Universidad de Guayaquil
Facultad de Ingeniería Química Carrera de Ingeniería Química Procesamiento de Alimentos (506) Filtro rotatorio de vacío continuo Nombre: Luis Guillermo Tigse Pilco
Curso: 5to “C”
Pro! (a): Ing. Sandra LLerena
A"o #ectivo: 2!5"2!# Introducci$n
$%edio <rante 'l medio <rante (uede consistir en tela) (a(el o material (oroso o te*ido cuya +unci,n es (romover la +ormaci,n de una torta de s,lidos. Un medio <rante de-e cum(lir con los siguientes requerimientos !. 2.
Tener +acilidad (ara remover la +ase s,lida dando un <rado claro.
/.
0e-e o+recer la m1nima resistencia al u*o (ara la r3(ida +ormaci,n de la torta de <raci,n.
4.
Tener resistencia a las condiciones del (roceso) es decir) ser lo su&cientemente +uerte (ara so(ortar la torta y aguantar -a*o condiciones etremas del (roceso.
5.
6o de-e o-struirse o sesgarse) es decir) tener alto rendimiento del liquido (ara un 7P dado.
#.
0e-e ser qu1micamente inerte y no t,ico.
8.
0e-e (ermitir +acilidad del retiro de la torta lim(ia y com(leta.
9.
6o ser ecesivamente caro.
%Filtraci$n de torta! &eneralidades 'ste ti(o de <raci,n) es la que trata grandes cantidades de s,lidos en la sus(ensi,n y +orma so-re el medio <rante una (asta o :torta: de s,lidos que (osteriormente es retirada. La <raci,n de torta (resenta dos grandes ti(os o +orma de llevarse a ca-o %Filtraci$n a 'P constante (Presi$n constante) donde la velocidad de <raci,n va desde un m3imo ;asta un m1nimo. 0entro de este ti(o de <raci,n eiste un caso (articular que es el de la <raci,n rotatoria. %Filtraci$n a constante (elocidad Constante) donde la di+erencia de (resi,n va desde un m1nimo ;asta un m3imo. 'iste otra manera de tra-a*o (ara estos <ros que es la %I no es m3s que aquella <raci,n que transcurre (rimero a velocidad constante) donde su 7P va desde un m1nimo a un m3imo y luego el r?gimen es cam-iado a 7P constante y su velocidad va desde un m3imo a un m1nimo. 'n el (roceso de <raci,n (or torta se (asa a trav?s de tres clases de resistencia en serie @!A Las resistencias de los canales que llevan la sus(ensi,n ;asta la cara anterior de la torta) y el <rado desde que sale del medio <rante. @2ALa resistencia corres(ondiente a la torta. @/A La resistencia corres(ondiente al medio <rante.
Con res(ecto a la distri-uci,n de la ca1da glo-al de (resi,n) se o-serva que (or ser ?ste un u*o en serie) la di+erencia de (resi,n total en el <ro (uede igualarse a la suma de las di+erencias de (resi,n individuales. 'n un <ro -ien diseBado las resistencias de las coneiones de entrada y salida son (equeBas y (ueden des(reciarse en com(araci,n con la resistencia de la torta y del medio <rante. =l incrustarse las (rimeras (art1culas en las mallas del medio <rante) se (roduce una resistencia adicional que a+ecta al u*o (osterior. La <raci,n al vaci, es un m?todo +1sico utiliado en la industria qu1mica (ara se(arar meclas ;eterog?neas @s,lido"solvente o mecla de reacci,nA) logrando (uri&car y etraer el material requerido. 'l (roceso requiere de una -om-a al vaci, y de un medio <rante) el cual de*a (asar el l1quido de la mecla conocido como <rado y retiene el s,lido) que en el trascurso del (roceso +orma un lec;o (oroso conocida como torta y se va incrementando al igual que la resistencia al (aso del l1quido <rado> generando que el (roceso se realice a (resi,n constante. 'l caudal del <rado disminuye con el (aso del tiem(o dado que la (resi,n aumenta si avana la <raci,n . La +orma de la su(er&cie <rante da nom-re a los ti(os de <ros) en esta (r3ctica nos en+atiamos en el <ro rotatorio al vac1o) donde la <raci,n se realia so-re la su(er&cie de un tam-or rotativo.
*e+nici$n 'stos son <ros que tra-a*an a (resi,n constante de vac1o y de +orma continua. 'n este ti(o de <ros) el u*o (asa a trav?s de una tela cil1ndrica rotatoria) de la que se (uede retirar la torta. 'n estos sistemas) la tela se so(orta so-re la (eri+eria de un tam-or so-re los que se est3 +ormando la torta.
Funcionamiento del e,ui-o . elementos -artici-antes 'n ?ste ti(o de <ros) el u*o (asa a trav?s de una tela cil1ndrica rotatoria) de la que se (uede retirar la torta de +orma continua. 'n estos sistemas) la tela se so(orta so-re la (eri+eria de un tam-or so-re los que se est3 +ormando la torta) la <raci,n se realia so-re la su(er&cie de un tam-or rotatorio a(licando una +uera de vaci,. Fundamentos de la +ltraci$n en torta La se(araci,n se logra usando +ueras +1sico"mec3nicas que actDan so-re (art1culas) l1quidos o meclas de (art1culas y l1quidos) y no necesariamente so-re mol?culas individuales.
