09 noviembre 2011

Guía práctica para la filtración eficiente de líquidos industriales (3ª PARTE)

Ver 2ª PARTE


Filtros tubulares
Otro tipo de filtro autolimpiante es el filtro tubular, que consiste en un recipiente a presión y elementos filtrantes tubulares. Los tubos son cubiertos con tejido, fieltro o malla. Al final del ciclo de filtración, estos filtros tubulares descargan el cake del filtro soplando hacia atrás el cake del filtro del elemento tubular o con un retro lavado que descarga el cake del filtro en forma de lechada. La limitación de los filtros tubulares es la capacidad del cartucho del filtro.
Filtros hoja de presión

Este tipo de filtro puede tener un tanque vertical u horizontal. Los filtros de hoja de presión  de tanque horizontal vienen con dos estilos diferentes. El diseño de un tanque estacionario tiene un haz de hojas  que tira del tanque para exponer las hojas para descarga del cake del filtro. El diseño de haz de hojas estacionario tiene un cabezal frontal que queda estacionario con el haz del filtro fijado. Características adicionales como placas rotatorias y transportadores de tornillo internos para descargar cake son incorporados en algunos filtros.
Los filtros de hoja de presión de tanques verticales con placas verticales tienen cabezales de spray internos para descargar cake húmedo o puertas en el fondo de apertura rápida con vibradores neumáticos para descarga del cake seco. Se usan en la industria química y alimentaria.
Filtros de tambor rotatorio
Los filtros de tambor rotatorio son el único filtro auténticamente continuo. El filtro en si mismo se localiza en la superficie exterior de un tambor que está bajo vacío interior. En una rotación simple del tambor, este sistema precapa, realiza la filtración, lava el cartucho del filtro (para recuperar el licor madre), y seca y descarga el paquete de filtrado.  El filtro pasa a través del centro del tambor donde se recupera. El ciclo de filtración comienza de nuevo en el siguiente giro del tambor. Los sistemas de tambores rotatorios se usan para filtración primaria cuando hay grandes cantidades de sólidos.
Filtros belt
Otro filtro de tipo continuo es el filtro belt, que tiene esencialmente la misma operación que un filtro de tambor rotatorio, pero usa una banda de tejido continua en vez de un tambor. La banda continua se desplaza al fondo donde continuamente es alimentado por la lechada que se está filtrando. Los sólidos filtrados quedan en el tejido y se secan cuando el tejido se desplaza fuera de la lechada, y se descarga el cake del filtro. En este punto el tejido es lavado por un sistema de spray para limpiar el tejido para el siguiente ciclo. Los filtros belt continuos se usan típicamente en las industrias de papel y fibra.
Filtros Nutsche
Algunos procesos químicos finos y farmacéuticos usan una placa simple o filtro de tipo Nutsche. Los filtros Nutsche manuales consisten en un recipiente a presión con una placa de filtración simple en el fondo de la canasta. Los filtros Nutsche se usan para procesar sólidos gruesos resultantes de una reacción.
Los sólidos altamente gruesos son porosos y permiten formar un lecho filter-cake profundo, filtrando sin ayudas adicionales. Los pasos del proceso incluyen relleno, filtrado (vacío o presión), re-lechada, lavado de desplazamiento, secado del cake del filtro y descarga del cake. Las opciones de descarga del cake incluyen sacar el paquete de filtración, retirada de la canasta, puerta de caída en el fondo, inclinación del tanque, o disolución del paquete con un solvente a través de la salida del fondo.
El filtro Nutsche automático incluye un agitador interno o impulsor, que se usa para remover la lechada, comprimir el paquete del filtro, re-lechada del paquete de filtración durante el lavado o extrayéndolo y en último término descargando el cake del filtro. También es posible disolver el cake del filtro en un solvente.
Inline cartridge or bag filters
Estos filtros se utilizan para quitar trazas de sólidos, y son usualmente filtros de tipo bolsa o cartucho. La limpieza es fácil en ambos tipos. El tipo cartridge usa cartuchos reemplazables.
5) MECANISMOS DE FILTRACIÓN DE LÍQUIDOS
La filtración de líquidos se lleva a cabo separando los sólidos del chorro del proceso a una interface donde el cake del filtro conteniendo los sólidos se mantiene abierto al flujo.
Hay tres técnicas de filtración a considerar en el diseño de una estación de filtración en un proceso industrial. En algunos casos, tales como para los sólidos cristalinos fáciles de filtrar, con tan solo un medio de filtración puede ser suficiente. Los sólidos que requieren una filtración más difícil pueden necesitar precapa, body feed y ayudas a la filtración.
Diseños de sistemas de filtración
Filtración sin precapa
En ciertas aplicaciones, debido a la naturaleza de los sólidos suspendidos, la filtración puede realizarse sin precapa. Esta situación se considera la excepción a la norma de filtración.
Filtración sólo con tanques de precapa
Algunas aplicaciones requieren solamente precapa, así que el diagrama de flujo incluirá un tanque precapa con un mezclador, una bomba, el filtro y la tubería de interconexión con válvulas asociadas.
Filtro con precapa y bodyfeed
Una estación de filtración típica en esta configuración incluye tanques de lechada de precapa y cuerpo, tuberías, válvulas, medidores y bombas para las ayudas del filtro.
Para todas las situaciones, los medidores de presión se instalan en la entrada y la salida. La diferencia en la lectura de estos dos medidores (entrada y salida) es la presión diferencial. Es necesario un control cercano de la presión diferencial para prevenir el daño de los elementos del filtro por sobrepresión. Las placas del filtro se especifican para presiones diferenciales tales como 0, 75 o 100 psid. Con presiones diferenciales más altas las placas deben ser más gruesas.
El control en la carga en la pastilla del filtro es importante para prevenir daño permanente en los elementos del filtro por puente  o sobrecarga del cake del filtro entre los elementos de la placa.
Los efectos de sobrepresión y sobrecarga causan daño permanente en los elementos del filtro. Este daño causa problemas de sellado y rendimiento.
Cuando se diseña una estación de filtrado con tanque de precapa deben pensarse que el tanque precapa debe ser 1,25 veces el volumen de retención del filtro.
Bibliografía:
Clarifying liquid filtration. Chemical Engineering October 2011
Palabras clave: Plate-and-frame filter presses, pressures leaf filters, rotary drum filter, tubular filter, belt filter, Nutsche filter, precoat tank, filter aid, Inline cartridge, bag filters
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