2. Filtración
Consiste en la separación de un sólido de
un fluido por acción de un medio filtrante y
un gradiente de presión.
Los tres tipos de mecanismos de filtración
son:
• Filtración de lecho profundo
• Filtración con formación de torta
(convencional)
• Filtración por membranas
3. Filtración de lecho profundo
Los sólidos se depositan dentro del medio filtrante.
Filtración por membranas
Se utilizan membranas especiales de tamaño de
poro muy pequeño que operan con flujo
paralelo a la membrana, de manera que, no
hay un depósito de sólidos sobre la misma,
sino una concentración del caldo.
Filtración con formación de torta
Los sólidos se depositan sobre el medio filtrante
formando una pasta.
4. La filtración con
formación de torta
es de principal
interés en las
bioseparaciones
sólido - líquido
(BSL).
SUSPENSION
TORTA
MEDIO
5. Etapas y métodos de las BSL
PRETRATAMIENTO CONCENTRACION
CALDO FISICO SEDIMENTACION LIQUIDO
QUIMICO -GRAVEDAD
EMZIMATICO -CENTRIFUGA
FLOTACION
SEPARACION
FILTRACION LIQUIDO
CENTRIFUGACION
POSTRATAMIENTO
LAVADO
SECADO
6. Pretratamiento: mejora las propiedades del
caldo para facilitar la separación.
Concentración: permite una mejor
separación de sólidos, disminuyendo el
volumen a manejar y los costos globales.
Separación de sólidos: donde se obtiene
la mayor parte del sólido.
Postratamiento: lavado o secado de
acuerdo con los requerimientos del
proceso.
7. Pretratamiento de caldos
Térmico: el calentamiento reduce el volumen, la
viscosidad y rompe la estructura gelatinosa que
dificultan las operaciones posteriores.
Coagulación y floculación: mejora la
sedimentación de las partículas pequeñas por el
agregado de agentes químicos.
Uso de Ayudas-Filtro: actúan como absorbentes
de las partículas coloidales, mejorando el
tamaño, incompresibilidad y permeabilidad de
los sólidos, facilitando la filtración.
8. Teoría de la filtración
Deriva de los estudios de la mecánica de
fluidos de medios porosos para fluidos
newtonianos, obteniendo como ecuación
de diseño
1 dV ∆ P
=
A dt µ Rt +Rm )
(
Régimen laminar
9. Equipos de filtración
Filtro intermitente a presión
-Filtros prensa de marcos y placas
-Filtros de cámara con elementos
filtrantes
11. Diseño de equipo
Filtros intermitentes
- A flujo constante
- A caída de presión constante
Filtros continuos
- Formación de torta
- Lavado de torta
- Descarga de torta
12. Filtración intermitente
Tortas incompresibles y caída de presión
constante
La resistencia de la torta es directamente
proporcional a la cantidad de sólido
depositado por unidad de área
V
Rt = αρ 0
A
At µαρ 0 V µRm
= +
V 2∆P A ∆P
13. Filtración intermitente
Tortas compresibles y caída de presión
constante
Aumento de la resistencia especifica al
aumentar el gradiente de presión sobre
la torta.
α = α ´(∆P) s
At µα´ρ 0 V µRm
= (1− s )
+
V 2∆P A ∆P
14. Filtración continua
Formación de torta
El espesor de la torta es constante y el
área de la torta varia con el tiempo.
La resistencia del medio es despreciable,
obteniendo:
At µαρ0 V
=
V 2∆P A
0 .5
4πφN∆P (1− s )
ρo
W = RL
µα '
15. Filtración continua
Lavado de torta
Remoción del soluto
retenido en el
liquido y en la masa
celular de la torta.
Etapas:
1)Calculo del
volumen de lavado
2)Calculo del tiempo
de lavado
