II. OBJETIVOS •
Dete Determ rmin inar ar los los valo valores res de resis resiste tenci nciaa espe especí cífic ficaa medi mediaa de la torta torta y de la
•
resistencia del medio filtrante en una filtración a presión constante constante Ente Entend nder er y comp compren render der la Oper Operaci ación ón de separ separaci ación ón de sóli sólido doss y líqu líquid ido o
•
mediante filtración Estud studia iarr la varia ariaci ció ón con con la dife difere renc ncia ia de presi resión ón y deter eterm minar inar la compresibilidad de la torta
III. MATERIALES MÉTODOS a) Materi eriale ales Harina de Maíz Papel Filtro ecipiente para la suspensión !uc"ara Placas Estufa Equipo para filtración al vacío Matraz #itasato b) $nstrumentos !ronómetro %alanza analítica c) Meto Metod dolo olo&ía &ía '( Montar Montar el Equi Equipo po de filtrac filtración ión ( Prep Prepar arar ar la susp suspen ensi sión ón de Hari Harina na de Maíz Maíz y *&ua &ua en relac relació ión n de
'+' '+',, ,,
-Mantenerla en continuo estado de a&itación) .( !onectar !onectar el el vacío vacío y re&ular re&ular la diferenci diferenciaa de de presión presión a /( bar 0( 1len 1lenar ar el embud embudo o que est2 est2 en el matr matraz az 3itasa 3itasato to con con la susp suspen ensi sión ón y a4adir a4adir re&ularmente procurando que siempre "aya suspensión en el( 5e pone en marc"a el cronómetro desde el momento que cai&a la primera &ota( *notar el tiempo por cada 6/ ml de filtrado 6( Despu7 Despu7ss que se "aya llenado llenado la probet probetaa se desconecta desconectar2 r2 el vacío8 vacío8 se reconoce reconoce una muestra de la torta8 se coloca en un placa y se pesa -Peso de la torta "9meda)8 a continuación se coloca en una estufa para secar -Peso de torta seca :( epetir epetir lo mismo mismo para para las diferencia diferenciass de presiones presiones de /(08 /(08 /(:8 /(:8 /( %ar( %ar(
III. RESULTADOS
1a pr2ctica se realizó en el laboratorio de operaciones de la Esc( De $n&( *&roindustrial( * continuación se presenta los Datos Obtenidos de la pr2ctica
Tabla 1: Datos obtenidos de la Práctica de Laboratorio.
20265 Pa V (m3) T (s) 0.00007 5.25 5 0.0001 8.14 0.00012 10.73 5 12.59
0.00015 0.00017
40530 Pa V (m3) T (s) 0.00007 7 5 0.0001 10 0.00012 13 5 0.00015
60795 Pa V (m3) T (s) 0.00012 60.7 5 0.00015 81.7 0.00017
107.5
21
81060 Pa V (m3) T (s) 0.0000 13.02 75 0.0001 16.09 0.0001 24.55 25 0.0001 36.38 5
18.97
05
Tabla 2: a) Datos del agua a 24° C (Geankolis! 1""#). $ Dato del %rea del <ro
Densidad
997.38
Viscosidad 0.00091
Kg/m3 (;) Concen!ac
(<)
1 Pa.s 0.03801
i"n (#)
$!ea (%)
336 m2
0.06
Tabla ': esultados btenidos de Di*erencias de Presi+n , elaci+n de la Torta -/eda con Torta seca ∆P
20265
40530
60795
81060
(Pa) &
1.740935 1.80128 1.788481 2.0446428 148
894
675
57
90000 80000 70000 60000 50000 ∆ (Pa) 40000 30000 20000 10000 0 1.7
1.75
1.8
1.85
1.9
1.95
2
2.05
2.1
M
Grá&co 1: 0bicaci+n de los untos de la tabla '
Tabla 4: Datos btenidos ara encontrar el
20265 V /V 0.00007
α m
, Rf
40530 60795 V /V V /V 0.0000 93333.33 0.0001 485600 5 70000 75 333 25 0.0001 544666. 0.0001 100000 0.0001 81400 5 667 0.00012 0.0001 0.0001 632352. 104000 5 85840 25 7 941 83933.333 0.0001 140000 0.00015 33 5 0.00017 111260.99 05
71
81060 V /V 0.0000 173600 75 0.0001 160900 0.0001
196400 25 0.0001 242533. 5
333
700000 600000 500000 400000 t/V (s/m3)
300000 200000 100000 0 0
'(#) 3224352298.3# 75927.61 *+ 0.97 20265 Pa ,inea! (20265 Pa) 40530 Pa ,inea! (40530 Pa) 60795 Pa '(#) 969200000# 84323.33 ,inea! (60795 Pa) *+ 0.76 '(#) 576000000# 44533.33 '(#) 346428870.61# 43495.04 81060 Pa *+ 0.79 *+ 0.76 ,inea! (81060 Pa) 0 0 0 0 0 0 V (m3)
Grá&co 2: Lneas de Tendencias ara di*erentes resiones
120 100 20265 Pa ,inea! (20265 Pa) 40530 Pa ,inea! (40530 Pa) 60795 Pa ,inea! (60795 Pa) 81060 Pa ,inea! (81060 Pa)
80 t(s)
60 40 20 0 0
0
0
0
0
0
0
V (m3)
Grá&co ': 0bicaci+n de los Puntos de la tabla 1
%- %-ica! -a sigiene ecaci"n !eem-aando -a endiene -a consane de -a -nea de -os g!cos se ede oene! α m Rf
η ρ x α m η R f t = + V V 2 ( 1− Mx ) A 2 ( P1− P3 ) A ( P1− P3 )
e oienes -os sigienes Daos Tabla : 3alores btenidos de la Linealiaci+n. 5e uede obser6ar los 6alores de a / , *
!denad ∆P
α m
Pendiene a 34642887 43495.04 3.33288
Rf
20265
0.6 32 11 57600000 44533.33 1.1083
3.6810
40530
0 33 12 32243522 75927.61 9.30614
7.5310
98 17 12 96920000 84323.33 3.72974
1.9311
60795 81060
Des:s de ;a--a! e-
0 α m
33
12
2.8511
Rf se !ocede a ;ace! na g!ca.
