Determinar las principales características de la operación unitaria de filtración, analizando las ventajas y desventajas de los equipos y la importancia a nivel industrial teniendo en cuenta costos, operación y capacidad para la empresa a la que se destina el equipo

1. FILTRACION. EQUIPOS, CARACTERISTICAS Y OPERACIÓN.
María Fernanda Novoa, Ivonne Valero, Luisa Fernanda Zapata
OPERACIONES CON SÓLIDOS
FACULTAD DE INGENIERÍA
ING. QUÍMICA
DOC. ING. IVÁN RAMÍREZ MARÍN
UNIVERSIDAD DE AMÉRICA
NOVIEMBRE 2013
FILTRACION
María Fernanda Novoa, Ivonne Valero, Luisa Fernanda Zapata
RESUMEN
El siguiente artículo de investigación científica se realiza con el fin de determinar las principales
características de la operación unitaria de filtración, analizando las ventajas y desventajas de los
equipos y la importancia a nivel industrial teniendo en cuenta costos, operación y capacidad para
la empresa a la que se destina el equipo. Teniendo en cuenta que los fines son académicos y
pretenden otorgar una ayuda en la investigación a la aplicación del campo de operaciones con
sólidos, la cual es una herramienta útil para la vida del Ingeniero Químico tanto del estudiante
como del profesional. (ver www.ucatedraivan.wordpress.com)
PALABRAS CLAVE
Filtracion, separación, suspensión, industria.
ABSTRACT
The next article scientific research is done in order to determine the main characteristics of the
filtration unit operation, analyzing the advantages and disadvantages of the equipment and the
industry-wide importance considering costs, operation and capacity of the company to the that
the equipment is intended. Given that the aims are intended to grant academic and research
assistance to the implementation of field operations with solids, which is a useful tool for the life
of chemical engineering including student and professional.
KEYWORDS
Filtration, separation, suspension industry.

2. FILTRACION. EQUIPOS, CARACTERISTICAS Y OPERACIÓN.
María Fernanda Novoa, Ivonne Valero, Luisa Fernanda Zapata
OPERACIONES CON SÓLIDOS
FACULTAD DE INGENIERÍA
ING. QUÍMICA
DOC. ING. IVÁN RAMÍREZ MARÍN
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NOVIEMBRE 2013
Al hablar de filtración, se tienen en cuenta
INTRODUCCION
las condiciones necesarias y los factores que
La filtración se desarrollo como arte
intervienen
practico,
tales
más
que
como
ciencia,
sin
para realizar dicha operación,
como
densidad,
viscosidad,
la
embargo, la teoría de la filtración ha recibido
naturaleza del sólido las propiedades de la
cada vez mayor atención en la industria en
suspensión y la cantidad de material a tratar.
los últimos años. La teoría de la filtración,
aunque nunca se utilizo como base exclusiva
Existen equipos que utilizan presión en vez
para el diseño de un filtro para una operación
de vacío, los que usan presión, deben usar
dada, es valiosa para interpretar análisis de
mecanismos
laboratorios, buscar las condiciones óptimas
especialmente para la alimentación y la
de filtración y predecir los efectos de los
descarga.
cambios en las condiciones operacionales.
filtros a vacío es la obvia limitación en el
mucho
más
complicados,
La principal desventaja de los
máximo gradiente de presión disponible para
La filtración es el proceso de separación
el proceso, pues depende de la presión
sólido-fluido mediante el cual el sólido es
atmosférica local.
separado del fluido en una suspensión
haciéndolo pasar a través de un lecho
FILTROS DE VACIO
poroso, denominado medio filtrante. El
lecho retiene las partículas mientras que el
FILTRO DE TAMBOR
fluido pasa a través del medio filtrante y
recibe el nombre de filtrado [1]
Consiste en un tambor rotatorio con su parte
DESARROLLO DEL TEMA
inferior sumergida en la suspensión. La
superficie del tambor está cubierta por un
medio filtrante denominado tela filtrante. La
suspensión es succionada desde el interior

