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Procesos de Bioseparacin
Factores Permeabilidad de torta
Tamao del poro de la torta
Tamao de la partcula slido compresible
Compresibilidad de la torta
Parmetros de operacin Filtracin intermitente a flujo constante
Filtracin intermitente con cada de presin constante
Resistencia de la torta directamente proporcional a la cantidad de slidos:
Empleada para la obtencin de parmetros de filtracin en equipos intermitentes a presin cte.
Donde: o= cantidad masa filtrada x unidad volumen = Resistencia especfica de torta
Resistencia del medio es despreciable, la ordenada en el origen= 0 y la ecuacin se reduce a:
Incremento de presin constante
Al graficar
Compresibilidad: Aumento de su resistencia especfica al aumentar gradiente de presin
Resistencia especfica relacionada con gradiente de presin
= Cte relacionada con tamao y forma de partculas en la torta s= ndice de compresibilidad
En una filtracin intermitente a presin constante con un filtro de laboratorio de 100 cm2 de rea y una caida de presin de 70,000 n/m2, se procesa una caldo de una concentracin de 0.015 kg/l peso seso de clulas y una viscosidad de 0.0011 Ns/m2 (el caldo se adicion con 1% de tiarreas diatomeas, a un pH de 3.7 y una temperatura de 10 oC), obteniendose los datos que parecen en las dos primeras columnas de la tabla. Estimar la resistencia de la torta y la resisencia del medio Rm
Problema de optimizacin relacionado con el tiempo de duracin de cada ciclo
Si tiempo de duracin de cada ciclo se acorta, el tiempo total de descarga y limpieza de filtros e incrementa.
Aumenta el tiempo del ciclo, la velocidad de filtracin promedio disminuye.
Volumen total de filtrado Vt relacionado con el volumen de filtrado por ciclo Vc
Despreciando la resistencia del medio filtrante
De tal manera que:
Filtros de marcos y placas cada marco dos caras de filtracin
Cada superficie de filtracin acta en paralelo respecto al flujo de alimentacin.
Diseo generado en un filtro intermitente de laboratorio.
Con datos de una filtracin de laboratorio de una suspensin de un esteroide, se desea disear un filtro intermitente de marcos y placas. Las pruebas de laboratorio se realizan en un tubo de vidrio con una malla en el extremo inferior de resistencia despreciable. Los datos de los resultados de laboratorio son los siguientes:
Estimar el nmero de marcos de 430x430x30 mm y el tiempo de filtrado para proceso 40 kg/lote de peso seco de producto. Suponer que la bomba de alimentacin produce una presin a la entrada del filtro de 0.68 kg/cm2 y que descarga a la atmsfera
Calculo del ndice de compresibilidad
Se desea correlacionar la resistencia especfica de la torta que forma una levadura con la cada de presin, para lo cual se realizan pruebas de filtracin bajo las siguientes condiciones:
Las pruebas se realizan a cuatro gradientes de presin diferentes. Los datos de cada corrida correlacionados mediante la ecuacin 3.10 obtenindose los siguientes resultados.
Encuentre el ndice de compresibilidad s para este material
Ciclo de 3 pasos principales Formacin de la torta
Lavado de la torta
Descarga de la torta
Primeros dos con proceso de filtracin y tercero es aspecto del diseo mecnico
Procesos de filtracin intermitente : rea de filtrado es constante y el espesor de torta vara con respecto al tiempo
Filtracin continua: espesor de torta cte y area de filtracin varia con el tiempo
Ec. anterior puede ser expresada en trminos de los parmetros de diseo siguientes.
Donde: N: Velocidad angular del tambor R= radio del tambor L= longitud del tambor Q= Flujo del filtrado = Angulo de formacin de la torta
Tiempo que dura cada etapa de filtracin se puede relacionar con angulo de filtracin y la velocida dde giro mediante:
Cuando se combinan las 3 ec. Anteriores , se obtiene flujo de filtracin:
En trminos de velocidad de formacin de torta W=oQ
Cambios de la velocidad de filtracin con respecto a cambios de variables de diseo y operacin
Lavado por desplazamiento (ms utilizada)
Lquido se aplica directamente sobre la torta.
Lquido de lavado produce un desplazamiento hidrulico del filtrado retenido por la torta
Cantidad de solutos recuperados depende de volumen de lquido o tiempo de lavado.
Se efecta en dos pasos: Clculo del volumen de lavado en funcin de la recuperacin de soluto
especificado
Clculo del tiempo de lavado en funcin del tipo de torta
Operacin de lavado 100% eficiente = volumen de lquido de lavado equivalente al volumen del lquido retenido por la torta.
Fenmenos de difusin y mezclado esto no ocurre
Correlacin emprica para materiales biolgicos
Suponer que el gasto durante la fase de lavado es constante dado que el lquido de lavado no tiene slidos
Gasto puede igualarse al gasto final de la fase de filtrado.
Volumen y tiempos de filtrado y lavado se relacionan
Expresando la ec anterior en trminos de parmetros de diseo :
n= relacin de la fraccin del lquido retenido con respecto al volumen de filtrado (f)