Filtro centrifuga - practica laboratorio PDF

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Especialidad: Ingeniería Química. LABORATORIO INTEGRAL I GRUPO “A” Practica: Filtración Centrifuga. ALUMNO BRENDA NOLLELY REYES REYES

17131161

Profesor: Alejandro Romero Barrientos

Torreón, Coahuila Fecha 6 noviembre del 2019

INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA LAGUNA INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO INTEGRAL I PRACTICA FILTRACION CENTRIFUGA

Introducción. El alumno investigará sobre el tema y anotará aquí los resultados de dicha investigación. Objetivo.  Conocer el equipo, así como su funcionamiento  Determinar la eficiencia en la separación sólido liquido de la centrífuga.  Determinar la velocidad de filtración. Material y equipo. Filtro Centrífugo Recipiente con suspensi6n Mangueras para las conexiones Recipiente para recoger el filtrado Bomba Cronómetro Desarrollo. 1. Preparar 30 Kg de suspensión al 3% de CaC03 2. Mojar el medio filtrante y colocarlo en su sitio, poner el recipiente recolector de filtrado en su lugar. 3. Encender la centrífuga. Alimentarla cuando está en movimiento. 4. Recolectar el filtrado y pesarlo. Seguir el movimiento hasta secar la torta. 5. Tomar una muestra de filtrado y determinar por medio de filtración, la cantidad de CaC03 que contiene. (50 ml de filtrado) 6. Lavar la torta., pesar el filtrado y tomar el tiempo. NOTA: La centrífuga puede alimentarse por gravedad, basta colocar el recipiente con suspensión en la planta alta. Si se desea usar la bomba, ésta debe cebarse primero con la misma suspensión, y luego realizar la conexi6n suspensiónbomba-filtro centrífuga. El agua de lavado puede ser alimentada directamente o bien por medio de la bomba. Si se desea incrementar la eficiencia, puede regresar el filtrado a centrífuga para ser filtrado nuevamente.

Preparación de la suspensión: 1. Tarar el recipiente. 2. Pesar el sólido (en la báscula granataria). 3. Poner H20 o filtrado en el recipiente como base para recibir el sólido. (NO 4. olvide quitar el aire al agua) 5. Indicar un peso inferior al final deseado en la báscula y llenar con agua o 6. filtrado, (tener un recipiente para sacar la manquera, no importa que se 7. pase del peso) 8. Afinar el peso final en la báscula añadiendo agua poco a poco. Coadyuvante: 0.5 – 1kg  1 area Preparación de los 3 kg de suspensión al 3%: 30 kg – 100% X – 3% X=.9 kg de CaCO3 Entonces hay que agregar de agua 30 kg - .9 kg =29.1 kg de agua

Marco teórico Centrifugadora: Es un aparato que aplica una fuerza centrífuga sostenida (esto es, una fuerza producida por rotación) para impeler la materia hacia afuera del centro de rotación. Este principio se utiliza para separar partículas en un medio líquido por sedimentación. Es una máquina que se utiliza, sobre todo, para la separación de mezclas heterogéneas líquido-sólidas y de mezclas líquidas como son los líquidos insolubles entre sí con distintos pesos específicos. Filtro centrifugo: Estas operan como el tambor de rotación de una lavadora doméstica. La pared de la canasta está perforada y cubierta con un medio filtrante, como una tela o una rejilla fina, el líquido pasa a través de la pared impelido por la fuerza centrífuga dejando una torta de sólidos sobre el medio filtrante. La rapidez de filtración se incrementa con esta fuerza y con la permeabilidad de la torta sólida. Algunos sólidos compresibles no se filtran bien en una centrífuga a causa de la deformación que sufren las partículas por la acción de la fuerza centrífuga, por lo que la permeabilidad de la torta se ve reducida considerablemente. La cantidad de líquido que se adhiere a los sólidos después que éstos se han centrifugado depende también de la fuerza centrífuga aplicada; en general, el líquido retenido es considerablemente menor que el que queda en la torta que producen otros tipos de filtros[ CITATION ER19 \l 2058 ].

Datos generales SIN COADYUBANTE Altura (cm)

Espesor (cm)

6

.3

4

.35

6

.4

4

.5

∑=20cm Peso de la solución = 30 kg Peso del agua en la solución=29.1kg Peso de CaCO3 agregado a la solucion 900 gramos Epp =.38 cm Tiempo=26.52 segundos Tara del bote=.98 kg Bote + muetra=9.64 kg Flujo masico m´ =.3265 kg/s Peso del filtro=.5 g Peso del filtro más filtrado=.69 g Gramos de CaCO3 en 50 ml de filtrado .19 g Kg de CaCO3 totales que se pierden en el filtrado = .03686 kg Eficiencia de la centrifuga= 95.9044 % Área del filtro = 970 c m2

CON COADYUBANTE Espesor (cm) 1.19 1.065 .760 .510 .355 .250

Altura (cm) 2.7 3.3 3.4 2.3 3.3 5 ∑=20

Coadyuvante 82.5 g Tiempo=24.2833 s Tara del bote =.970 kg Peso del bote + muestra=9.340 kg Peso de muestra = 8.370 kg Flujo masico = .3446 kg/s Epp=.6453 cm Peso del filtro = .5 g Peso del filtro + muestra = 1.4 g Gramos de CaCO3 en 50 ml de filtrado = .9 g Kg de CaCO3 totales que se pierden en el filtrado = .1746 kg Eficiencia de la centrifuga= 80.60 % Peso del coadyuvante =82.45 gramos Área del filtro = 970 c m2