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del tambor, donde se ha generado un vacío.
Es
utilizado
normalmente
para
la
Mientras el filtrado pasa al interior del
reutilización de aguas y en la industria de
tambor y es evacuado a través de tuberías
vinos.
apropiadas, el sólido es retenido en la
superficie. [1]
VENTAJAS
En comparación al filtro de tambor, cuenta
con una gran superficie por unidad de área
VENTAJAS
de piso ocupada, ya que cada disco permite
Este tipo de filtros, son una excelente
filtrar por ambas caras y se puede acomodar
alternativa para la mayoría de aplicaciones
un número bastante grande de discos en un
de remoción de solidos. Son específicamente
solo equipo.
diseñados para no ofrecer mayor resistencia
Otra ventaja es la forma modular por
por presión al trabajar con altos volúmenes
sectores en que están construidos los discos,
de agua. Utilizados en acuacultura e
lo que permite mayor facilidad y flexibilidad
industria, tienen un rebose para excesos de
en el cambio de telas.
agua,
utilizados
frecuentemente
en
aplicaciones con agua dulce.
FILTRO DE BANDEJA
Este tipo de filtro consiste en una serie
FILTRO DE DISCOS
de bandejas
abiertas
ubicadas
horizontalmente en un plano que rota
Consiste en un eje central que soporta un
alrededor de un eje central vertical. Las
número determinado de discos, cada uno de
bandejas están formadas por numerosos
los cuales está conectado a un equipo de
sectores en forma de trapecio inclinados
vacío. Los discos tienen su parte inferior
hacia el eje central que conectan con una
sumergida en la suspensión, de manera
válvula común bajo el centro del equipo. [2]
similar al caso del filtro de tambor. En
los filtros de disco el lavado es más difícil de
Adecuado para el lavado y secado de una
realizar. [2]
gama de tipos de lodo liquido, como

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tratamiento de efluentes o ácidos pulidos en
una amplia gama de industrias. Totalmente
resistente a la corrosión y la temperatura.
También se presta a las aplicaciones
incluidas con un gas inerte.
VENTAJA
El filtro se adapta muy bien a materiales
granulares a grandes concentraciones.
DESVENTAJA
Los filtros expuestos anteriormente son
considerados inadecuados debido a su alto
contenido de humedad, obligando a
hacer uso de secadores antes de obtener un
producto final. Y es así como los filtros de
presión son considerados de una tecnología
largamente reconocida, como un método
confiable y eficiente para lograr más bajas
humedades y mejores rendimientos.
Los filtros a presión son equipos
inherentemente discontinuos. Al igual que
los filtros rotatorios trabajan en ciclos, pero
al contrario de estos, deben detenerse para
cargar la suspensión y para descargar.
La principal desventaja es que las bandejas
se utilizan solamente por un lado, por lo que
el equipo requiere un espacio desuelo
FILTRO DE PRENSA DE PLACAS
VERTICALES
considerable por unidad de producción.
FILTRO DE BANDA HORIZONTAL
El filtro de banda horizontal semeja una
correa transportadora, donde la banda está
formada por una tela filtrante. La mayor
ventaja de este filtro es la flexibilidad en la
selección de la longitud de los ciclos de
En los filtros de presión de placas verticales
la separación toma lugar en cámaras
formadas entre las superficies de drenaje de
placas filtrantes moldeadas que se mantienen
unidas entre sí. Estas placas poseen orificios
para la alimentación de la pulpa y el drenaje
de líquido filtrado, las placas están fijas entre
sí mediante una presión hidráulica, están
montadas verticalmente sobre y entre dos
barras laterales o suspendidas de vigas. [2]
filtración-lavado-secado. [3]
EQUIPOS DE FILTRACION A
PRESION
FILTROS DE PRENSA DE PLACAS
HORIZONTALES

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Recientemente se ha desarrollado un tipo de
filtro a presión semi-continuo que ha
encontrado un mercado importante en
las empresas mineras. Este sofisticado
equipo combina las dos características más
buscadas por la industria minera, una baja
humedad y gran capacidad. La flexibilidad
en la capacidad también es importante ya
que los hace convenientes para empresas
mineras grandes y pequeñas.
Este tipo de filtro prensa consiste
básicamente en una cámara filtrante
horizontal situado dentro de un marco de
estructura principal. Por la forma de su
diseño, permite la incorporación de cámaras
adicionales montadas unas sobre otras,
permitiendo incrementar el área de filtración
sin generar un aumento en el área de piso de
la instalación. [2]
FILTRO DE PRENSA DE DISCO
El filtro prensa de disco, consiste en una sola
cámara,
situada
sobre
una
correa
transportadora que, a su vez, es el medio
filtrante. Un pistón hidráulico provee
la fuerza para producir la filtración.Tiene
gran variedad de aplicaciones , entre ellas se
destacan la recuperación de solidos y
liquidos industriales en procesos mineros, la
recuperación de aguas residuales y afluentes
industriales y la clarificación de liquidos y
suspendibles. [4]
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MEDIOS FILTRANTES
Un medio filtrante puede ser definido como
cualquier material permeable sobreel cual, o
en el cual, son separados los sólidos del
fluido durante el proceso de filtración. Por
consiguiente, el principal rol del medio
filtrante es provocar una buena separación
entre los componentes de una suspensión
con el mínimo consumo de energía. En
orden a realizar una cuidadosa selección de
un medio filtrante se deben tomarse en
cuenta muchos factores. [5]
En la filtración industrial un medio de
filtración frecuente es la tela de lona de
diferentes pesos y modelos de tejido,
dependiendo del objetivo que se persiga. Los
líquidos corrosivos requieren el empleo de
otros medios filtrantes tales como telas de
lana, de metal monel o acero inoxidable, de
vidrio o de papel. Las fibras sintéticas como
‘nylon, propileno, tienen una elevada
resistencia química.
APLICACIONES
Se incluyen aplicaciones en industrias desde
metalurgia, procesamiento de alimentos y
fabricación de productos farmacéuticos,
hasta aplicaciones en plásticos, vidrio,
madera y cemento
En el procesamiento de productos
farmacéuticos la prioridad principal es la

