Aula Filtros Completa

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Operações Unitárias
Parte III
Operações Unitárias nas Indústrias Químicas
Ciclos de Operação: 
Batelada
Também conhecido como processo
descontínuo. Não há vazão de entrada e nem
saída de reagentes ou produtos enquanto
ocorre a reação.
Utilizado quando a produção é pequena,
ou para aumentar a segurança.
Ex: Produção de explosivos
Operações Unitárias nas Indústrias Químicas
Contínuo
Opera em volumes maiores.
Geralmente são literalmente contínuos,
em fluxo sem interrupção. Há entrada e saída
de reagentes e produtos.
Ex: Refinarias de Petróleo, Produção de
Papel e tratamento de água.
A filtração pode ser classificada de diferentes formas:
1 - Pela força impulsora:
Gravidade; pressão induzida; vácuo; centrífuga.
2 - Pelo ciclo de operação:
Intermitentes ou contínuos.
3 - Pela natureza dos sólidos: compressíveis 
ou incompressíveis.
4 - Pelo mecanismo:
sólidos retidos na superfície do elemento
filtrante, sobrepondo-se por meio de comandos
subseqüentes, formando uma torta (bolo) de
espessura crescente (filtro de superfície). Sólidos
que são retidos dentro dos poros ou
internamente no corpo do meio filtrante (filtro de
profundidade).
5 - Pela função:
A finalidade é secagem de sólidos, (a torta é
produto principal) a finalidade é a clarificação do
fluido (o filtrado é o produto principal).
Filtração
• É uma operação Unitária que consite na
separação de uma fase sólida de uma fase
líquida.
• Consiste basicamente em uma operação de
separação de sólidos presentes em uma
polpa, na qual a fase líquida, chamado filtrado
que passa através de um meio poroso.
Denominado meio filtrante.
Processos de Filtração
• No Processo de filtração por gravidade, ocorre
quando o líquido escorre pelo meio filtrante
(meio poroso), apenas pela ação da força da
gravidade.
• Caso esta filtração ocorra sob uma pressão
alta em relação à atomosférica, será
denominada Filtração sob Pressão.
Processos de Filtração
• Caso esta filtração ocorra sob uma pressão
baixa em relação à atomosférica, será
denominada Filtração à Vácuo.
• E por fim, Filtração Centrífuga, que ocorre
quando há forças centrífugas sendo aplicadas
sob o meio filtrante.
Fatores que influenciam a Filtração
• Viscosidade
O material a ser filtrado, se for muito viscoso, 
pode ser diluído com algum solvente de baixa 
viscosidade, o que facilita o processo de 
filtração.
Fatores que influenciam a Filtração
• Temperatura
A velocidade de filtração é influenciada pelo 
efeito da temperatura. Principalmente 
relacionada a viscosidade.
De um modo geral, Temperatura x Viscosidade 
estão intimamente relacionadas no processo 
de Filtração.
Fatores que influenciam a Filtração
Em grande parte dos líquidos o aumento da 
temperatura causa um decréscimo na 
viscosidade dando maior eficiencia na 
filtração.
Fatores que influenciam a Filtração
• Espessura do Meio Filtrante
É de extrema importancia, pois dela 
dependerá o ciclo de filtração.
Fatores que influenciam a Filtração
• Tamanho de Partícula
Tamanhos de partículas muito reduzidas 
afetará significativamente a Filtração. 
Aumentando a umidade da Torta e reduzindo 
a velocidade de Filtração.
Fatores que influenciam a Filtração
• Meio Filtrante
Escolher o meio filtrante de acordo com o 
tamanho das partículas com o tamanho da 
abertura do tecido.
Filtração
Filtrado
Alimentação
Meio poroso
Torta
Ele separa as partículas em uma fase sólida
(“torta”) e permite o escoamento de um fluido claro
(“filtrado”).
