene la adherencia adecuada para til izar esta tcnica de descarga, se pega a la torta del tambor ms pequeo y se separa del tambor. Por medio de una cuchilla o un alambre tirante se elimina el material del rodillo de descarga. Este diseo es especialmente adecuado para las tortas delgadas y pegajosas. Si es necesario, se puede proporcionar un ligero chorro de aire para ayudar al desprendimiento de la torta del tambor. El espesor caracterstico de la torta vara entre 1 y 10 mm (0.04 a 0.4 in).Filtros de tambor con un solo compartimientoFiltro Bird-Young Este filtro, fabricado por Bird Machine Co., difiere de la mayor parte de los filtros de tambor en que el tambor no tiene compartimientos y no existen tubos internos ni vlvula giratoria. Todo el interior del tambor se somete a un vaco y por la superficie perforada pasa el filtrado. La torta se descarga por retrosoplado con aire, aplicado a travs de un 'zapato que cubre una zona estrecha de descarga en la superficie interna del tambor, para interrumpir el vaco. La superficie interior del tambor debe estar maquinada para proporcionar un claro mnimo en el zapato y evitar fugas. El filtro se disea para obtener velocidades de filtracin elevadas con tortas delgadas. Se pueden proporcionar velocidades de giro hasta de 40 rpm con tortas cuyo espesor vara entre 3 y 6 mm (0.12 a 0.24 in). El tamao de los filtros vara de 930 a 13 m2 (1 a 140 ft2), con 93% de rea activa. El precipitado se alimenta a un tanque cnico, diseado especialmente para evitar que los slidos se sedimenten sin usar agitadores mecnicos. El nivel adecuado de lquido se mantiene por sobre flujo y 1a inmersin vara de 5 a 70% de la circunferencia del tambor.

FIG. 19-101 Principio de operacin del mecanismo de descarga con rodillo. (Schweitzer, Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers, p. 4-40. Copy light 1979 tie McGraw-Hill, 'nc Con autorizacin de McGraw-Hill Book Company.)El cilindro perforado del tambor est dividido en secciones de aproximadamente 50 a 60 mm (2 a 2.5 in) de ancho. El medio filtrante se coloca dentro de los tubos entre las secciones y se fija en su lugar por medio de varillas redondas. No se necesitan alambres, calafateado u otros dispositivos de sujecin.A la torta se pueden aplicar rocos de lavado, con canales o platos de recoleccin colocados abajo del tambor, para mantener el lavado separado del filtrado. El filtrado se elimina de la seccin inferior del tambor por medio de un tubo que pasa a travs de los muones.Las principales ventajas del filtro Bird-Young son su capacitad para manejar tortas delgadas y operar a velocidades elevadas, su eficacia de lavado y su baja resistencia interna al flujo de aire y al filtrado. Una ventaja adicional es la posibilidad de construir un filtro que opera con presiones hasta de 1.14 MPa (150 psig), para manejar lquidos voltiles. Las principales desventajas son su costo elevado y la flexibilidad limitada, debido a que no tiene una vlvula giratoria ajustable. Las aplicaciones ptimas son en el manejo de materiales con drenado libre que no ocluyen el medio filtrante, por ejemplo, la pulpa de papel y las sales cristalizadas.Filtro Fest El filtro Fest BHS lo ofrece en Estados Unidos Black Clawson Co. y consiste en un filtro a presin con tambor giratorio, que tiene los siguientes elementos principales: 1) el tambor giratorio est dividido en celdas rectangulares de filtracin por medio de barras laterales y anillos circunferenciales, 2) est provisto de una cubierta anular cerrada a presin, que rodea al tambor, 3) los prensaestopas circunferenciales sellan el espacio entre la cubierta y el tambor, 4) tiene sellos laterales de zonificacin, en forma de zapatas de nylon, contra los que rozan las barras y los anillos del tambor, que dividen los espacios anulares existentes entre el tambor y la cubierta en sectores cerrados a presin, 5) la vlvula giratoria est conectada a las celdas del filtro por medio de tuberas y mltiples, y 6) tiene las provisiones necesarias para la eliminacin de la torta y el lavado del medio filtrante. Estas caractersticas permiten a los diferentes sectores del tambor operar bajo diferentes presiones y con sistemas fluidos independientes (p. ej. fluidos de lavado distintos).El tamao de los filtros vara de 0.12 a 7.7 m2 (1.3 a 83 ) con velocidades de filtracin tan altas como 0.011 m3/ (*s) [1000 gal/ (ft2h)]. El filtro Fest se utiliza para una amplia variedad de productos orgnicos e inorgnicos y sus principales ventajas sor la posibilidad de manejar fluidos voltiles con presiones de operacin de aproximadamente 405 kPa (45 psig), la capacidad de obtener un excelente lavado y secado de la torta y la descarga atmosfrica de la misma. Por otra parte, sus desventajas son su complejidad, los problemas de operacin y mantenimiento, relacionados con los sellos de presin en presencia de los slidos y un costo de capital muy elevado,Filtros continuos con precapa Estos filtros se pueden operar a presin o vaco, aunque la operacin predominante es al vacio. En realidad, los filtros no son continuos, pero tienen un ciclo intermitente extremadamente largo (3 a 4 das). Se aplican para la clarificacin continua de lquidos, con lechadas que contienen de 50 a 5000 ppm de slidos, cuando la formacin de tortas muy delgadas son inaceptables en los otros filtros.La construccin es similar a los dems filtros de tambor, excepto que el vaco se aplica en todo el giro. Antes de alimentar la lechada, se aplica una precapa de ayuda para el filtro u otros slidos adecuados, con un espesor de 75 a 125 mm (3 a 5 in). La lechada se alimenta y queda atrapada en la superficie externa de la precapa, donde se elimina por medio de un escalpelo, que avanza y recorta la capa delgada de slidos y la precapa. El avance del escalpelo vara entre 0.05 y 0.2 mm (0.002 y 0.008 in) por revolucin del tambor. Cuando la precapa ha sido recortada con un espesor mnimo predeterminado, el filtro se saca de servicio, se lava y se aplica una precapa fresca. El tiempo de giro puede ser de 1 a 3h.

