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FILTRAÇÃO
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Filtração Para filtração a pressão constante....
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Filtração Onde... unidades de Kp → s/m6 B → s/m3
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Filtração α = resistividade específica
Processos com tortas compressíveis ... Se α é aumenta com ΔP a torta é compressível. Uma equação empírica utilizada é: s=0 para tortas incompressíveis 0,1> s > 0,8 para tortas compressíveis
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Filtração Determinação do tempo de lavagem e do tempo do ciclo de operação (tco) ...as condições durante o processo de lavagem são as mesmas que as existentes ao final do processo de filtração ! ...considera-se que a estrutura da torta não é afetada quando o líquido de lavagem substitui o líquido contido na torta.
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Filtração tempo do ciclo de operação
tco = t(filtração) + t(lavagem) + tmd tmd = tempo necessário para remover a torta, limpar o filtro e remontá-lo taxa de filtração (mesma queda de pressão)
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Filtração - Lavagem (dVL/dt)f = é a taxa de lavagem
Vf = volume total de filtrado (m3) VL = 10 a 20% de Vf
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Filtração - Etapa de lavagem da torta
Para os filtros de placas e quadros o líquido de lavagem passa através do dobro da espessura da torta e a área de filtração é somente a metade da área originalmente utilizada. Por esta razão a taxa de lavagem é ¼ da taxa de final de filtração, logo...
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tco = t(filtração) + t(lavagem) + tmd
Tempo de filtração Tempo de lavagem O tempo de montagem e desmontagem é normalmente informado a 30 minutos
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Exemplo (Geankoplis) continuação..
Dados experimentais (ensaio de laboratório) de filtração de CaCO3 a 25oC a pressão constante de 338 kN/m2 são mostrados na tabela abaixo. A área de filtração do filtro de placas e quadros é de 0,0439 m2 e a concentração dos sólidos na suspensão (Cs) é de 23,47 kg/m3. t (s) 4,4 9,5 16,3 24,6 34,7 46,1 59,0 73,6 89,4 107,3 V x 103 (m3) 0,498 1,00 1,501 2,00 2,498 3,002 3,506 4,004 4,502 5,009
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Determine as constantes α e Rm.
α = 1,79 x1011 m/kg ; Rm = 1,13 x 1011 m-1 2. Determine o tempo necessário para obter um volume de 3,37 m3 em um filtro de placas e quadros constituído de 20 quadros com área unitária de 0,837 m2. (a pressão e as propriedades da torta são as mesmas do ensaio de laboratório). t = 264 s = 4,4 min. 3. Considerando um volume de lavagem de 10% do volume do filtrado e um tempo de montagem e desmontagem de 20 minutos, calcule o tempo do ciclo de operação (tco).
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tco → tempo filtração + tempo de lavagem + tmd
tempo de lavagem = tL= 188s = 3,14 minutos tco = 4,4 + 3, = 27,54 min
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filtração contínua
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Filtro de disco-rotativo www. heatandcontrol
Filtro de disco-rotativo Ex: filtração de óleo de fritura
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No processo de filtração contínua a queda de pressão é mantida constante.
A formação da torta estabelece uma modificação contínua nas condições de filtração e a resistência do meio filtrante pode ser negligenciada (B=0)
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INTEGRANDO A EQUAÇÃO COM B=0 TEMOS
onde...
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f = fração do ciclo utilizada na formação da torta =
t = tempo necessário para formação da torta Em um filtro rotatório, o tempo de filtração é menor que o tempo de ciclo completo (tc) assim: f = fração do ciclo utilizada na formação da torta = fração submersa do equipamento
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Substituindo em: E considerando a taxa de filtração...
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TEMOS... ... logo, a taxa de filtração varia com o inverso da viscosidade e do tempo do ciclo de filtração elevado na potência 0,5 .
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Aplicação Calcule a área necessária para produzir 120,6 L de filtrado por ciclo de filtração em um filtro rotatório cujo tambor encontra-se 33% submerso na suspensão e opera a pressão constante de 67,0 kPa. A concentração da suspensão é de 308,1 Kg sólidos/m3 de filtrado. A viscosidade do filtrado pode ser aproximada a da água a 25oC. O tempo do ciclo do filtro é 250s e a resistividade especifica da torta (α) pode ser expressa por α =(4,37 x 109)*(ΔP)0,3 onde as unidades de α e ΔP são m/kg e Pa. Dados: Viscosidade da água 0,8937x10-3 Pa.s
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α = (4,37 x 109)*(ΔP)0,3 α = 1,23 x 1011 m/kg A= 6,66 m2
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Exercícios Geankoplis a Exemplo 10.6
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