FILTRAÇÃO:ALGUNS EQUIPAMENTOS

Juliana Mascarenhas 19409

Débora Abrantes Leal 19381

Disciplina: Operações Unitárias

Curso: Engenharia de Materiais

Prof°: Valdir

Universidade Federal de Itajubá – Campus Itabira

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS Dois principais tipos: tambor rotativo e filtros

rotativos de discos.

São filtros de sucção em que a filtração, a lavagem, a secagem parcial e a descarga do bolo se fazem automaticamente e de forma contínua.

Baixa necessidade de mão de obra.

Funcionamento muito econômico.

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

Filtros de Tambor

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOSFiltros de Tambor

Consiste num tambor cilíndrico horizontal que gira a baixa velocidade, parcialmente submerso na suspensão a ser filtrada (30 a 40% da área).

As superfícies exteriores são constituídas por chapas perfuradas ou peças de drenagem especiais sobre as quais se fixa o pano filtrante.

O cilindro, em seu interior, é dividido em setores (partições radiais com o comprimento do tambor) e faz-se uma ligação separada entre cada setor e uma válvula rotativa especial.

Cada setor é parte de um compartimento que se comunica diretamente com um furo na sede de uma válvula rotativa especial colocada no eixo do cilindro.

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOSFiltros de tambor

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOSFiltros de tambor – Funcionamento

A cabeça da válvula tem uma abertura anelar que se comunica com a saída de filtrado, a saída do líquido de lavagem, a origem de vácuo para secagem do bolo e o ar comprimido para soltar o bolo, de modo que cada setor do filtro é posto sucessivamente em comunicação com estes, possibilitando que a válvula ative os ciclos de filtração, secagem, lavagem e retirada da torta.

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

Quanto maior a velocidade de rotação, maior a velocidade de filtração e mais fino o bolo formado.

O filtrado sai pelo eixo de rotação.

Existem passagens separadas para o filtrado e para o líquido de lavagem.

Geralmente, usa-se um terço do ciclo para filtração, metade para lavagem e secagem do bolo por uma corrente de ar e o sexto restante para a descarga do bolo.

Filtros de tambor

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

Filtros de tambor – Remoção do bolo

Há diversos métodos para remover o bolo de filtração do tambor, mas é usual empregar uma lâmina de corte ajustável. A aplicação de ar comprimido ou vapor do lado debaixo do pano facilita a descarga porque solta o bolo e levanta ligeiramente o pano filtrante levando a ter um bom contato com a lâmina. É essencial um bom ajuste da lâmina de corte, já que, se for regulada muito perto do tambor, o pano pode ser deteriorado.

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

Filtros de tambor

A polpa é suficientemente agitada para impedir a sedimentação das partículas, mas com materiais que assentam muito rapidamente, é satisfatório introduzir a polpa por uma calha por cima do tambor de filtro. Atinge-se assim altas velocidades de filtração.

Para obter maior capacidade de filtração a imersão pode ser aumentada até 70%.

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

O filtro de tambor interno

Trata-se de um filtro de tambor rotativo, no qual a filtração tem lugar na superfície interior do tambor.

Usa-se com suspensões que assentam rapidamente.

O filtro de tambor interno

Introduz-se a polpa no tambor e a filtração se dá na parte inferior da sua superfície.

O bolo de filtração é desalojado por aplicação de pressão e de vácuo alternadamente por detrás do pano filtrante.

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

Vantagens do filtro rotativo de tambor

Funcionamento inteiramente automático; Podem-se formar bolos de qualquer espessura

alterando-se a velocidade de rotação do filtro; Facilidade de limpeza; Pano e superfície do tambor podem ser retirados

por seções; Filtro possui capacidade muito grande (utilizado

para grandes vazões).

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

Desvantagens

Pressão limitada, difícil filtração de líquidos quentes devido a sua tendência a ferver (por causa do vácuo);

Não pode ser usado para materiais que formam bolos de filtração impermeáveis ou que sejam difíceis de retirar do pano (torta gelatinosa);

É difícil obter bolos secos; Imperfeição da lavagem; Alto custo dos equipamentos.

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

O Filtro de discos rotativos Consiste num certo número de discos (folhas)

filtrantes circulares montadas num eixo tubular horizontal e espaçadas por meio de cubos.

Funcionamento muito semelhante ao filtro de tambor;

Cada disco (folha) é oco e coberto com um tecido e é em parte submerso na alimentação. A torta é lavada, secada, e raspada quando o disco gira.

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

O Filtro de discos rotativos

FILTROS ROTATIVOS CONTÍNUOS

O Filtro de discos rotativos Menos eficiente que o tambor devido à difícil

descarga dos bolos e a uma lavagem não muito boa;

Dá uma área de filtração muito maior do que o filtro de tambor em um mesmo espaço ocupado;

Quando o pano rasga em um dos discos, esse pode ser substituído em um tempo muito curto;

A área de filtração pode ser expandida, adicionando-se mais discos ao tambor;

O número de discos pode chegar a 15 nas máquinas maiores (300m²).

FILTRO EM BANDA LANDSKRONA Filtro de vácuo contínuo completamente

automático Um cinto permeável passa sobre duas roldanas

dispostas ao mesmo nível. A polpa é alimentada no lado superior do cinto numa extremidade e o filtrado é recolhido por debaixo.

