FILTRACIÓN

INTRODUCCIÓN En este presente trabajo se estudiara acerca de la operación unitaria “FILTRACIÓN”, el cual se define como el proce samiento básico en la que el

componente solido insoluble de una suspensión solido-liquido se retiene por medio de una membrana porosa, permitiendo el paso del filtrado sin sólidos. Por lo tanto se debe de tener en cuenta las características que presentan el fluido y las partículas sólidas suspendidas. Con el fin de obtener un producto valioso que puede ser el filtrado sin solidos o la torta sólida. Debido a la gran diversidad de problemas de filtración como por ejemplo cuando la concentración es mínima (partículas sólidas suspendidas), los filtros operan por tiempos muy largos, antes de que sea necesario limpiar el medio filtrante. Para ello se ha desarrollado un enorme número de equipos de filtración con el hecho que el proceso sea más eficiente, es decir que el resultado del filtrado o la presencia de la papilla (suspensión) se vea maximizado en los factores mecánicos y físicos. Por ello se puede relacionar el aumento de la resistencia en el flujo a medida que la torta crece. Las aplicaciones de la filtración que se presenta en la industria alimentaria, se pueden dividir en tres categorías. En la primera se incluye el proceso de la filtración con torta. En la segunda categoría, se denomina clarificación. La tercera categoría, denominada frecuentemente microfiltración. En este proyecto se va a considerar el tipo ordinario de f iltración en el que se usa una diferencia de presión para forzar al líquido a través de filtro de tela y de la torta que se acumula.

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CAPITULO I Es un método que tiene gran aplicación en la industria por consiguiente existen diversos equipos para filtración así como una gran variedad de medios filtrantes, a nivel industrial podemos observar diversos procesos de filtración dependiendo de la necesidad y del grado de dificultad. (Cadena Rios, 2008)

PRINCIPIOS TEÓRICOS DE LA FILTRACIÓN. a) Retención superficial: Se debe a que las partículas de mayor diámetro al tamaño del poro quedan atrapadas en la superficie formando una torta.

b) Retención profunda: Es cuando partículas finas de menor tamaño al diámetro de los poros son retenidas r etenidas a lo largo de los canales capilares del mismo, este principio se observa en los filtros f iltros clarificadores.

c) Retención por adsorción: Retención de partículas finas en el interior de los canales del medio filtrante debido a la atracción electrostática entre las moléculas que forman el filtro y las moléculas mezcladas con el fluido. (Cadena Rios, 2008)

EFECTO DE ALGUNAS VARIABLES EN EL PROCESO DE FILTRACIÓN PRESIÓN En términos generales se prefiere una presión baja al inicio de operación, especialmente cuando lo que se busca filtrar es un lecho con bajo contenido de sólidos. Sin embargo, también depende del tipo de sólido, por ejemplo al tratarse de granulares y cristalinos, un aumento de la presión conlleva a un aumento de la velocidad de flujo casi en forma proporcional. (Slideshare)

ESPESOR DE LA TORTA Este factor es imprescindible, ya que influye significativamente en la capacidad y diseño del filtro y en el ciclo de operación. Idealmente, se busca una torta con una alta resistencia, incluso cuando el espesor sea delgado. Pese a ello, en términos prácticos se prefiere una torta de espesor apreciable, la cual es más viable a nivel económico. (Slideshare)





VISCOSIDAD El efecto de esta variable va acorde con la intuición, en otras palabras, un fluido más viscoso hará de la filtración un proceso más lento y, por lo tanto, menos rentable. En consecuencia, se busca menguar este efecto realizándole una disolución con un solvente de baja viscosidad, aunque es importante tener en cuenta si posteriormente habrá la necesidad de una concentración alta, en cuyo caso dicha dilución dejaría de ser tan factible, debido a que la economía de la filtración se afectaría de manera desfavorable (costo de reconcentración).

(Slideshare) TEMPERATURA Como se sabe, la viscosidad de los líquidos disminuye a medida que aumenta la temperatura. Por consiguiente, es de esperar que un aumento en dicha variable favorezca la velocidad de flujo, no obstante, siempre hay excepciones, en este caso los lodos comprensibles son afectados por la temperatura en formas más complejas. (Slideshare)

TAMAÑO DE PARTICULAS P ARTICULAS En este aspecto, lo ideal es tener partículas grandes, debido a que las pequeñas producen una velocidad baja y humedad alta, aunque mejoran la eficiencia en el lavado. Para esto, hay múltiples tratamientos en los que se encuentran el control del bombeo y la agitación junto con el pre tratamiento con electrolitos como sales, por medio de los l os cuales se busca evitar el rompimiento de partículas que llevan a la disminución de tamaño y encapsular las partículas finas que suelen escaparse del filtro, respectivamente. (Slideshare)