FILTRAÇÃO
Os filtros podem 
funcionar: por ação de força centrífuga;
por meio da aplicação de pressão 
ou vácuo para aumentar a taxa de 
fluxo. 
por ação da gravidade, o líquido 
flui devido a existência de uma 
coluna hidrostática; 
O princípio da filtração industrial e o do 
equipamento de laboratório é o mesmo, 
apenas muda a quantidade de material a 
ser filtrado. 
O aparelho de filtração de 
laboratório mais comum é 
denominado filtro de Büchner. 
O líquido é colocado por cima e flui 
por ação da gravidade e no seu 
percurso encontra um tecido 
poroso (um filtro de papel). 
Como a resistência à passagem 
pelo meio poroso aumenta no 
decorrer do tempo, usa-se um 
vaso Kitasato conectado a uma 
bomba de vácuo.
Os fatores mais 
importantes para a 
seleção de um filtro são: 
a) resistência específica do produto 
filtrante;
b) a quantidade de suspensão a ser 
filtrada;
c) a concentração de sólidos na 
suspensão; 
d) a facilidadede descarregar o 
resíduo formado no processo de 
filtração.
FILTRAÇÃO
O meio de 
filtração pode 
ser:
leito poroso de materiais sólidos inertes,
conjunto de placas, marcos e telas em uma 
prensa
conjunto de folhas duplas dentro de um 
tanque, 
cilindro rotativo mergulhado na suspensão
discos rotativos mergulhados na suspensão
bolsas ou cartuchos dentro de uma carcaça.
por membranas, microfiltração osmose 
reversa
FILTRAÇÃO
Torta / Bolo
Torta ou Bolo é o nome dado à camada grossa que vai ser formando
sobre o meio filtrante.
Podemos ter em um 1º momento o filtrado com uma quantidade
relativamente grande de material particulado, conferindo ao aspecto
o aspecto de “turvo”.
Pouco tempo depois, as partículas vão ficando “coladas / aderidas
às telas” formando uma capa que constitui uma barreira,
aumentando as chances das partículas ficarem retidas.
A capa então irá aumentando e formando então o que se chama
Torta ou Bolo.
Lavagem do bolo. 
Terminada a filtração é preciso lavar o bolo. A lavagem tem
o seguinte objetivo:
Eliminar o resto de líquido mãe ainda presente no bolo, se
o que se pretende aproveitar é o sólido;
Aproveitar o resto de líquido mãe ainda presente no bolo,
se o que se pretende aproveitar é o líquido.
TIPOS DE TORTA
De um modo geral o tipo de torta depende da
natureza do sólido, da granulometria e da forma
das partículas, do modo como a filtração é
executada e do nível de heterogeneidade do
sólido.
Conforme a espessura da torta existe uma
variação da resistência ao escoamento do
filtrado. Esta resistência varia com a alteração
da pressão de passagem do filtrado gerando
dois tipos de tortas:
1)Compressíveis
2)Incompressíveis
Partículas sólidas separadas
Entrada do líquido
Líquido clarificado
Placa metálica 
perfurada ou com 
ranhuras
Defletor
Partículas grossas
Partículas finas
Filtros de leito Poroso
O tipo de filtro mais simples. 
Se usa no tratamento de água potável, quando se tem grandes 
volumes de líquido e pequenas quantidades de sólidos. 
A camada de fundo é composta de cascalho grosso que 
descansa em uma placa perfurada ou com ranhuras. Acima do 
cascalho é colocada areia fina que atua realmente como filtro. 
Filtro prensa
Um dos tipos mais usados na industria.
Usam placas e marcos colocados em forma alternada. 
Utiliza-se tela (tecido de algodão ou de materiais sintéticos)
para cobrir ambos lados das placas.
Lavagem da Torta
Terminada a filtração, é preciso lavar a torta. A lavagem temo 
seguinte objetivo
• Eliminar o resto de líquido mãe ainda presente na torta, se o 
que se pretende aproveitar é o sólido.
• Aproveitar o resto de líquido mãe ainda presente na torta, se o 
que se pretende aproveitar é o líquido.
