Sumário. Introdução Conceitos Básicos de OPU Processos de Separação Secagem Evaporação Filtração

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1 Filtração - OPU

2 Sumário Introdução Conceitos Básicos de OPU Processos de Separação Secagem Evaporação Filtração

3 Filtração Processos de Separação: Físico ou Químico Conceito: Processo de separação, sólidofluido (L ou G), através de uma barreira porosa que retêm grande parte do material sólido que compõe a suspensão; Objetivo: Separar um sólido de um fluido que o carreia; (Desenho esquemático no quadro) Há diferentes tipos de Filtração?

4 Tipos de Filtragem Filtração Laboratorial Filtração Industrial

5 Tipos de Filtros Há diferenças entre Filtração Laboratorial e Industrial? SIM!!!!! - Volume de material operado; - Necessidade de ser efetuada a baixo custo;

6 Conceitos fundamentais para Filtragem Porosidade X Permeabilidade Porosidade: Característica de uma rocha poder armazenar fluidos em seus espaços interiores, chamados poros, entre as partículas, formando qualquer tipo de matéria. Esses espaços podem ser maiores ou menores, tornando a matéria mais ou menos densa.

7 Conceitos fundamentais para Filtragem Permeabilidade: Propriedade do sistema que permite o fluxo de fluido, através da interconectividade dentro do corpo em questão. Um corpo Poroso é Permeável? E um corpo Permeável é Poroso?

8 Conceitos fundamentais para Filtragem Desenho ilustrativo de Porosidade e Permeabilidade

9 Conceitos fundamentais para Filtragem Para se ter uma produção razoável, com um filtro de dimensões moderadas, deve-se NO PROJETO diminuir a resistência ao escoamento, para aumentar a vazão (Essa é a forma que a maioria dos Equipamentos industriais opera, fazendo com que a área filtrante seja tão grande quanto possível, sem que as dimensões globais do filtro aumentem proporcionalmente.

10 Filtração A escolha do equipamento filtrante depende da economia do Processo, mas as vantagens econômicas serão variáveis de acordo com os seguintes parâmetros: 1. Viscosidade, densidade e reatividade química; 2. Dimensões da partícula sólida, distribuição granulométrica, forma da partícula, tendência a floculação e estado de deformação;

11 Filtração 3. Concentração da suspensão de alimentação; 4. Quantidade do material que deve ser operado; 5.Valores absolutos e relativos dos produtos líquidos e sólidos; 6. Grau de separação que se deseja efetuar; 7.Custos relativos da mão-de-obra, do capital e da energia;

12 Filtração A velocidade de filtração pode ser expressa pela equação: dv Adt p W A V = volume de líquido A = área de filtração t = tempo = viscosidade p = pressão W = massa de sólido acumulado no filtro = resistência específica do bolo : = p s 0 < s < 1 mas geralmente 0,1< s < 0,8 r = resistência do filtro. r

13 Filtração Após a resistência do filtro r ser desprezível em relação à do bolo vamos considerar duas situações extremas: - Partículas rígidas (s=0) = p s = dv Adt p e verifica-se que, neste caso, a velocidade de filtração é diretamente proporcional à pressão. - Partículas muito deformáveis (s=1) = p s = p dv Adt p W W r Neste caso, a velocidade de filtração não vai depender da pressão. A p W W r A 1 A A

14 Lavagem da torta (bolo) de filtração Seleção da Solução de lavagem Miscível X Fluído Imiscível (Com filtr.) Miscível c/ filtr.: Tem propr. físicas semelhantes; - Para uma mesma Dp - Vel. Lav. = Vel. Filtr. Se visc. Lav. < visc. Filtr. Qual Vel. Maior? Imiscível c/ filtr.: Ex. ar: Efetua-se secagem parcial do bolo de filtração; Quant. gasta?

15 Lavagem da torta (bolo) de filtração Escoamento preferencial Muito do bolo não é completamente lavado. Fluxo de Lavagem X Fluxo numa Filtração; Maioria do escoamento preferencial ocorre em bolos de filtração compressíveis; Como diminuir a formação de escoamento preferencial? Diminuindo o DP de lavagem em relação ao DP de filtração.

16 Lavagem da Torta (bolo) de filtração Finalmente, a Lavagem ocorre em duas etapas: 1º etapa: Filtrado é deslocado do bolo de filtração pelo fluido de lavagem, durante a Lavagem por deslocamento, podendo remover 90% do filtrado. 2º estapa: Solvente difunde p/ líquido de lavagem a partir dos vazios menos acessíveis, durante a Lavagem difusional.

17 Lavagem da Torta (Bolo) Ocorrências: processo produtivo incluem a necessidade da lavagem da torta ou a vazão de admissão cai ou a perda de pressão se torna excessiva; Daí, a Filtração é cessada e o leito tem que ser limpo.

18 Cenas dos próximos capítulos Meios Filtrantes granulados (mais simples da indústria) Separação de partículas; Moagem;