Filtros de discosFuncionan bajo el mismo principio que el de tambor, pero su superficie filtrante est dispuesta en discos en vez de la periferia del tambor.Los sectores individuales de los discos pueden cambiarse de modo independiente, mientras que los restantes continan trabajando. Al estar separados entre s las fosas s los diferentes discos, donde se encuentran las suspensiones a tratar, resulta posible filtrar simultneamente, dos o ms productos de modo separado y en el mismo filtro siempre que puedan mezclarse los lquidos filtrados. Las capacidades de estos filtros varan de 2 a 280 metros cuadrados de superficie filtrante.

Filtros continuos horizontales al vacoEsta clase de filtros al vaco se caracterizan por una superficie horizontal de filtracin en forma de una superficie horizontal de filtracin en forma de una mesa, una banda o bandejas mltiples en disposicin lineal o circular. Sea cual fuere la forma de estos filtros, poseen algunas ventajas y desventajas tambin.Las ventajas son: Permite una eleccin independiente al espesor de la torta, al ciclo de desecacin. Filtran eficientemente slidos pesados o densos.Las desventajas: Su construccin es ms costosa que la de os filtros de tambor. Emplea cantidades relativamente grandes de espacio piso por unidad de rea de filtracin. Se utilizan fundamentalmente para la filtracin de yeso y residuos de fosfatos de roca en el proceso de obtencin de cido fosfrico para lodos metalrgicos y la extraccin de semillas oleaginosas por medio de los disolventes.Se les clasifica en: Mesa horizontal Filtro de bandeja inclinable Filtro de banda horizontalLos dos ms importantes son Mesa horizontal. Filtro de bandeja inclinable.Mesa horizontal:Este filtro es una masa anular rotatoria cuya superficie superior es un medio de filtracin. La masa se divide en sectores cada uno de los cuales es un compartimento separado. Se aplica vaco a travs de una cmara de drenaje por debajo de la mesa que lleva directamente a una vlvula giratoria. Se bombea lechada sobre la mesa en un punto y se retira la torta por medio de un transportador que lo eleva sobre la parte lateral del filtro. La torta se deja sedimentar por la accin de la alta velocidad y se exprime al soplo de aire a medida que se agrega una nueva lechada. La torta residual es una desventaja.

