UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO ENGENHARIA QUMICA E ENGENHARIA ALIMENTOS OPERAES UNITRIAS DE TRANSFERNCIA DE QUANTIDADE DE MOVIMENTO

Filtrao

FILTRAO

Nas indstrias de alimentos e bebidas, a filtrao aparece na produo de suco de frutas, leos vegetais, leite e derivados, entre outros produtos.

Os sistemas de filtrao pode ser:

Slido-lquido (sucos de frutas)

Slido-gs (chamins);

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FILTRAO As partculas slidas podem ser: grossas ou finas, rgidas ou plsticas, redondas ou planas individualmente separadas ou agrupadas

Basicamente processo de separar um slido particulado de um fluido, fazendo com que o slido fique retido num meio poroso, e o fluido passe atravs desse meio.

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Filtrado

Alimentao

Meio poroso

Torta

Ele separa as partculas em uma fase slida (torta) e permite o escoamento de um fluido claro (filtrado).

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A fora motriz do processo uma diferena de presso (P), atravs desse meio.

Os filtros podem funcionar:

por ao da gravidade, o lquido flui devido a existncia de uma

coluna hidrosttica;

por ao de fora centrfuga;

por meio da aplicao de presso ou vcuo para aumentar a taxa de

fluxo.

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O princpio da filtrao industrial e o do equipamento de laboratrio o mesmo, apenas muda a quantidade de material a ser filtrado.

O aparelho de filtrao de laboratrio mais comum denominado filtro de Bchner.

O lquido colocado por cima e flui por ao da gravidade e no seu percurso encontra um tecido poroso (um filtro de papel).

Como a resistncia passagem pelo meio poroso aumenta no decorrer do tempo, usa-se um vaso Kitasato conectado a uma bomba de vcuo.

Bomba de vcuo

Filtro de Papel

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FILTRAO

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Os fatores mais importantes para a seleo de um filtro

so:

a) resistncia especfica do meio poroso de filtrao;

b) a quantidade de suspenso a ser filtrada;

c) a concentrao de slidos na suspenso;

d) a facilidade de descarregar a torta formada no processo de

filtrao.

FILTRAO

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O meio de filtrao pode

ser:

leito poroso de materiais slidos inertes,

conjunto de placas, marcos e telas em uma prensa

conjunto de folhas duplas dentro de um tanque,

cilindro rotativo mergulhado na suspenso

discos rotativos mergulhados na suspenso

bolsas ou cartuchos dentro de uma carcaa.

por membranas, microfiltrao osmose reversa

Filtro de leito Poroso (intermitente)

o tipo de filtro mais simples. Se usa no tratamento de gua potvel, quando se tem grandes volumes de lquido e pequenas quantidades de slidos. A camada de fundo composta de cascalho grosso que descansa em uma placa perfurada ou com ranhuras. Acima do cascalho colocada areia fina que atua realmente como filtro.

Partculas slidas separadas Entrada do lquido

Fluido clarificado

Placa metlica perfurada ou com ranhuras

Defletor

Partculas grossas

Partculas finas

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https://www.youtube.com/watch?v=P2ShcHsEGts

A partir de 5:10min at 5:32min.

https://www.youtube.com/watch?v=c50X-lDO2ks 1:17

Filtro prensa

Um dos tipos mais usados na industria. Usam placas e marcos colocados em forma alternada. Utiliza-se tela (tecido de algodo ou de materiais sintticos) para cobrir ambos lados das placas.

Filtro de tecido

Torta Marco

Placa

Alimentao

Filtrado

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Filtro-Prensa

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A alimentao bombeada prensa e flui pelas armaes.

A filtrao prossegue at o espao interno da armao esteja completamente preenchida com slidos.

Os slidos acumulam-se como torta dentro da armao.

O filtrado flui entre o filtro de tecido e a placa pelos canais de passagem e sai pela parte inferior de cada placa.

Nesse momento a armao e as placas so separadas e a torta retirada. Depois o filtro remontado e o ciclo se repete.

Filtro de tecido

Placa Marco

Torta

Alimentao

Filtrado

Filtro-Prensa

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Vantagens

Desvantagens

Construo simples Grande rea filtrante por rea de implantao Flexibilidade No tem partes mveis Manuteno simples

Operao intermitente (no contnuo) Alto custo de mo-de-obra Lavagem de torta imperfeita e demorada

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https://www.youtube.com/watch?v=6Nxkb-iEaBc&feature=related

https://www.youtube.com/watch?v=Nx6CaKe4gcg

Filtros de folhas

Foi projetado para grandes volumes de lquido e para ter uma lavagem eficiente. Cada folha uma armao de metal oca coberta por um filtro de tecido. Elas so suspensas em um tanque fechado.

A alimentao introduzida no tanque e passa pelo tecido a baixa presso.

A torta se deposita no exterior da folha.

O filtrado flui para dentro da armao oca.

Aps a filtragem, ocorre a limpeza da torta. O lquido de lavagem entra e segue o mesmo caminho que a alimentao.

A torta retirada por uma abertura do casco.

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Filtros de folhas

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Ele filtra, lava e descarrega a torta de forma contnua.

O tambor recoberto com um meio de filtrao conveniente. Uma vlvula automtica no centro do tambor ativa o ciclo de filtrao, secagem, lavagem e retirada da torta.

Filtro de tambor a vcuo, rotativo e contnuo.

O filtrado sai pelo eixo de rotao.

Existem passagens separadas para o filtrado e para o lquido de lavagem.

H uma conexo com ar comprimido que se utiliza para ajudar a raspadeira de facas na retirada da torta.

Carga

Secagem Secagem

Ciclo de lavagem

Descarga

Vlvula automtica

Formao da torta Suspenso

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Filtro de tambor a vcuo, rotativo e contnuo.

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Filtro de tambor a vcuo, rotativo e contnuo.

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https://www.youtube.com/watch?v=29FGhBp7juQ

um conjunto de discos verticais que giram em um eixo de rotao horizontal. Este filtro combina aspectos do filtro de tambor rotativo a vcuo e do filtro de folhas. Cada disco (folha) oco e coberto com um tecido e em parte submerso na alimentao. A torta lavada, secada, e raspada quando o disco gira.

Filtro contnuo de discos rotativos

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https://www.youtube.com/watch?v=89toDQs4-BM

Filtro de Cartucho

Este tipo de filtro de cartucho de operao contnua e limpeza automtica. composto de uma carcaa onde se colocam cartuchos (ou bolsas).

O gs sujo forado a passar atravs dos cartuchos, em cuja superfcie as partculas so retidas.

O gs limpo conduzido parte interna do filtro e em seguida ao exaustor.

O processo de limpeza do cartucho feito automaticamente atravs de pulsos de ar comprimido.

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Produto Filtrados

Corte transversal de um Cartucho Elemento filtrante

Vedao

Representao de filtrao em Cartuchos

:

Filtro de Cartuchos

Existem filtros de cartuchos cujo mecanismo de filtrao por profundidade. Possuem um aspecto fibroso, que pode ser um emaranhado de fibras ou mantas sobrepostas. A reteno depende do fluxo e presso.

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Filtrao de Ar Ambiente

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Filtrao Centrfuga

Outra forma de separao de slidos insolveis em lquido a operao de centrifugao.

Nesse caso a fora motriz da filtrao centrifugao, onde o fluxo uma suspenso e colocado em um cmara rotatitva com paredes perfuradas alinhadas com o meio filtrante.

O filtrado passa e a torta fica presa ao meio filtrante atravs da fora centrfuga.

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Exemplo de Filtrao Centrfuga

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Aplicao na produo de azeite de oliva