Filtração

Operações e Processos Unitários

“FILTRAÇÃO”

6º período de Engenharia de Produção.

Filtração é a separação do líquido de uma mistura sólido-líquido ou sólido-gasoso e são misturas heterogêneas, a mistura passa por um filtro e o equipamento mais utilizado é o filtro de papel que funciona como uma peneira microscópica, onde passa somente o líquido em seus minúsculos orifícios, acumulando a fase sólida dentro do filtro, que podemos denominar como filtração simples. Existe também a filtração a vácuo.

A filtração a vácuo é usado quando uma filtração é muito demorada, também chamada por pressão reduzida que acelera o processo. Em laboratórios esse tipo de filtração é realizado usando-se um funil de Buchner feito de porcelana que tem o fundo perfurado. Usa-se o papel de filtro sem dobrar no funil de Buchner que é colocado sobre um kitassato (frasco de laboratório, espesso e com um orifício lateral) que é acoplado por uma mangueira a uma trompa de água que arrasta a parte do ar da parte inferior do kitassato, criando uma região de baixa pressão dentro dele. Quando for passando a mistura pelo funil ela será submetida a uma sucção em razão da diferença de pressão, assim a filtração ocorre rapidamente.

Filtração a quente é eferente, por reduzir a viscosidade do líquido, porem depende da solubilidade do produto, pois se a solubilidade for aumentada menos soluta será retido no filtro, sendo que este não é o efeito desejado.

Para melhor compreender esse processo:

Nas indústrias de alimentos e bebidas, por exemplo, a filtração aparece na produção de suco de frutas, óleos vegetais, leite e derivados, entre outros produtos, os sistemas de filtração podem ser:

• Sólido-líquido (sucos de frutas)

• Sólido-gás (chaminés)

• Gás-líquido (ar comprimido)

• Ar (grau farmacêutico)

As partículas sólidas podem ser:

• Grossas ou finas

• Rígidas ou plásticas

• Redondas ou planas

• Individualmente separadas ou agrupadas

Basicamente é processo de separar um sólido particulado de um fluido, fazendo com que o sólido fique retido num meio poroso, e o fluido passe através desse meio. Ele separa as partículas e escoamento de um fluido claro.

A força motriz do processo é uma diferença de pressão (P), através desse meio. Os filtros podem funcionar por ação da gravidade, o líquido flui devido a existência de uma coluna hidrostática; por ação de força centrífuga; por meio da aplicação de pressão ou vácuo para aumentar a taxa de fluxo.

O principio da filtração industrial e do equipamento de laboratório é o mesmo, apenas muda a quantidade de material a ser filtrado. (Filtro de Buchner)

Os fatores mais importantes para a seleção de um filtro são:

• Resistência específica do meio poroso de filtração;

• A quantidade de suspensão a ser filtrada; a concentração de sólidos na suspensão;

• A facilidade de descarregar a torta formada no processo de filtração.

O meio de filtração pode ser:

• Leito poroso de materiais sólidos inertes;

• Conjunto de placas, marcos e telas em uma prensa;

• Conjunto de folhas duplas dentro de um tanque;

• Cilindro rotativo mergulhado na suspensão;

• Discos rotativos mergulhados na suspensão;

• Bolsas ou cartuchos dentro de uma carcaça;

• Por membranas, microfiltração osmose reversa.

Alguns tipos de filtros:

Filtro de leito poroso (intermitente) é o tipo de filtro mais simples, se usa no tratamento de água potável, quando se tem grandes volumes de líquido e pequenas quantidades de sólidos.

A camada de fundo é composta de cascalho grosso que descansa em uma placa perfurada ou com ranhuras, acima do cascalho é colocado areia fina que atua realmente como filtro.

Filtro prensa um dos tipos mais usados nas indústrias, usam placas e marcos colocados em forma alternada, utiliza-se tela para cobrir ambos os lados das placas.

Filtro de folhas foi projetado para grandes volumes de líquido e para ter uma lavagem eficiente, cada folha é uma armação de metal oca coberta por um filtro de tecido, elas são suspensas em um tanque fechado.

Filtro de tambor a vácuo rotativo e contínuo, ele filtra, lava e descarrega a torta de forma contínua. O tambor é recoberto com um meio de filtração conveniente. Uma válvula automática no centro do tambor ativa o ciclo de filtração, secagem, lavagem e retirada da torta. O filtrado sai pelo eixo de rotação.

Filtro contínuo de discos rotativos é um conjunto de discos verticais que giram em um eixo de rotação horizontal, este filtro combina aspectos do filtro de tambor rotativo a vácuo e do filtro de folhas. Cada disco (folha) é oco e coberto com um tecido e é em parte submersa na alimentação. A torta é lacada, secada, e raspada quando o disco gira.