Filtros horizontales tipo paila, con descarga de tornillo y de plancha

Todos estos filtros son bsicamente, planchas anuales giratorias con un medio filtrantes en la superficie superior. La plancha est dividida en secciones, cada una de las cuales constituye un comportamiento separado. El vaci se aplica a travs de una cmara de drenado colocado debajo de la plancha y conectada a una vlvula giratoria grande. La lechada se alimenta en un punto determinado y la torta se elimina, despus de completar ms de tres cuartas partes del crculo, por medio de un transportador de tornillo que eleva la torta por encima de la orilla del filtro. Un espacio de aproximadamente 10mm (0.4in) se mantiene entre el tornillo y el medio filtrante para no daar el medio. La torta queda en el medio se puede desprender por medio de un chorro de aire en la parte inferior o mediante rocos de lquido a alta velocidad desde arriba. Esta torta residual representa una desventaja peculiar en este tipo de filtro. Con las materiales que ocluyen el medio filtrante puede requerirse paros frecuentes para realizar una limpieza total. Los dimetros de las unidades varan entre 0.9 y 7 m (3 a24 ft), con aproximacin 80% de la superficie disponible para la filtracin.

Filtros de pailas InclinablesSe trata de una modificacin del filtro de pailas o planchas en el que cada uno de los sectores es una paila individual, pivoteada sobre un eje radial que permite su inversin para la descarga de la torta, ayudada generalmente por un chorro de aire. En la figura aparece la secuencia de operacin caracterstica. El espesor de la torta del filtro vara 50 y 100 mm (2 a 4 in). La mayor parte de las aplicaciones incluyen la eliminacin del agua de sales inorgnicas con drenado libre. Adems de las ventajas y desventajas comunes a todos los filtros horizontales continuos, el filtro de pailas Inclinables tiene las ventajas relativas del lavado completo por sector, buena descarga de la torta y posibilidad de construirlo en dimetros muy grandes, hasta de aproximadamente 25 m (80 ft), con 75% del rea disponible para la filtracin. Las desventajas incluyen un alto costo de capital (especialmente en los dimetros ms pequeos) y mayores costos de mantenimiento debidos a la complejidad mecnica.

Filtro de Banda HorizontalEstos filtros constan de una banda perforadora o ranurada de elastmero, que opera como un transportador de banda y lleva encima una banda de telas filtrantes. Las dos bandas estn apoyadas en una plataforma que est dividida para formar cmaras de vaco, para recolectar el filtro y los lavados mltiples. Varios fabricantes proporcionan filtros de banda horizontal cuyas principales diferencias radican en la construccin de la banda de drenado, de retencin de la torta sobre la banda y la tcnica para la alineacin del medio filtrante. En el Filtro Pannevis se reemplaza la banda de drenado por una serie de pailas de vaco, que evitan el problema del tanque de los hidrocarburos a las bandas de elastmeros. Los filtros se clasifican de acuerdo con el rea disponible de la banda de drenado expuesta al vacio. La lechada se alimenta en un extremo por medio de vertedores de sobre flujo o una rampa en forma de abanico y el licor de lavado se aplica mediantes rocos o vertederos, en uno o ms puntos, a medida que las bandas se desplazan a lo largo de la plataforma. La torta se descarga cuando la banda regresa a la zona de alimentacin sobre una polea separada. Este procedimiento permite lavar completamente la banda del medio filtrante con rocos, antes de volverla a unir a la banda de drenado. Algunas unidades tienen diques de enjuague, montados sobre la torta, para separar las zonas de lavado y filtracin. Se pueden utilizar velocidades de las bandas hasta de 0.5 m/s (1.6 ft7s) con variaciones en la velocidad de operacin, que dependen de la velocidad de drenado de la torta. Algunos materiales de drenado rpido producen tortas cuyo espesor vara entre 100 y 150 mm (4 a 6 in). Los filtros de bandas horizontales tienen ventajas de una eliminacin completa de la torta y un lavado eficaz del medio filtrante.

