A Filtração

1 – Introdução

A filtração é uma operação unitária que consiste na separação de misturas heterogêneas, ou seja, de um sólido disperso em um líquido ou gás. Basicamente, passa-se a mistura heterogênea por um filtro, isto é, um material poroso, no qual ficam retidas as partículas sólidas suspensas, a parte líquida ou gasosa atravessa o filtro.1

Na indústria existem diversos tipos de filtros, para os mais diferentes tipos de processo. A escolha do filtro adequado para um determinado produto ou processo é baseada em vários fatores como características do produto (torta e solução a ser filtrada), volume de produção, relação custo-benefício, etc.2

Para classificar os diversos modelos de filtros os seguintes critérios são observados; força motriz, material do meio filtrante, função, detalhes contrutivis e regime de operação. 

Força motriz é a gravidade, pressão, vácuo, vácuo - pressão ou força centrífuga.

Material do meio filtrante é a areia, tecido, meio poroso rígido, papel, etc.

Função são os clarificadores ou espessadores;

Detalhes construtivos são os filtros de areia, placas e quadro, lâminas ou rotativos.

Regime de operação pode ser por batelada ou contínuo.

Um modelo muito conhecido e utilizado na indústria é o filtro prensa. O Filtro Prensa é um equipamento destinado a fazer a separação de sólidos \ líquidos, através da passagem forçada de soluções com resíduos, por elementos filtrantes permeáveis.

Este processo é feito pelo bombeamento destas soluções contra as lonas filtrantes que só permitem a passagem da parte líquida da solução, a qual é drenada através de canais presentes nas placas filtrantes. A parte sólida vai sendo continuamente depositada nas lonas, formando sobre as mesmas uma camada cada vez mais espessa. As placas filtrantes possuem um perfil que permite às mesmas, quando montadas uma contra a outra, formarem no interior do equipamento câmaras que são completamente preenchidas pelos sólidos. O bombeamento sob alta pressão faz com que as partículas se acomodem de forma a gerar no final do processo tortas compactas e com baixo nível de umidade. Com a abertura do equipamento, estas “tortas” são retidas para descarte ou reaproveitamento. Esse tipo de filtro trabalha em sistema de batelada.1

 O fechamento do conjunto pode ser feito por um cilindro hidráulico ou manualmente, dependendo do filtro e do processo.

Este tipo de Filtro é largamente utilizado em Estações de Tratamento de Efluentes, Galvanoplastia, Indústria têxtil, metalúrgica, indústria de vidro, cerâmica, eletrônica e muitas outras e, é verdadeiramente um equipamento dinâmico em suas funções e aplicabilidade. 3

Figura 1: Filtro prensa[pic 1][pic 2]

O equipamento utilizado tem com vantagem de uso, reduzido consumo de energia utilizada nas indústrias, o reaproveitamento de elementos, é de fácil operação. 1

2. Objetivo

O objetivo deste relatório foi levantar os dados de um filtro prensa quando esta em operação filtrando carbonato de cálcio.

3.MATERIAIS E REAGENTES

3.1 Materiais

- Filtro prensa de placas de quadro

- Trena

- Viscosímetro

- Proveta

- Balança

- Cronometro

- Estufa

- Chapa de metal

3.2 Reagentes

- Solução de carbonato de cálcio.

4. Método experimental

        Foi adicionada a solução de carbonato de cálcio no tanque do filtro de prensa,mediu a área do filtro, montou os filtros e em seguida ajustou a pressão do equipamento, a pressão durante o experimento foi constante.

        Iniciou o processo de filtragem e a cada tempo pré-estabelecido foi medido o volume do filtrado em uma proveta. Sendo retirado através da calha do equipamento.

        Quando parou de sair liquido pela calha  parou o processo e desmontou  o filtro e coletou a torta na chapa de metal.

Foi realizado a Pesagem da torta úmida e, posteriormente, da torta seca (após 24h na estufa).

5 Resultados e Discussões

5.1  Cálculo da Capacidade do Filtro (C)

A capacidade de produção do filtro pode ser estabelecida pelo volume total (Vt) dividido pelo somatório de tempo de todas as operações: Tempo de Filtração (Tf), tempo de lavagem (Tw) e tempo de descarga (Td).

Vt = 13,2 litros

Tf = 11 minutos

Tw = 35 segundos  ou  0,6 minutos

Td = 5 minutos

C =        Vt____          

        Tf+Tw+Td   

C =       13,2___

       (11+0,6+5)      

C = 0,7952  litros por minuto   ou     C = 0,7952 x 60 = 47,71 litros por hora        

5.2  Cálculo de Tempo de Filtração / Volume Filtrado (Tf/Vf).

Tabela 1: calculo de tempo de filtração/ volume filtrado.

Medida	Tempo  de Filtração (s)	Volume Filtrado (L)	Tf / Vf
1	60	0,940	63,82978723
2	120	2,460	48,7804878
3	180	3,900	46,15384615
4	240	5,240	45,80152672
5	300	6,520	46,01226994
6	360	7,750	46,4516129
7	420	8,910	47,13804714
8	480	10,050	47,76119403
9	540	11,150	48,43049327
10	600	12,210	49,14004914
11	660	13,200	50