Filtro placas y marcos - Práctica del laboratorio de química pesada. PDF

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Práctica del laboratorio de química pesada....

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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AMBIENTAL

EQUIPO

FECHA DE REALIZACIÓN:

FECHA DE ENTREGA:

ÍNDICE

Pág. I. MARCO TÉORICO…………………………………………..…………….1 II. OBJETIVO…………………………………………………………………..3 III. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPO………………………………..3 IV. PROCEDIMIENTO…………………………………………………………4 V. DESARROLLO PRÁCTICO……………………………………………….5 VI. DATOS TÉCNICOS Y EXPERIMENTALES………………………….…8 VII. RESULTADOS……………………………………………………………..9 VIII. DISCUSIONES Y CONCLUSIONES…………………………………...12 IX. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………14

1 1. MARCO TÉORICO La filtración se considera como una operación unitaria y está comprendida las separaciones mecánicas, basadas en diferencias físicas de las partículas; se define como la separación de las partículas sólidas suspendidas en un fluido forzándolas a pasar a través de un medio poroso, fibroso o granular. La filtración tiene por objeto lo siguiente: a) b) c) d) e)

Clarificación de sólidos Recuperación de sólidos Recuperación de líquidos Recuperación de ambas fases Filtración para facilitar otras operaciones como: pre-secado, lavado de materiales solubles depositados en los sólidos, etc.

A.- Teoría de la filtración prensa. Uno de los tipos de filtros más importantes es el filtro prensa de placas y marcos. 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 filtrar el drenado en cada placa. La suspensión de alimentación se bombea en la prensa fluye a través del conducto al interior de cada uno de los marcos abiertos, de manera que va llenado los espacios vacíos. El filtrado fluye entre la tela filtrante y la superficie de la placa, a través de los canales y hacia el exterior, mientras los sólidos se acumulan como torta en los marcos. La filtración continúa hasta que los marcos quedan completamente llenos de sólidos.

B.- Descripción de equipos industriales. La filtración a escala industrial es similar a la que se realiza a escala de laboratorios: las experimentaciones en un filtro, ilustran importantes aplicaciones de los principios básicos de la dinámica de fluidos a través de los lechos granulares porosos estáticos y se lleva a cabo por la diferencia de presión total entre la suspensión a filtrar, el medio filtrante y el filtrado obtenido; existe además una resistencia ocasionada por el depósito de partículas sólidas sobre el medio filtrante (torta) y que va incrementándose conforme la filtración avanza, hasta agotar el volumen filtrante disponible. Los marcos y placas están colgados en un par de barras de apoyo horizontales y se prensan, durante la filtración, para formar cierre a prueba de agua entre las dos placas terminales, una de las cuales es estacionaria.

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La prensa se puede cerrar manualmente, en forma hidráulica o por medio de un motor. Existen varias disposiciones para la alimentación y descarga del filtrado. En la más común, la alimentación y la descarga de los diferentes elementos de la prensa, desembocan en un múltiple a través de algunos de los agujeros que están en las cuatro esquinas de cada uno de los marcos y placas.

C.-

Aplicaciones industriales. • • • • • • • • •

Filtración de procesos y lavado de placas Farmacéuticos y químicos Clarificación de fluidos procesados Deshidratación de lodos municipales Reducción de residuos sólidos Recuperación de metales preciosos Filtración biológica Procesamiento de alimentos Filtración salina

2. OBJETIVO

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Desarrollar habilidades en el manejo del filtro prensa, así como revisar el proceso de filtración en un filtro intermitente, identificando las variables que están presentes en la operación y que afectan significativamente a la eficiencia del proceso.

3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPO EQUIPOS: Filtro prensa de placas y marcos MATERIALES: Gafas de seguridad 8 Mantas para filtración en filtro prensa de placas y marcos 1 Recipiente de 20 lt 1 Recipiente de 15 lt con graduación 1 Recipiente de 4 lt 1 Espátula 1 Balanza Cronómetro 1 Metro o regla 1 depósito para la mezcla aproximadamente (100 lt) 2 bolsa para la basura de plástico o papel periódico para colocar lo filtrado Traer cada equipo: 2 franelas, jabón y cepillo para tallar REACTIVOS: Agua (20 lt) Lodos de la PTA de Celaya.