Espesadores del Filtro Los espesadores son tanques o aparatos que sirven para espesar los concentrados y relaves de la flotacin, por elprocedimientode quitarles parte del agua que contiene, es decirel trabajode los espesadores es mantener enmovimientolas pulpas de concentrado y relave, asindolos ms densos y espesos por la eliminacin de cierto porcentaje de agua,el aguaclara rebalsa por la parte superior por canales El espesador es un aparato que trabaja en forma continua, tiene un rastrillo que sirve para empujar lentamente, hacia el centro las partculas slidas que se van asentando en el fondo en forma de barro espeso, a fin de sacarlos por la descarga (cono). Al mismotiempolos rastrillos evitan que el lodo se endurezca demasiado en el fondo; y si no existieran estos no habra forma de sacarlos o descargarlos.

PARTES PRINCIPALES DE UN ESPESADOR a. El tanque. Los espesadores esencialmente estn constituidos por un tanque cilndrico sobre una porcin de un cono invertido de muy poca profundidad, hay que sealar que los dimetros de estos tanques circulares son mucho ms grandes comparados con su altura, el cono en el fondo ayuda al movimiento de los slidos concentrados hacia el punto de descarga, el rea del tanque circular debe ser lo suficientemente grande como para que ninguna partcula slida salga por el overflow y la altura lo suficiente como para lograr una pulpa a la concentracin deseada, de todo esto podemos afirmar que lafuncinprincipal del tanque es el de proporcionar un tiempo de permanencia para producir una pulpa a la concentracin deseada y un lquido claro en el overflow.

b. El rastrillo. Est formado por un conjunto de varillas deaceroy laestructurava unida al eje principal. Su movimiento es lento y gira con el eje, siendo impulsado por unmotorelctrico a travs de una catalina y un pin. El rastrillo sirve para arrimar la carga asentada hacia el centro del tanque, justo sobre el cono de descarga, evitando de esta manera que se asiente demasiado, la pulpa facilitando la descarga asentada del espesador.

c. El eje del rastrillo. Sirve de apoyo al rastrillo y comunica el movimiento a ste.

d. El recibidor de carga. Es un tanque cilndrico de poca altura. Sirve para disminuir lavelocidadde entrada de la pulpa, dejarla caer suavemente sin producir agitacin, est en la parte superior del eje.

e. El cono de descarga. Se encuentra en el centro del fondo del tanque del espesador, sirve para sacar la carga asentada hacia lasbombasde salida de la pulpa, para ser enviada a los filtros o cochas en caso de tratarse de concentrados.

f. El canal de rebalse. Est colocado alrededor de la parte superior del tanque, sirve para recibir el, agua recuperada, agua limpia y clara.

g. El mecanismo de elevacin del rastrillo. Sirve para evitar que el rastrillo se plante cuando el espesador est haciendofuerza. Estos mecanismos pueden sermanualesy/o automticos, y proporcionan un medio para levantar los rastrillos hacia arriba del contacto de la pulpa con mayor concentracin de slidos para as reducir la fuerza de movimiento demandada por el mecanismo de movimiento, la operacin de levantamiento se puede hacer mientras los rastrillos estn girando.

h. Mecanismo de movimiento El mecanismo de accionamiento y los espesadores son diseados de varios tipos dependiendo del tamao y tipo de soporte de este mecanismo como tambin del tipo de espesador, su funcin es la de proporcionar la fuerza de accionamiento (torque) para mover los brazos de los rastrillos y paletas contra laresistenciade los slidos sedimentados.

Filtros de ClarificacinEl proceso de tratamiento de soluciones para metalrgica, qumico, industrial y residuos txicos requieren los equipos ms eficientes y de bajo costo. Los filtros cermicos para clarificacin de soluciones de Delkor responde a este reto y ofrece la mejor tecnologa de filtro en la separacin de soluciones lquido/slido.El filtro cermico para clarificacin de soluciones se basa en la tecnologa lder del cartucho de cermica y el diseo del envase para proporcionar un funcionamiento del filtro completamente automatizado.Los filtros cermicos para clarificacin de soluciones de Delkor es un recipiente de presin vertical resistente y diseada segn estndares internacionales de recipientes a presin. El envase consiste en un fondo fabricado con un flanje superior apernado. Los cartuchos de cermica se suspenden de un plato ubicado en las partes superiores del equipo. Los cartuchos estn sujetos por conectores fcilmente desmontables. Todas las bridas de entrada y salida de las boquillas se han dis