Práctica N° 04 SEPARACIONES FÍSICAS (FILTRACIÓN )
NOMBRE: Llanos Moreno Luis I.
RESUMEN: La prese presente nte prácti práctica ca se desarr desarrolló olló con el propó propósit sito o de determ determina inarr los valores de la resistencia específca media de la torta y de la resistencia del medi me dio o fltr fltran ante te en una una fltr fltrac ació ión n a pres presión ión co cons nsta tant nte, e, para para una una tort torta a considerada como incomprensible y estudiar su variación con la dierencia de presión !ara la reali"ación de la práctica utili"amos el e#uipo de fltración del laboratorio y preparamos una suspensión de carbonato cálcico al $%&' lue(o conectamos el vacío y re(ulamos la dierencia de presión, se(uido llenamos el embudo con la suspensión y marcamos, una ve" #ue comen"ó a co corr rre e el aire aire co cont ntro rola lamos mos co con n el cron cronóm ómet etro ro y ma marc rcam amos os ca cada da $% se(undos' esa misma operación la repetimos por tres veces a dierentes presiones a $%%, $)% y *%% mB Los resultados de la resistencia especifca de la torda a las tres presiones dierentes ueron+ 1.0!4" # 1011 $%&' 4.!0 # 1010 $%&' y 4.* 4.* # 1010 $%&' + respectivamente Finalmente calculamos calculamos el coefciente coefciente de comprensibi comprensibilidad lidad #ue nos da como resultado resultado %$% %$%$, $, es esto to nos nos indi indica cand ndo o #ue #ue es una una tort torta a co comp mprrensi ensibl ble e e(e(-n n ./01N2O!L0, $334, !á( 43%5 La constante de comprensibilidad 6n7 es cero para lodos o tortas incomprens incomprensibles ibles y suele tener valores entre %$ y %4
II.
INTRO,UCCIÓN: Fi-traci/. El problema (eneral de la separación de partículas sólidas de lí#u lí#uid ido os se puede uede res esol olve verr usan usando do (ran (ran diver iverssidad idad de m8 m8to todo dos, s, dependientes del tipo de sólido, de la proporción de sólido a lí#uido en la me"cla, me"cla, de la viscosidad viscosidad de la solución solución y de otros actores actores En la fltración se establece una dierencia de presión #ue 9ace #ue el :uido :uya a trav8s de poros pe#ue;os #ue impiden el paso, de las partículas sólidas las #ue a su ve", se acumulan sobre la tela como torta porosa PROCESO ,E FILTRACIÓN: La fltración es la separación de una me"cla de sólidos y :uidos #ue incluye el paso de la mayor parte del :uido a trav8s de un medio poroso, #ue #ue reti retien ene e la ma mayo yorr part parte e de las las part partícu ículas las sóli sólida dass co cont nten enida idass en la me"cla El medio fltrante es la barrera #ue permite #ue pase el lí#uido, mientras retiene la mayor parte de los sólidos, los cuáles se acumulan en
una capa sobre la superfcie o fltro .torta de fltración5, por lo #ue el :uido pasará a trav8s del lec9o de sólidos y la membrana de retención El sistema de fltración va desde un simple colado 9asta separaciones altamente comple
o o
Las resistencias de los canales #ue llevan la suspensión 9asta la cara anterior de la torta, y el fltrado desde #ue sale del medio fltrante La resistencia correspondiente a la torta La resistencia correspondiente al medio fltrante
Fi-traci/ a r2i/ c3/2ta/t: !ara una suspensión determinada en un fltro dado, la variable principal #ue se puede controlar, es la caída de presión, en la #ue si la dierencia de 8sta es constante, la velocidad de :u
Fi-traci/ a -3ci5a5 c3/2ta/t: 1l comien"o de la fltración, con recuencia la resistencia del fltro es (rande comparada con la resistencia de la torta, ya #ue 8sta es del(ada En estas circunstancias la resistencia orecida al :u
TORTAS FILTRANTES COMPRESI6LES. >asi todas las tortas fltrantes son compresibles en cierto (rado pero en muc9os casos ese (rado de compresibilidad es tan pe#ue;o #ue la torta puede considerarse, a eectos prácticos, incompresible i la resistencia específca de la torta es unción de la dierencia de presión a trav8s de la torta, 8sta será compresible Esta compresibilidad puede ser un proceso reversible o irreversible+ la mayoría de las tortas fltrantes no son elásticas y la mayor resistencia orecida al :u
corresponde a la resistencia #ue e=perimenta la misma cuando la dierencia de presiones a la #ue se somete es la más elevada, incluso aun#ue esta dierencia má=ima de presión solo se manten(a un corto periodo de tiempo ?ebido a la p8rdida de ener(ía por ro"amiento ori(inadas en el :uomo la uer"a e
III.
MATERIALES 7 M8TO,OS: a) Matria-2: >arbonato cálcico Medio fltrante >ronometro Recipiente para la suspensión de carbonato cálcico 1(itador idrios de relo< Estua Balan"a analítica E#uipo de fltración o o o o o o o o o
9) Pr3c5i$i/t3: $ Montar el e#uipo de fltración * !reparar la suspensión de carbonato cálcico al $% & en peso .9ay #ue mantenerla en continuo estado de a(itación5 C >onectar el vacío y re(ular la dierencia de presión a $%% mm D( Llenar el embudo con la suspensión y a;adir re(ularmente, procurando #ue siempre 9aya suspensión en el )
!oner el cronometro en marc9a en el momento #ue cai(a primera (ota, y anotar el tiempo cada $%%cm C de fltrado
la
F >uando se 9aya llenado la probeta se desconecta el vacío, se reco(e una muestra de la torta, se coloca en un vidrio de relo< y se pesa .peso de la torta 9umeda5, a continuación se coloca en una estua a
$$%G> durante una 9ora como min y se vuelve a pesar .peso torta seca5 H Repetir la e=periencia para dierencias de presión de $)% y *%% mm D(
I.
