Sedmientacion y Filtrado y Secado

Practica de laboratorio N° 06 SEDIMENTACION FILTRADO Y SECADO

1. OBJETIVO GENERAL: 

Conocer los principios básicos de las operaciones de sedimentación, filtrado y secado.

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS: 

Recuperación de agua de una pulpa en el proceso de sedimentación (equipo de sedimentación) y filtración (filtro denver).

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Tener el conocimiento de la operación de sedimentación.

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Tener el conocimiento del funcionamiento del filtro Denver.

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Comprender los principios básicos de la operación secado

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Hacer la representación gráficamente h frente a t. para luego hallar la velocidad de sedimentación.



Hacer la gráfica del tiempo vs perdida de peso.

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Obtener información necesaria para plantear el diseño de un espesador mediante los resultados de la sedimentación.

3. FUNDAMENTO TEORICO 3.1- SEDIMENTACION: La sedimentación es una operación unitaria consistente en la separación por la acción de la gravedad de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para obtener una suspensión concentrada y un líquido claro. Se pueden distinguir dos tipos de sedimentación, atendiendo al movimiento de las partículas que sedimentan: 3.1.1 Sedimentación por zonas: Se observa en la sedimentación de suspensiones concentradas. Las interacciones entre las partículas son importantes, alcanzándose velocidades de sedimentación menores que en la sedimentación libre. La sedimentación se encuentra retardada o impedida. Dentro del sedimentador se desarrollan varias zonas, caracterizadas por diferente concentración de sólidos y, por lo tanto, diferente velocidad de sedimentación.

Figura 1. Proceso de sedimentación por zonas.

Figura 2. Representación gráfica de la altura frente al tiempo.

3.1.2 Porcentaje de solidos (CP) Corresponde al porcentaje que tiene el peso o flujo másico del mineral, respecto del peso o flujo másico de la pulpa, es decir:

3.2. FILTRACION: La filtración es la operación unitaria en la que el componente sólido insoluble de una suspensión sólido- líquido s separado del componente líquido haciendo pasar éste a través de una membrana porosa que retiene a las partículas sólidas en su superficie corriente arriba, o dentro de su estructura, o ambos. Se le denomina como filtrado a la suspensión sólido- líquido alimentada, filtrado al componente líquido que pasa a través de la membrana, y a la membrana en sí se la conoce como el medio filtrante. A los sólidos separados se les llama la torta del filtro, una vez que forman una capa percibible en la superficie de la membrana. 3.2.1 Modelo: Filtro Denver: Filtro de laboratorio diseñado para ser usado bajo presión, sacando los contenidos líquidos de muestras de pulpas. La cantidad de pulpa a ser filtrada en cada operación determina el tamaño idóneo para su requerimiento. El sistema diseñado posee una llave de paso para bajar la presión del aire interior, previo a abrirlo. El cilindro es fabricado en acero ASTM A37 con hilo trapezoidal. Abrazadera en acero SAE 1045 trefilado, con hilo y tuercas.

3.3. SECADO: Se refiere a la eliminación de humedad en una sustancia. Como referencia se resumen a continuación ciertos términos que se utilizan para describir el contenido de humedad de las sustancias. A veces el concepto de secado se extiende a la eliminación de agua mediante procedimientos mecánicos (prensado, filtrado, centrifugado, etc.), sin embargo en este caso es preferible denominar al proceso como deshidratación de alimentos. 3.3.1. Contenido de humedad:

De un sólido, se expresa por lo común como la cantidad de humedad por unidad de peso de sólido seco o húmedo.

3.3.2. Contenido de humedad en base húmeda: Es la que expresa la humedad de un material como porcentaje del peso del sólido mojado. Se define como: %h = ( [W material a secar – W material seco ] / W material a secar ) * 100

3.3.3. Pruebas de secado y curvas de secado Con respecto a una muestra a secar, la rapidez de secado puede determinarse suspendiendo la muestra en un gabinete o tubería, en una corriente de aire. Entonces, el peso de la muestra secada puede medirse como una función del tiempo. Mediante la toma de tiempo mientras la torta esta en la plancha podemos graficar tiempo vs pérdida de peso.

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MATERIALES Y EQUIPOS:          

EQUIPOS Equipo de sedimentación. Filtro Denver Compresora Plancha de secado Equipo de molino Chancadora de quijada

   MATERIALES                  5

Mallas Papel filtro Agua Mineral galena cronometro Sílice Vaso precipitado Balanza analítica Papel filtro Franela posorasa Cronometro Probeta Brocha Luna de reloj Cinta Wincha PROCEDIMIENTO

1. 2. 1. 2.

3. 

1. 2. 3. 4.

 SEDIMENTACION:  Medir la altura inicial y final de la interface Agitar uniformemente hasta formar una suspensión homogénea. Agitar la probeta hasta conseguir homogeneizar toda la suspensión. Se coloca la probeta en un plano horizontal, sin vibraciones y se comienza a medir la altura a diferentes tiempos de sedimentación. El proceso es inicialmente rápido, por lo que deberán tomarse medidas a intervalos pequeños de tiempo. Posteriormente dichos intervalos podrán ser mayores. Las medidas se tomarán para un tiempo de 60 minutos: los primeros 15 minutos se anotará la altura de la interfase cada minuto, posteriormente hasta los 25 minutos se hará cada 2 minutos y el tiempo restante, hasta los 60 minutos, cada 5 minutos. Se representará gráficamente hL frente a t.  FILTRADO:  Poner la lona y el papel filtro bajo la armadura metálica cilíndrica. Echar la pulpa sedimentada (galena) Asegurar el filtro Denver y conectarla a una compresora. Prender la comprensora y cargar a 20psi, hacer que la presión sea constante.

5. Abrir con cuidado la comprensora, luego medir el agua saliente del filtrador Denver en una probeta 1 litro y ponerla a la manguera de salida.   SECADO: 1. Una vez obtenida la torta del proceso de filtrado, dicha torta hay que dividirlo en 6 partes iguales. 2. Luego llevar a la plancha de secado. 3. Tomar mediciones cada 5 min de cada parte dividida de la torta en una temperatura constante de 250°C 4. Graficar t vs pérdida de peso  

   5. PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES   6. CONCLUSIONES:   7. BIBLIOGRAFIA   Foust S. Alan,(1993), Principios de Operaciones Unitarias, 4a Ed., CECSA, Cap. 18.  Brennan, J.G., Butters, J.R., Cowell, N.D. y Lilly, A.E.V. (1976). Food engineering Operations. 2ª Ed. Applied Science Publishers Limited. Londres.  Rubio, J. Nuevas Técnologías para el Tratamiento de Partículas Minerales Finas y Ultrafinas. Apuntes del curso dictado en la Universidad de Atacama, 1993. 