Relatório Filtro Prensa

Prévia do material em texto

5
FACULDADE METROPOLITANA DE GUARAMIRIM
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
CRISTIAN GERSON
MARCIO FERRARI
WESLY VOLPI
RELATÓRIO DE PRÁTICA DE LABORATÓRIO
Filtro Prensa
Guaramirim
2016
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Exemplo de Placa do Filtro de Polipropileno......................................................... 05
Figura 2 – Fluxo da Suspensão Dentro do Equipamento........................................................ 06
Figura 3 – Exemplo de Torta em uma das câmaras de filtração............................................. 07
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Dados coletados no experimento........................................................................... 07
Tabela 2 – Gráfico Vazão X Tempo........................................................................................ 08
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	4
1.1 objetivo geral	4
1.2 objetivos específicos	4
2 MATERIAIS E MÉTODOS	5
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO	7
4 CONCLUSÃO	9
REFERÊNCIAS	9
APÊNDICE A – INSTRUMENTO DE COLETA DE DADOS	10
ANEXO A – MEMORIAL DE CÁLCULO	10
1 INTRODUÇÃo
Filtros prensa são equipamentos industriais de alta robustez, foram desenvolvidos visando situações onde seja necessária a desidratação de suspensões diversas, ou seja, a separação sólido/líquido em fluídos que contenham resíduos, para tratamento de efluentes industriais, soluções industriais como suspensões, polpas, lamas, lodos, borras, lodos sanitários, produtos químicos como hidróxidos metálicos, carbonato de cálcio, silicatos, etc.
O processo de filtragem é feito através do bombeamento do fluido a ser separado contra as lonas filtrantes que permitem apenas a passagem da parte líquida da solução, a qual já isenta de sólidos é drenada através de orifícios na parte inferior das placas filtrantes. Estas placas são feitas de polipropileno e interligadas por um duto central que proporcionam um regime de trabalho paralelo, onde o filtrado passa apenas uma vez e somente por uma das placas antes de abandonar o sistema. Quando montadas uma contra a outra formam em seu interior um volume vazio chamado de câmara, nestas câmaras a parte sólida que não consegue permear pela lona filtrante se deposita continuamente formando tortas residuais, com o bombeamento sob alta pressão as partículas se acomodam de forma a gerar no final do processo tortas compactas e com baixo nível de umidade. Após a saturação do sistema, a qual é percebida pelo aumento da pressão nas placas, estas tortas são retidas para descarte ou reaproveitamento.
 	O fechamento do conjunto é feito por um cilindro hidráulico, mantendo as placas pressionadas uma contra a outra de forma que as mesmas não se separem quando submetidas às altas pressões de filtração.
1.1 objetivo geral
Quantificar a massa sólida retida nas câmaras de filtração, tão quão o tempo até a saturação do filtro e a pressão exercida dentro do sistema.
1.2 objetivos específicos
A partir dos dados coletados no experimento é possível calcular a quantidade de massa sólida filtrada e assim avaliar a eficiência do filtro. Também é possível determinar um tempo ideal de regime de trabalho, baseado na concentração da solução que foi usada.
2 MATERIAL E MÉTODOS
O equipamento utilizado para a realização desse experimento foi o conjunto XP1510-1 da marca Labtrix que possui uma bomba centrífuga, válvulas, mangueiras, placas para filtração de polipropileno e um tanque de aço carbono maciço para armazenamento do material a ser filtrado. 
Figura 1 – Exemplo de Placa do Filtro de Polipropileno
Fonte: GRABE (2016)
Os materiais utilizados no experimento foram:
93 L de água 
7 Kg de CaCO3
Proveta de 1000 mL
Balança Industrial
Estufa
Cronômetro
Pá de Mistura
Bandeja para coleta da torta
Foram utilizadas 05 placas filtrantes de 400 X 400mm que formavam portanto 4 câmaras com área filtrante total de 1,3m² e espessura da torta de 25mm.
As mangueiras do recalque e do retorno do filtro foram conectadas ao tanque, adicionou-se 93 L de água e 7 Kg de CaCO3 ao tanque, a mistura foi agitada manualmente com auxílio da pá de mistura, deixando-a parcialmente homogênea. Após foi aberto a válvula de sucção na parte inferior do tanque para a água entra no sistema e encher a bomba, esse procedimento é muito importante, pois prejudica a bomba operar com ar.
Foram acopladas às placas malhas filtrantes e aproximadas manualmente, então foi acionado o cilindro hidráulico que pressiona as placas utilizando a alavanca. 