'n la <raci,n se esta-lece una di+erencia de (resi,n que ;ace que el uido uya a trav?s de (oros (equeBos que im(iden el (aso) de las (art1culas s,lidas las que a su ve) se acumulan so-re la tela como torta (orosa.
Las (rinci(ales magnitudes de inter?s son la velocidad de u*o a trav?s del <ro y la ca1da de (resi,n en la unidad. = medida que transcurre el (roceso de <raci,n) o -ien disminuye la velocidad de u*o o aumenta la ca1da de (resi,n. Tam-i?n (uede (resentarse una <raci,n a (resi,n constante y en +orma m3s +recuente <raci,n a velocidad constante. La ca1da glo-al de (resi,n en un instante cualquiera es la suma de las ca1das de (resi,n en el medio <rante y
en la torta. Si Po es la (resi,n en la entrada) P- la (resi,n en la salida y PE la (resi,n en el l1mite de se(araci,n entre el medio <rante y la torta) entonces
∆ P= P a− Pb=( P a− P ) + ( P' − Pb ) =∆ P c + ∆ Pm '
0onde
∆P
es la ca1da de (resi,n glo-al)
∆ Pc es la ca1da de
(resi,n en el medio <rante.
/ortas de +ltraci$n com-resibles e incom-resibles
'n la <raci,n a -a*as ca1das de (resi,n de sus(ensiones que contienen (art1culas r1gidas y uni+ormes) si
mc es la masa total de
s,lidos en la torta) entonces
2
pa− p ' =
k 1 μu ( S p / v p )
( 1 −ε ) mc
3
ε ρ p A
Las tortas de <raci,n de este ti(o reci-en el nom-re de incompresibles. 0e nuevo) si se utilian unidades +(s) de-e incluirse gc en el denominador de la ecuaci,n anterior. Para utiliar la
ecuaci,n) se de&ne una resistencia específica de la torta α, (or la ecuaci,n
∝
=
∆ pc A μu m c
[ ¿ ] L M − 1
donde) k 1 ∝
=
( )( − )¿ S p v p
3
2
1
ε ρ p
ε
[ ] L M −1
La resistencia de la torta a (uede e(resarse tam-i?n en t?rminos del tamaBo de la (art1cula D p, con un coe&ciente nuevo k 2 ∝
=
k 2 ( 1 −ε )
( Φ s D p )
2
3
ε ρ p
[ ¿ ] L M −1
Para tortas incom(resi-les) F es inde(endiente de la ca1da de (resi,n y de la (osici,n en la torta.
'n una torta com(resi-le) α var1a con la distancia del medio <rante) (uesto que la torta m3s cercana al medio <rante est3 su*eta a la mayor +uera com(resiva y tiene la +racci,n de es(acios vac1os m1nima. 'sto ;ace que el gradiente de (resi,n sea no lineal) entonces el valor local de α var1a con el tiem(o. 'n consecuencia) la ecuaci,n @2.!/A no es estrictamente a(lica-le. Sin em-argo) en la (r3ctica las variaciones de α con el tiem(o y la localiaci,n se ignoran.
esistencia del medio +ltrante 'n la <raci,n las resistencias de u*o son constantes al inicio) (ero a medida que aumenta el tiem(o el medio <rante se va o-struyendo y +orma una torta de <raci,n.
Higura <. Princi(io de la <raci,n
'
Rm=
p − pb μu
[¿] L−
1
La resistencia del medio <rante Rm , var1a con la ca1da de (resi,n) de-ido a que la velocidad del l1quido m3s alta causada (or una ca1da de (resi,n ;ace que (art1culas adicionales de s,lidos (enetren en el medio <rante. La resistencia tam-i?n var1a con el tiem(o y la
lim(iea del medio <rante> (ero como s,lo es im(ortante durante las (rimeras eta(as de la <raci,n) casi siem(re resulta satis+actorio su(oner que es constante durante cualquier <raci,n y o-tener su valor a (artir de datos e(erimentales. Cuando Rm se trata como una constante em(1rica) incluye tam-i?n cualquier resistencia al u*o que (udiera eistir en la l1nea de acceso y salida del <ro.
Δ p = Δ p c + Δ p m = μu
(
mc α A
+ Rm
)
*ise"o del e,ui-o
so en la industria •
•
'tracci,n de *ugo en la Industria aucarera) cervecera) ela-oraci,n de (ul(as de +ruta) entre otras 'tracci,n de (roductos en la industria minera
•
'tracci,nconcentraci,n de agua de maceraci,n
•
Industria de almidones y etracci,n de edulcorantes
•
Proceso de Cal) de clari&caci,n y de (roductos l3cteos
•
Secado de lodos en (lantas de tratamiento de aguas residuales
•
Jecu(eraci,n de (roductos qu1micos
1ibliograía $Kengel) . =.) MCim-ala) N. %. @2#A. %ec3nica de uidos Hundamentos y a(licaciones. @(3g. /2!A. %?ico @%?icoA %cGraO" ill. $Cullivan) N. C.) Qilliams) J. =.) M Cross) J. @2/A. Understanding t;e ydrocyclone Se(arator T;roug; Com(utational Hluid 0ynamics. C;em. 'ng. Jes. 0es.) 9!@4A) 455"4##.