RESULTA,OS: a5 iscosidad del fltrado+ 0.001 Pa.2
b5 ?ensidad del fltrado+ 0.!*10" '%$c5 Irea del fltro+ "0. c$ d5 alores de M .torta 9-medaJtorta seca5 MK
;P($9a r) M
torta 9-meda orta seca
100 $9ar $CHH
00 $9ar $C*))
<00 $9ar $*$H$
e5 >on los datos de la tabla anterior se construye lo si(uiente+ 100 $9ar
00 $9ar
<00 $9ar
t.s5
.mC5
t .s5
.mC5
t.s5
.mC5
F)
$=$%A
*3
$=$%A
*$
$=$%A
3CF
*=$%A
4
*=$%A
CCC
*=$%A
$3C*
C=$%A
F$4
C=$%A
C=$%A
5 e representan estos datos en papel milimetrado y se a
(5 ?el a
$
1 A$%%%% !a am
8
9 x 10
=
∗791.06∗0.0476 ∗❑m − 2 ( 1−1.3747 ∗0.0476 ) ∗6.082∗10 ∗( 74200 + 10000 )
0.001
3
1.<*1"#1011 $%&'
=
m
R= 347111
=
∗ R f
0.001
−3 6.082 10
∗
∗(74200 + 10000 )
R= > 1.!!!?#10 11 $@1 *
1 A*%%%% !a am 8
4 x 10
=
∗
∗0.0476 ∗❑m − 2 ( 1− 1.3255∗0.0476 )∗6.082 ∗10 ∗(74200 + 20000 )
0.001 791.06
3
".*<"#1010 $%&'
=
m
R= 329333
=
∗ Rf
0.001
−3 6.082 10
∗
∗( 74200 + 20000 )
R= > 1."#10 11 $@1 C
1 AC%%%% !a am 8
3 x 10
=
∗
∗0.0476 ∗❑m − 2 ( 1−1.2171∗ 0.0476 )∗6.082 ∗10 ∗(74200 + 30000 )
0.001 791.06
3
?.!""#1010 $%&'
=
m
R= 237700
=
∗ Rf
0.001
−3 6.082 10
∗
∗( 74200 + 30000 )
R= > 1.?0"4#1011 $@1
TA6LA ,E RESULTA,OS ;P (N%$)
P/5i/ t (2%$")
Or5/a5a (2%$<)
m
($%&')
R= ($ ) @1
4*%% 3*%% $%*%%
3E%4 E%4 CE%4
CH$$$ C*3CCC *CHH%%
1.<*1"#101
1.!!!?#101
1
1
".*<"#101
1."#101
0
1
?.!""#101
1.?0"4#101
0
1
Resistencia media+
!.!0" #1010 $%&'
Resistencia media+
?.1? #1011 $@1
TA6LA ,E RESULTA,OS / %C$
.
0 43F =
%$%$/B %%$C)
RB= *34)=$%$$
,ISCUSIONES: o
La variación de M .relación másica torta 9-meda J torta seca5 aumenta a medida #ue nosotros aumentamos la presión Earle, RL .$3445 nos dice #ue+ 6El uso de fltros #ue utili"an dierencias de presiones y esta se
o
o
o
o
o
I.
mantiene constante, el caudal de fltrado disminuye con el tiempo debido a #ue se incrementa la resistencia orecida por la torta, por lo #ue esta relación tiende a aumentar7 Reali"ando ensayos a presión constante para varias caídas de presión se puede encontrar la variación de con p i es independiente de p, la torta es incompresible /eneralmente aumenta, ya #ue la mayor parte de las tortas, son por lo menos en al(una medida compresibles e puede utili"ar ecuaciones empíricas para a
CONCLUSIONES: o
o
o
o
1l observar e investi(ar sobre dic9a inormación Peparación de Me"clasP, 9emos lle(ado a entender #ue para reali"ar cual#uier separación de me"clas primero debemos saber sobre su estado ísico, características y propiedades Es interesante reali"ar una me"cla, pero es más importante tener claro cuales componentes se me"clan para #ue la 9ora de separar usemos la t8cnica más adecuada 1 mayor incremento de presión menor es el tiempo #ue tardara la fltración, es decir #ue la velocidad de fltración es proporcional al incremento de presión La resistencia de total de la torta aumenta se(-n el tiempo de fltración
II.
REFERENCIAS 6I6LIORDFICAS: o
o
o
Si/' Pa-. .$33C50ntroducción a la 0n(eniería de los 1limentos Editorial 1cribia Ear- R.L .$33H5 0n(eniería de los 1limentos Editorial 1cribia Espa;a *Q Edición
BRON, , E LEM1S y B BTREN 6Uuímica La >iencia >entral7 raducido del in(l8s, )a Edición, por María Didal(o, editorial !renticeADall Dispanoamericana, M8=ico $33C