,ego a!a ;a--a! n a-icamos na g!ca do-e -oga!mica
31 30 29 28
'(#) 2.14# 5.35 *+ 0.79
Ln(am) 27
26 25 24 9.8
10
10.2 10.4 10.6 10.8
11
11.2 11.4
Ln(P)
Grá&co 4: Grá&co Doble logart/ico ara -allar el 6alor de n. 7l 6alor de n es 2.14
,o mismo a!a ;a--a! e- n< de *' 27 26.5 26 25.5
'(#) 1.52# 9.2 *+ 0.97
25
Ln(Rm)
24.5 24 23.5 23 9.8
10
10.2 10.4 10.6 10.8
11
11.2 11.4
Ln(P)
Grá&co : Grá&co Doble logart/ico ara -allar el 6alor de n8. 7l 6alor de n es 1.149
IV. DISCUSIONES
%rennan -'=>,) se4ala que "ay . resistencias adicionales8 aparte de la torta y medio filtrante8 las cuales son las resistencias ori&inadas por las entradas y salidas del medio filtrante y adem2s por la resistencia ori&inada en los canales( *unque el ?n@ obtenido es ('0( Es un "ec"o ver que es una torta comprensible8 primero por el muy alto valor obtenido de n8 adem2s la "arina de maíz usada en suspensión usualmente es una mezcla de a&lomerados8 o Aóculos8 consistentes en d7biles acoplamientos de partículas muy peque4as8 y la resistencia de la torta depende de las propiedades de los Aóculos en vez de la &eometría de las partículas individuales( 1os Aóculos se depositan sobre la cara de la torta situada en la dirección de la corriente superior y forman un complicado entramado de canalillos ori&inando resistencia -Mc !abe8 5mit"8 B Harriot8 //>) 5e&9n Mc !abe8 5mit"8 B Harriot -//>) la mayoría de las resiltencias de los filtros se encuentran en el ran&o de '/ '/C.'/'' mC' 8 al comprobar esto en nuestro resultados obtenidos para f nos damos que cuenta que el papel filtro se encuentra en este ran&o( %rennan -'=>,) se4ala que muc"as papillas -*limento en suspensión) contienen partículas sólidas8 1a resistencias al fluo de estartas depende de la caida de presión y varia a lo lar&o de todo el espesor de la misma8 siendo mayor en la proimidad del medio de filtración En el &r2fico 6 se aprecia la variacon de la resistencia del medio filtrante se&9n 5e&9n Mc !abe8 5mit"8 B Harriot -//>) ?1a resistensia del medio filtrante f varia con la caida de presión8 debido a que la velocidad del líquido mas alta causada por una caida de presión "ace que p2rticulas adicionales de solidos penetren en el medio filtrante@( En el &r2fico ' se puede apreciar que las diferencias de presiones menores &eneran un M -Peso de la torta "9meda+Peso de la orta 5eca) menor8 Gna caída de presión menor a la atmosf7rica que &enera un menor paso de líquido a trav7s del filtro8 ya que aumenta la diferencia de Presión( 5e&9n Mc !abe8 5mit"8 B Harriot -//>) 1a concentración de sólido en la suspensión que alimenta el ltro es levemente menor que la masa de particulas depositadas en el filtro8 dado que la torta "9meda contiene suciente líquido como para llenar sus poros8 y I8 el volumen real de ltrado8 es li&eramente menor que el total de líquido en la suspensión ori&inal
1a resistencia total esproporcional a la viscosidad del fluido
-Earle8 '=,,)8 las
resistenciad del filtro y de la torta estan muy li&adas a esto( Gna viscosidad muy alta produce a veces obstrusión de los medios filtrantes( En un principio uno no puede saber que medio filtrante ele&ir8 esto se "ace calculando aproimadamente(
V. CONCLUSIONES 5e lo&ró determinar la resistencia media de la orta y la resistencia del filtro en una filtración a presión constante 5e lo&ro entender la operación de filtración mediante una bomb de vacío 5e estudio su variación con la diferencia de presión determinando así la comprensibilidad de la torta
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