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)