A velocidade do cinto e a distância pela qual se aplica a polpa são ajustadas de modo a adquirir um bolo de espessura apropriada, sendo este sujeito à ação de água de lavagem pulverizada e, finalmente, à secagem por ar. O sólido descarrega à medida que o cinto passa sobre a roldana final.

Dá um bolo de filtração muito uniforme, sem fendas; a lavagem, portanto, é boa. O custo por unidade de área é maior que para o filtro rotativo.

FILTRO CONTÍNUO PRAYON

Usado para filtração à vácuo de líquidos altamente corrosivos formados na produção de ácido fosfórico e fosfatos.

Consiste num certo número de celas horizontais apoiadas numa estrutura rotativa.

FILTRO CONTÍNUO PRAYON

As celas passam uma a uma sob um tubo de alimentação de polpa e uma série de entrada de licor de lavagem.

A descarga do bolo é realizada por gravidade quando a cela é automaticamente virada ao contrário.

O pano é limpo por pulverização com o líquido de lavagem e deixa-se a escorrer até atingir de novo o ponto de alimentação.

Vantagens

Grande área de filtração

Baixos custos de funciona-

mento e manutenção

Simplicida-de de substitui-ção do pano

Descarga de sólidos limpa

Fabricável numa larga gama de

materiais resistentes à

corrosão

Lavagem em contracor-

rente

Funciona-mento sobre um vácuo de até 650 mm

Hg

FILTRO CONTÍNUO PRAYON

O METAFILTRO

Emprega um leito filtrante, depositado sobre uma base de anéis montados numa barra estriada.

Usa-se para clarificar líquidos que contenham pequenas quantidades de sólidos muito finos em suspensão.

Os anéis são fabricados a partir de um grande número de metais resistentes à corrosão, embora normamente se usem aços inoxidáveis.

É muito robusto e econômico - não há pano filtrante e o leito é facilmente substituído, pouca mão de obra.

Para alimentar o filtro, utiliza-se bombas Mono ou as bombas de diafragma.

O METAFILTRO O empilhamento faz-se montando os anéis, todos

na mesma posição sobre a barra de drenagem e apertando-os em conjunto por uma porca, numa extremidade, contra um cubo, na outra.

Os empilhamentos são montados no corpo do filtro que funciona quer por pressão positiva, quer por pressão reduzida.

O METAFILTRO

O leito é formado alimentando o filtro com uma suspensão diluída de material, normamente alguma espécie de terra de diatomáceas que é escorrida pelos empilhamentos para formar um leito de fina espessura.

A terra de diatomáceas forma um leito de estrutura solta, que é capaz de reter partículas muito mais pequenas que os canais.

Durante a filtração os sólidos se acumulam principalmente sobre a superfície, enquanto o filtrado passa entre os discos e sai através da barra estriada de drenagem.

O METAFILTRO

O funcionamento prossegue até que a resistência se torne muito elevada.

Limpa-se o filtro por lavagem em contracorrente. Se os espaços entre os anéis entupirem, eles são retirados e lavados facilmente.

Usado para filtrar água doméstica, cerveja, solventes orgânicos e óleos. Podem melhorar as características da filtração de alguns materiais.

O FILTRO STREAMLINE

É geometricamente seme-lhante ao Metafiltro, mas os empilhamentos filtrantes cilíndricos são formados a partir de discos comprimidos com cerca de 2 pol. de diâmetro feitos de materiais sintéticos tecidos, terylene ou nylon.

Não necessita de leito filtrante.

O FILTRO STREAMLINE

O líquido passa radialmente para dentro através dos pequenos espaços entre e através de cada um do discos

O empilhamento filtrante é mais barato que o do Metalfiltro, mas necessita de substituição após alguns anos.

Não é possível usar o mesmo empilhamento para filtrar vários líquidos diferentes.

O Filtro Streamline é muito utilizado como filtro de gasolina e também para óleos.

A ESCOLHA DE UM FILTRO

Principais fatores a serem levados em conta:

Resistência especifica do bolo de filtração;

A quantidade a ser filtrada;

A concentração dos sólidos.

Escolha do filtro mais adequado

Concentração dos sólidos

Resistência do bolo

Quantidade a ser filtrada

A ESCOLHA DE UM FILTRO

A escolha adequada de um filtro vai depender da eficácia requerida, da capacidade do equipamento, da sua facilidade maior de filtrar determinada suspensão ou não, e também dos custos de operação e manutenção.

Apesar de ser viável predizer qualitativamente o efeito das propriedades físicas do fluido e do sólido sobre as características da filtração duma suspensão, é necessário em todos os casos realizar um ensaio numa amostra antes de projetar a instalação em grande escala.

A ESCOLHA DE UM FILTRO A figura mostra um filtro

de vácuo simples que se usa para obter dados laboratoriais.

As informações sobre velocidades de filtração e resistência específica obtidas deste modo podem ser aplicadas diretamente a filtros industriais, contanto que se tenha na devida conta a compressibilidade do bolo de filtração.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] COLSON, J.M.; RICHARDSON, J.F. Tecnologia Química. Vol.2.

[2] Disponível em: http://www.ocw.unicamp.br/fileadmin/user_upload/cursos/EQ651/Capitulo_IV.pdf. Acesso em 04/01/2013.

[3]Disponível em: http://www.enq.ufsc.br/muller/operacoes_unitarias_qm/filtracao1.pdf. Acesso em 05/01/2013.

[4]Disponível em: www.unicamp.br/fea/ortega/aulas/aula19_Filtracao.ppt Acesso em 04/01/2013.