Figura 2 – Fluxo da Suspensão Dentro do Equipamento
Fonte: BOMAX DO BRASIL (2016)
A válvula esfera na saída da bomba hidráulica foi aberta para a passagem do fluído e foi fechada a manivela que se localiza ao lado da mesma bomba. A bomba foi acionada e foi anotada a pressão inicial, logo nos primeiros 30 segundos do experimento, de 2,35 kgf/cm². Com o auxílio da proveta e cronômetro foi coletado o fluído filtrado que gotejou para a bandeja coletora e anotado este volume e o tempo. Um balde foi deixado abaixo do funil da bandeja coletora da bancada do filtro prensa para que a cada 90 segundos fossem coletados esses dados repetindo este procedimento 13 vezes, onde a vazão do filtrado mostrou uma variação significativa e um aumento na pressão percebida no manômetro do equipamento, indicando a saturação dos filtros. A manivela foi aberta para despressurizar a bomba. Verificou-se também se as válvulas globos estavam fechadas. Posicionou-se a bandeja abaixo das placas para recolhimento da torta após a filtração.
A torta foi pesada ainda com umidade e depois foi levada a estufa onde ficou por 24 horas a 200ºC para então ser pesada a massa seca e calculado a eficiência do filtro.
Figura 3 – Exemplo de Torta em uma das câmaras de filtração.
Fonte: LANA COELHO (2015)
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os dados coletados no decorrer do experimento estão disposto na Tabela 1.
Tabela 1. Dados coletados no experimento.
	Tempo 
Decorrido(s)
	Volume
Coletado (mL)
	Tempo de Coleta
Cronômetro (s)
	Vazão (L/h)
	Pressão (mcA)
	90
	1930
	90
	77,20
	22,5
	180
	1490
	90
	59,60
	22,5
	270
	1285
	90
	51,40
	23,5
	360
	1150
	90
	46
	23,5
	450
	1060
	90
	42,4
	23,5
	540
	1020
	90
	40,8
	23,5
	630
	990
	90
	39,60
	23,5
	720
	975
	90
	39
	23,5
	810
	960
	90
	38,4
	23,5
	900
	950
	90
	38
	23,5
	990
	935
	90
	37,4
	23,5
	1080
	845
	90
	33,8
	23,5
	1170
	840
	90
	33,6
	23,5
Fonte: AUTOR (2016)
Tabela 2 – Gráfico Vazão X Tempo
Fonte: AUTOR (2016)
	O gráfico da Tabela 2 mostra que a vazão diminui exponencialmente em razão do tempo, a equação na parte inferior direita do gráfico expressa a curva exponencial formada.
	Essa diminuição na vazão do fluido filtrado se dá devido a saturação do meio filtrante com o passar do tempo, naturalmente, com o acumulo de matéria dificultando a passagem de fluido por entre as placas menor será a passagem de fluido, expressa por vazão, ao longo do tempo.
	A massa da torta úmida recolhida ao final do experimento, no tempo de 1170 segundos, foi de 6,55 Kg, e após 24 horas na estufa a 200 ºC apresentou 4,7 Kg com um teor de umidade de 28,24%. Em processos industriais, antes da abertura das placas para a remoção da torta, é forçado ar comprimido no sistema, o que garante a umidade da torta em torno de 5%.
4 CONCLUSÃO
A prática foi clara e satisfatória, os resultados obtidos foram coerentes, o equipamento se mostrou eficiente e prático, com várias vantagens na indústria , como redução do tempo de secagem dos sólidos retidos, em comparação a sistemas como leito de secagem, redução de custo na implantação, manutenção e no consumo de energia, em comparação a sistemas como leito filtros tipo esteira rotativa, elevada redução nos custos de armazenagem, transporte e descarte (incineração, etc.), principalmente para aplicações em estações de tratamento de efluentes (ETE), possibilita o reaproveitamentodo material retido, quando conveniente, permite uma condição favorável de manuseio dos sólidos retidos (torta), se comparado a polpas e lamas com alto índice de umidade, concentra elevada área de filtragem em pequeno espaço físico de instalação, não exige operadores qualificados.
REFERÊNCIAS
FRANÇA, S.C.A. Separação sólido-líquido. Disponível em: <http://www.cetem.gov.br/publicacao/CTs/CT2002-146-00.pdf>. Acesso em: 06 mar. 2016.
MASSARANI, G. Fluidodinâmica em sistemas particulados. Rio de Janeiro: e-papers, 1985
APÊNDICE A – INSTRUMENTO DE COLETA DE DADOS
ANEXO A - MEMORIAL DE CÁLCULO
Determinação da vazão em L/h:
 x 
Q = t (h) x V (L)
Determinação da umidade da torta:
Teor de umidade = x 100%
Onde:
mu = massa úmida da torta
ms = massa seca da torta