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4. PROCEDIMIENTO a) Colocar las telas a cada una de las placas en su marco b) Acomodar los marcos de la prensa de manera correcta ´para que la mezcla pueda filtrarse. Prensar los marcos

c) Acomodo de placas y marcos con sus mantas:

d) Llenar el tanque de alimentación con la mezcla problema (2kg/20lt de agua) e) Homogenizar en el tanque de alimentación durante todo el proceso f) Conectar la manguera proveniente del tanque de alimentación, a la prensa de los marcos, para que fluya la mezcla a los marcos. g) Se coloca en un recipiente que tenga medición, a la salida de la manguera proveniente de la prensa, para recibir el filtrado. Con un cronometro registrar el tiempo por unidad de volumen filtrado h) Una vez instalado todo, se prende la bomba y el vacío para comenzar la filtración. Se revisar constantemente la presión en el manómetro. i) Durante la filtración vigilar que no haya fugas y que la mezcla se esté filtrando j) Terminada la filtración se apaga la bomba y se retira el filtrado obtenido k) Retirar los marcos y las placas para extraer lo torta húmeda que quedó en las telas de filtración con la ayuda de una espátula

5 l) Lavar el tanque de alimentación para eliminar restos de la mezcla. Así como lavar los marcos y placas. m) Pesar la torta húmeda y dejar secar para obtener su peso seco. Medir el volumen del filtrado al final, registrar el tiempo de filtrado y el tiempo del proceso. n) Medir el ares de los marcos

5. DESAROOLLO PRÁCTICO FILTRO PRENSA…. REALIZA EL DIAGRAMA DE FLUJO USANDO BLOQUE, INDICANDO DE MANERA CLARA QUE SE TIENEN QUE HACER, Y AJUSTALO CON FOTOGRAFIAS

1 6. DATOS TÉCNICOS Y EXPERIMENTALES Tipo de suspensión Volumen a preparar. Concentración de la solución. Numero de marcos Área del marco Área total. Caída de presión. Temperatura de trabajo. Densidad del agua. Viscosidad del agua. Volumen total de filtrado. Tiempo de filtrado Tiempo de lavado. Tiempo de limpieza. Peso de la torta húmeda Peso de la torta seca.

LECTURAS TIEMPO - VOLUMEN Volumen (l)

Tiempo total:

Tiempo (minutos)

2 7. RESULTADOS A.- Rendimiento de la operación (recuperación de sólidos en función del volumen filtrado en porcentaje).

R=

peso de la mezcla − peso de la torta sec a *100 peso de la mezcla

B.- Elaboración de la tabla de valores para la construcción de la gráfica De acuerdo a la ecuación: 𝑲𝒑 𝒕 = ∗ 𝑽𝒐𝒍 + 𝑩 𝑽𝒐𝒍 𝟐 y = mx+b

Donde: t = tiempo (seg)

Kp = (seg/m6)

Vol = Volumen (m3)

B = (seg/m3)

Volumen (l)

Tiempo (segundos)

Tiempo total:

C.- Gráfica, interpretación de Kp y B.

Vol (m3) x

T/Vol (y)

3 De acuerdo a la gráfica: Kp = ; y B =

INTERPRETACIÓN:

•

Cálculo de α (Resistencia específica de la torta):

𝜶=

𝑲𝒑 ∗ 𝑨𝟐 ∗ (−𝜟𝑷) µ ∗ 𝑪𝒔

𝜶=

α=

•

Cálculo de Rm (Resistencia del medio filtrante):

𝑹𝒎 =

𝑩 ∗ 𝑨 ∗ (−𝜟𝑷) µ

Rm=

D.- Cálculos por regresión lineal de Kp y B (comparación con los valores observados en la gráfica).

•

Resultados de regresión lineal: Kp =; y B =

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8. DISCUSIONES Y CONCUSIONES

9. BIBLIOGAFÍA ◘

Geankoplis, C. (2013). Procesos de transporte y principios de procesos de separación. México: PATRIA.

◘

Roberti, D. (SF). Operación unitaria filtración. Recuperado http://www.monografias.com/trabajos55/operacion-filtracion/operacionfiltracion.shtml#ixzz3p3RMDML7 en Octubre de 2015.

◘

UNAM (SF). Filtración. Recuperado de: depa.fquim.unam.mx/manualTFI/filtracion.doc en Octubre de 2015.

◘

Asenath, C. (2013). EVALUACIÓN DE LA OPERACIÓN DE UN FILTRO PRENSA DENTRO DEL PROCESO DE FILTRACIÓN DE BEBIDAS ALCOHÓLICAS. Recuperado de: biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_1323_Q.pdf en Octubre de 2015.

◘

Mendieta, R. & Picado, A. (2002). DISEÑO TECNOLÓGICO DE UN SISTEMA SEPARADOR-SECADOR PARA SU UTILIZACIÓN EN LA RECUPERACIÓN DE CERVEZA RESIDUAL Y POSTERIOR SECADO DE LA LEVADURA SOBRANTE. Recuperado de: http://www.angelfire.com/scifi2/apolinar/BSc_Thesis.pdf en Octubre de 2015.

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