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contención del producto. En cada paso
(desde la elaboración de fórmulas, proceso
de prueba, mezclado, fabricación de tabletas,
llenado de cápsulas, secado y embalaje) la
filtración desempeña un rol integral en la
producción.
Mantener el flujo de producción en el
procesamiento de alimentos es un acto de
equilibrio, desafiado frecuentemente por los
requisitos de seguridad y la necesidad de
entregar valor mientras se satisfacen las
demandas de los consumidores. En cada
etapa de la producción, desde mezclar y
combinar hasta llenar y despachar, necesita
los mejores sistemas de filtración para que lo
ayuden a entregar el producto de la más alta
calidad al mercado, incontaminado e intacto.
[6]
La fabricación para la industria metalúrgica
emplea una amplia gama de sistemas y
aplicaciones. Con tantos procesos en juego a menudo todos bajo un mismo techo- los
fabricantes metalúrgicos necesitan saber que
cada pieza del equipo de procesamiento está
limpia y productiva. Esta seguridad llega al
tener las soluciones de filtración más
confiables,
eficientes
y
efectivas
funcionando como sistema a través de la
cadena de producción.
En general la filtración efectiva y eficiente
es un elemento crítico para cualquier tarea
de fabricación sin importar cual sea la
especialización -plásticos, vidrio, minería,
carpintería, cemento, petroquímica, filtración
de combustible y lubricante a granel u otras
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aplicaciones mejoradas por operaciones más
limpias y confiables y productividad
incrementada
Teniendo en cuenta que la aplicación de la
operación unitaria abarca desde procesos
sencillos
hasta
procesos
realmente
sofisticados, el costo de los equipos varia en
función de dicho parámetro. Por ejemplo, se
pueden encontrar filtros económicos como
los de agua, avaluados entre 14 hasta 300
euros; pero también se encuentran filtros que
requieren procesos de osmosis inversa,
avaluados aproximadamente en 15 millones
de pesos. Todo lo anterior, depende, en
primera medida, de la aplicación que se le
quiera dar y de factores como lo son: el
material del que este hecho, la energía que
requiera para su funcionamiento, el tamaño y
las piezas que incluya.
Como se pudo observar, En la gran mayoría
de los procesos industriales interviene la
filtración como una operación que permite la
obtención de diversos productos, la
recuperación de sólidos, la preparación de
los materiales para otras operaciones y la
obtención de líquidos limpios. Aquí radica la
importancia y trascendencia de la operación
unitaria expuesta anteriormente.
BIBLIOGRAFIA

7. FILTRACION. EQUIPOS, CARACTERISTICAS Y OPERACIÓN.
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OPERACIONES CON SÓLIDOS
FACULTAD DE INGENIERÍA
[1] www.uninotas.net/placas-rodac
[2]
www.scribd.com/doc/119197222/monografi
- l
on
[3]
o
o
lo-
[4]www.diemmefiltration.com
[5] Brown, G.C. et. al.; “O e
one
Básicas de la Ingeniaría Q í
”; 1a . Ed.
Editorial Marín, S. A.; Barcelona (1955). pp.
9-50.
[6]www.donaldsonlatam.com/literatura/aplic
one
Foust, A. S. et. al.; “P n
O e
le of Unit
on ”; 2a Ed.; John Wiley & Sons;
New York (1980). pp. 699-715.
Mc Cabe, W. L. y Smith, J. C.; “Un
Operations of Chemical Eng nee ng”; 3a
Ed.; McGraw Hill Co.; New York (1976).
pp. 803-808, 818-851.
PERRY, Robert. Manual del Ingeniero
Químico. Editorial Mc Graw Hill.2001.
ING. QUÍMICA
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