CAPITULO II APLICACIONES TECNOLOGICOS DE LOS APARATOS DE FILTRACIÓN EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA SEPARACIÓN SOLIDO/LÍQUIDO, EN GENERAL El jarabe procedente de la extracción de la caña de azúcar contiene impurezas constituidas por sólidos insolubles. La mayoría se ellas se elimina tratando el jarabe con cal apagada, y en caliente. Se obtiene así un precipitado floculento, f loculento, que sedimenta, dejando un líquido claro. Sin embargo, el lodo así obtenido (cachaza) puede contener sólo un 5% en peso de sólidos insolubles y se filtra para recuperar más cachaza. Para ello, se emplean filtros prensa de placa y marco o filtros a vacío de tambor rotatorio. En la etapa final, el refinado, se vuelve a recurrir a la filtración para eliminar el jugo. El jugo obtenido por extracción con agua de la remolacha azucarera contiene también impurezas insolubles. La mayor parte de ellas se retiran por una decantación en dos etapas, tras la floculación primaria. El jugo sobrenadante se filtra luego, utilizando filtros de placa y marco, de caja y hoja, de caja y tubo o de tambor rotatorio y vacío, con ayuda de coadyuvantes. Para recuperar más jugo, también pueden filtrarse los lodos. La filtración es una operación que se usa en varias etapas del refinado de aceites comestibles. Tras el estrujamiento o la extracción, el aceite contiene impurezas insolubles, fragmentos de semillas, tejidos celulares, etc. Se eliminan por filtración. Tras la decoloración del aceite, hay que eliminar, por filtración, las tierras adsorbentes. Si se ha hidrogenado, para endurecerlo, hay que re cuperar el catalizador, también por filtración. Para estos fines, se usan filtros de placa y marco, de placa y cámara, de placas horizontales y de hojas verticales. Para separar las fracciones de punto de fusión más alto, hay que enfriar lentamente el aceite; la porción solidificada se retira por filtración a través de un filtro de cinta. Otras aplicaciones de la filtración en la industria alimentaria que cabe reseñar aquí son la separación de gluten y almidón, para lo que suelen usarse filtros de





la recuperación de la levadura tras la fermentación, para lo que se suelen emplear filtros prensa de placas y marcos. m arcos.

CLARIFICACIÓN POR FILTRACIÓN En la industria cervecera, la cerveza se clarifica por filtración. El tipo de filtro corrientemente usado es el de filtro prensa de placas y marcos, con hojas de celulosa o de fibras de óxido de aluminio y óxido de zirconio. Como medio de filtración se utiliza Kieselguhr. También puede incorporarse al material de la hoja soporte polivinilpirrolidona soluble, para la adsorción de los fenoles responsables de la turbidez. El vino se clarifica en distintas etapas a lo largo de su proceso de elaboración: tras el trasiego, después de la decoloración e inmediatamente antes del embotellado. Se usan coadyuvantes de filtración con filtros de placas y marcos, de hoja o de tambor rotatorio a vacío, con prerrecubrimiento. También se clarifican por filtración los zumos de fruta, los vinagres, los extractos de carne, los extractos de levadura, las salmueras, los jarabes y las jaleas.

ELIMINACIÓN

DE

MICROORGANISMOS

POR

FILTRACIÓN

(MICROFILTRACIÓN) Con frecuencia, se usa el término microfiltración para describir la exclusión de microorganismos (levaduras y bacterias) de los alimentos líquidos. Para este objeto, se utilizan medios fibrosos, no tejidos. El mecanismo de la filtración es complejo, porque los microorganismos no penetran en estos medios, pese a que su tamaño de poro se lo permitiría. Las fibras retienen electrostáticamente los microorganismos negativamente cargados. Si el objeto es obtener un producto estéril, antes de usarlo debe esterilizarse el filtro ya montado. Para este fin, se utilizan filtros de placa horizontales y verticales y filtros tubulares. La microfiltración se puede utilizar para sustituir o complementar otros métodos de reducir el número de microorganismos de un alimento líquido. Los principales productos que se someten a este tratamiento son el vino y la cerveza, aunque también se microfiltran algunos productos de zumos de frutas y extractos de levaduras. En los últimos tiempos, para la microfiltración se están utilizando





CAPITULO III CALCULOS DE INGENIERIA Problema de filtración. 1. Un líquido se filtra a una una presión de 200 200 kPa a través través de un filtro de 0.2 m2. Los resultados iniciales indican que se requiere 5 minutos para filtrar 0.3 m3 de líquido. Determinar el tiempo que transcurrirá hasta que la tasa de filtración se reduce a 5x10-5 m3/s. Desprecie el espesor y efecto del soporte de filtro.







REFERENCIA BIBLIOGRAFICA 

Cadena Rios, A. (07 de de 08 de 2008). 2008). Selección Selección de un filtro para clarificar clarificar y abrillantar cerveza, a partir del comparativo entre un filtro de placas verticales y un filtro de candelas. Tesis Profesional. Mexico, D.F., Magdalena Contreras.

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Geankoplis C. 2011. PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS. Editorial PATRIA. México.





UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUMBES FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE AGROINDUSTRIAS

OPERACIÓN UNITARIA: FILTRACIÓN”

“

ESTUDIANTES: -

COVEÑAS LUNA, BORIS ANTHONY.

DOCENTE: ING. DORIAN YASSER AGUIRRE CAMPOS.

EN CUMPLIMIENTO A LA ASIGNATURA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL III.

FILTRACIÓN

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