Clase2 filtracion

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  • 1. Separacin Slido-LquidoFiltracin Operaciones Unitarias IM.C. Rodolfo Rocha Villagmez

2. Filtracin Definicin: Separacin del slido desde el lquido que es forrazo (por presin o vaco) a pasar a travs de un medio filtrante que retiene las partculas. Los slidos se depositan en el filtro y a medida que el depsito (torta) aumenta de espesor opone mayor resistencia a la filtracin.La filtracin de slidos incompresibles es un proceso clsico yresulta sencillo, pero los m.o presenta problemas. Por qu?Se requiere de tratamientos adicionales que hagan elproceso ms rpido. 3. Equipos de FiltracinBatchFiltro de Placas y Marcos 4. Filtro de Placas y Marcos Detalles 5. Filtro Tubular Detalles 6. Equipos de Filtracin ContinuosFiltro Rotatorio al vaco 7. Operacin BatchPlacas y MarcosContiene septas de metal donde se forma la BaratoMs Comntorta Puede tener un medio filtrante, Papel oNo se puede utilizar con Pao productos txicos ni gases Operacin Intermitente, pues se debe descargar la tortaPlacas Operacin Intermitente Puede hacerse continuo,Horizontales Se utiliza en pequea escala introduciendo una hojaque remueva la tortaHojas Verticales Posee una alta rea de filtracin porRequiere poco superficie volumen Operacin IntermitenteTipo Vela Fcil de Lavar Operacin ContinuaFiltros rotatorios Rota a baja Metodologa ms usa en Proceso consiste en :a vacovelocidad Bioprocesos-Formacin de la Torta El lquido es P = 1 atm -Lavado de la Torta succionado - Recoleccin de la Torta 8. PRETRATAMIENTOSLos caldos de fermentacin resultan ser fluidos no-newtonianos, porlo cual resultan ser altamente compresibles, y por ello difciles defiltrar. Para mejorar esta condicin se aplican pretratamientos.Estos pueden ser de diferentes tipos: 1.- CalentamientoResulta ser un mtodoSimpleEconmicoMejora las caractersticas del fluidoSe utiliza para pasteurizar Desventajas Slo se puede aplicar si el producto es trmicamente estable. 9. Volumen Filtrado2.- CoagulacinSe produce cuando unconjunto de partculas coloidales(1m) que poseen carga superficialse mantienen en una suspensinestable, sin que se produzca unasedimentacin.Para ayudar al proceso desedimentacin se adicionan agentesque modifican la carga superficialanulando las repulsiones y generandointeracciones del tipo van derWaals.Los agentes que se utilizan son: Iones polivalente Fe, Ca, Al Cambios de pH 10. 3.- FloculacinSe promueve la formacin de puentes de hidrgeno entre partculasadyacentes o coagulo. Con lo cual se forman redes que van atrapando al restode las molculas.Los agentes utilizados son polielectrlitos de alto peso molecular, deltipo catinico, aninico o neutro. De origen sinttico o natural. Algunosejemplos.Sintticos NaturalesPoliacrilamida AlmidnPoliaminas GomaDerivados de las Celulosas (CMC) TaninoPolietileniminaAc. AlginicoCloruro de Polidialildimetil amonioPoliglucosilamidas 11. Ventajas Aumento en la velocidad de filtracin, sedimentacin ycentrifugacin.DesventajasPosible denaturacin ToxicidadPosibles efectos adversos en las etapas siguientes 12. 3.-Adsorcin Los coadyuvantes de filtracin (ayudantes de filtracin) soncompuestos (tierras diatomeas o kieselguhr) que permiten mejorar laeficiencia de la filtracin. Son: Elementos que presentan una alta porosidad Facilita la velocidad de filtracin a travs del lecho. 13. Se pueden aplicar de dos manera: Pre-recubrimiento del medio filtrante para evitar el bloqueo del filtro por los slidos que de otra manera se apelotonaran en los poros del medio filtrante. Se puede aadir al caldo de fermentacin con el fin de aumentar la porosidad de la torta a medida que se ha formando. Se recomienda cuando el producto es extracelular. Si se trata de un producto intracelular se debe hacer un postratamiento (desorcin de las clulas). 14. Desventajas-Costo de las tierrasdiatomeas,sedebedeterminarlacantidadexperimentalmente.-Adsorben lquido, siel producto es extracelularse pierde una parte.-Disminuye la claridad delfiltrado.-La deposicin de desechosde material celular es msdifcil si contiene este tipode agentes. 15. Ecuaciones de Diseo de Filtros Filtros BatchLa ecuacin de diseo de un filtro batch se basa en la Ley deDarcy, donde se determina la velocidad, v, de un fluido al pasarpor un lecho slido como:k Pv= (1)l Si me mantiene un Reynold d v