Cálculos Sin coadyuvante Calculo del espesor promedio ponderado:

cm∗6 cm cm∗4 cm cm∗6 cm cm∗4 cm epp= .3 20 cm +.35 20 cm +.4 20 cm +.5 20 cm =.38 cm

Calculo del flujo masico: m = peso del bote con muestra – tara del bote m= 9.64kg-.980kg=8.66kg m ´ =

m t

m ´ =

8.66 kg =.3265 kg / s 26.52 s

Calculo de los Kg de CaCO3 totales que se pierden en el filtrado

g.CaCO3=Peso del filtro con muestra-peso del filtro = .69g-.5g=.19g Kg de CaCO 3t fil=

.19 g 1 kg 1000ml ( 29.1litros )=.03686 kg ( 150 ml )( 1000 g )( 1 litro )

Calculo de la eficiencia de la centrifuga

Eficiencia de la centrifuga =

.9 g−.03686 x 100=95.9044 % .9

Con coadyuvante Cálculos del coadyuvante Área del filtro = 20 cm *48.5 cm=970 cm 2 970 cm 2

1 m2

=.097 m 2

(100 cm)2 850 g/ m 2  1 m 2 .097 m 2  x x=82.45 g de coadyuvante

Cálculo del espesor promedio ponderado:

epp= 1.19

cm∗5 cm cm∗3.3 cm cm∗2.3 cm cm∗3.4 cm cm∗3.3 cm cm∗2.7 cm = +.250 +.355 +.510 +.760 +1.065 20 cm 20 cm 20 cm 20 cm 20 cm 20 cm

Cálculo del flujo masico: m = peso del bote con muestra – tara del bote m= 9.34kg-.97kg=8.37kg m ´ =

m t

m ´ =

8.37 kg =.3446 kg / s 24.2833 s

Cálculo de los Kg de CaCO3 totales que se pierden en el filtrado

g.CaCO3=Peso del filtro con muestra-peso del filtro = 1.4g-.5g=9g Kg de CaCO 3t fil=

1 kg 1000ml ( 29.1litros )=.1746 ( 150.9 gml )( 1000 )( g 1 litro )

Cálculo de la eficiencia de la centrifuga

kg

Eficiencia de la centrifuga =

.9001 −.1746 x 100=80.60 % .9001

Evidencias

Observaciones: Durante el desarrollo de esta práctica de laboratorio se pudo observar el funcionamiento del filtro centrifugo, el único inconveniente que se presentó durante el proceso de realización de la práctica fue que al momento de voltear el filtro la torta se desprendió de la tela, solo se pudo rescatar una parte para sacar las medidas de los diferentes espesores, cabe resaltar que al momento de medir los espesores el ultimo era muy delgado y fue difícil desprenderlo de la tela sin que perdiera la forma para medir el espesor. Se pudo observar que al momento de determinar los sólidos en el filtrado estos no aparentan ser demasiados, solo se observa un filtrado algo turbio, pero si están presentes ya que al hacer el filtrado se obtuvo un

líquido

totalmente

claro. Conclusiones: Como resultado de la practica anteriormente realizada se puede llegar a la conclusión de que el filtro centrifuga es un equipo muy importante dentro del ámbito de la separación de solidos de un líquido, en esta practica probamos el funcionamiento de este con la utilización de coadyuvante y sin la utilización de este, obteniendo resultados diferentes en ambos casos, por ejemplo en la torta sin coadyuvante se presentaron una

menor cantidad de espesores con respecto a la torta que si tenía coadyuvante, obtuvimos un espesor promedio ponderado de .38 cm en la torta sin coadyuvante y .6453 cm en la torta con coadyuvante. Cabe destacar que se obtuvo un flujo masico muy similar en ambos casos, aunque ligeramente mayor con la presencia del coadyuvante, con un coadyuvante y

m=.3265 ´

m=.3446 ´

kg s

con

kg sin coadyuvante. Se obtuvo una mayor pérdida s

de sólidos en el filtrado con el coadyuvante con un .1746kg con respecto a la prueba sin coadyuvante con una retención de .03686 kg. Debido a esto pudimos comprobar que es preferible utilizar el coadyuvante debido a que tiene una mayor eficiencia con un porcentaje de 95.90% en comparación con la utilización de coadyuvante con un porcentaje de 80.60%. Debido a los resultados obtenidos podemos decir que no se obtuvieron los resultados esperados en la práctica, dado que nosotros esperábamos obtener una menor perdida de solido con la utilización del coadyuvante.

Referencias ER. (31 de julio de 2019). EcuRed. Obtenido de https://www.ecured.cu/index.php?title=Centr %C3%ADfuga&oldid=3482399 GEA. (16 de 3 de 2018). GEA. Obtenido de https://www.gea.com/es/productgroups/centrifugesseparation_equipment/centrifugal-separator/index.jsp...