Optimización y dimensionamiento de filtros de discos al vacio para la separacion sólido-líquido a partir de concentrados

Abstract

Desde el siglo XVII donde fue desarrollado las primeras patentes sobre filtración hasta nuestros días, no cesan de aparecer nuevos desarrollados sobre el particular El flujo de suspensiones a través de medios porosos por su complejidad deja entrever sus necesidades de aplicación en una filtración profunda. Todo se produce en dos campos el primero, un cake de filtro es edificado y este paraliza las partículas suspendidas; y el segundo caso, la suspensión de flujos a través del medio poroso en el cual las partículas son retenidas. La solución esté dada en la relación de colmetaje por unidad de tiempo y por unidad de volumen del medio poroso; para eso, 'forma parte los -factores como son: el portador del fluido, la suspensión de partículas y el medio poroso del 'filtro, además también la caída de presión. En procesos metalúrgicos, uno de los objetivos principales de la filtración es la de librar los líquidos y para el descargado de los sólidos; por consiguiente, como lo nombra SHOEMAKER, la relación Retención vs Permeabilidad debe ser gobernada para mejorar la eficiencia de retención y reducir costos. La aplicación de las matemáticas en la filtración ha desarrollado diversas teorías, como la de POISEV1LLE (1842), que considera la permeabilidad de un lecho de material poroso y el factor de viscosidad. PERRY (1.849) también desarrolla otra fórmula muy aplicable considerando la resistencia que se produce en la filtración, esto es debido a la formación del cake, como el flujo del líquido a través del medio poroso. ALMY y LEWIS desarrollan su fórmula considerando que la velocidad del flujo es proporcional a la caída de presión. F. TILLER con su potente reacción interpreta para una filtración a presión constante, al igual que es usado en el diseño de filtros continuos al vacío. CARMAH (1938) considera que el flujo del filtro en un tiempo dado está en función directa de la presión que interactúa en ella por unidad de la resistencia total. DALHSTROM en su modelo matemático que es muy aplicable para el diseño, toma en cuenta el ciclo del filtrado para la formación del cake, en las que está involucrado el rendimiento de formación, grado de escurrido y grado de lavado. Dicho dimensionamiento se puede realizar por dos métodos bastante prácticos: rendimiento de formación de la torta, y velocidad del secado del cake. Se estudia los condicionamientos, coagulantes y ayudas filtrantes, para un mejoramiento de la filtración, tanto agentes químicos como físicos. También los medios filtrantes, características y modo de seleccionamientos. Las pruebas experimentales, reflejan una simulación casi idéntica a una operación industrial, por lo tanto, datos de control son considerados, por ejemplo, concentración de los sólidos en el alimento, tamaño de partícula, etc., y como también los factores que afectan a la velocidad de filtración. Se ha determinado que, a mayor concentración de sólidos en el alimento y alto vacío, se produce una torta bastante gruesa con su porcentaje de humedad residual. El escalamiento de pruebas batch, se lleva a cabo por el método de DORR OLIVER, con un factor de seguridad aplicada de 65% y los ciclos de -filtración tanto por el de tipo discos y el de tambor. Cabe señalar que el ciclo de filtración de los dos tipos de filtros, dependen de su condición de trabajo y factores. Se mencionan los métodos de seleccionamiento de filtros según PIERSON, PORTER, FLOOD y RENNIE. El análisis técnico de la filtración se lleva a cabo teniendo en cuenta rangos y variables, como el tiempo de secado, de -formación, tamaño de partícula, concentración de sólidos, etc. para poder minimizar el contenido de humedad en el cake. El dimensionamiento de equipos se realiza por el método de DORR OLIVER y el práctico por DALHSTROH.