Filtro-Prensa
Tamanho das Lonas
400, 500, 630, 800, 1000, 1200, 1500, 2000
Exemplo.
400x400 mm 630x630 mm e assim sucessivamente
A alimentação é bombeada à prensa e flui pelas armações.
Os sólidos acumulam-se como “torta” dentro da armação.
O filtrado flui entre o filtro de tecido e a placa pelos canais de
passagem e sai pela parte inferior de cada placa.
Filtro-PrensaA filtração prossegue até o 
espaço interno da armação 
esteja completamente preenchida 
com sólidos.
Nesse momento a armação e as 
placas são separadas e a torta 
retirada. Depois o filtro é 
remontado e o ciclo se repete.
Filtro de tecido
Placa
Alimentação
Filtrado
Aplicação do Filtro Prensa
Considerado uma das principais alternativas na desidratação mecänica 
do lodo gerado nas estações de Tratamento de Água (ETA) e Efluentes 
(ETE)
Normalmente é utilizado em produtos que tenha uma grande 
concentração de sólidos.
Utilizado em toda a Indústria Química. 
Vantagens 
• Construção simples, robusta e economica
•Possui grande área filtrante
• Flexibilidade (Pode aumentar ou diminuir o número de elementos 
filtrantes
• Vazamentos são detectados com facilidade
• Trabalham com altas pressões
• Manutenção simples e economica (Apenas substituições periódicas das 
lonas)
Desvantagens
• A operação deve ser sempre interrompida ( o mais tardar, quando os 
quadros estiverem cheios de torta
• O custo da mão de obra de operação, montagem e desmontagem é 
elevado
Filtros de “folhas”
Foi projetado para grandes volumes de líquido e para ter uma
lavagem eficiente.
Cada folha é uma armação de metal oca coberta por um filtro
de tecido. Elas são suspensas em um tanque fechado.
A alimentação é introduzida no tanque e
passa pelo tecido a baixa pressão.
A torta se deposita no exterior da folha.
O filtrado flui para dentro da armação oca.
Após a filtragem, ocorre a limpeza da
torta. O líquido de lavagem entra e segue
o mesmo caminho que a alimentação.
A torta é retirada por uma abertura do
casco.
Ele filtra, lava e descarrega a
torta de forma contínua.
O tambor é recoberto com um
meio de filtração conveniente.
Uma válvula automática no
centro do tambor ativa o ciclo
de filtração, secagem, lavagem
e retirada da torta.
O filtrado sai pelo eixo de rotação. 
Existem passagens separadas 
para o filtrado e para o líquido de 
lavagem. 
Há uma conexão com ar 
comprimido que se utiliza para 
ajudar a raspadeira de facas na 
retirada da torta. 
Filtro de tambor a vácuo, rotativo e contínuo.
Filtro de tambor a vácuo, rotativo e contínuo.
Vantagens e Desvantagens
Vantagens 
• Grande capacidade de filtração
• Pouca mão de obra.a filtrante
Desvantagens
• Custo elevado de instalação
• Imperfeição da lavagem da torta
Filtro contínuo de discos rotativos
É um conjunto de discos verticais que giram em um eixo de rotação horizontal.
Este filtro combina aspectos do filtro de tambor rotativo a vácuo e do filtro de
folhas.
Cada disco (folha) é oco e coberto com um tecido e é em parte submerso na
alimentação. A torta é lavada, secada, e raspada quando o disco gira.
Auxiliares de Filtração
São utilizados para preparar uma torta mais porosa, facilitando desta 
forma o processo de filtração.
Auxiliares de Filtração
Terra diatomácea – (Também chamada de Diatomita), é formado por 
restos de esqueletos de minúsculas plantas unicelulares aquáticas.
Perlita – Triturado expandido de rochas vulcanicas
Celulose – Utilizada em forma de pó de madeira para aerar uma pré 
capa.
Filtro Para Separação Sólido-Gás
 Também chamados de coletores de pó, com o objetivo de extrair toda e
qualquer partícula arrastada pelo gás.
 São os chamados Filtros de Saco ou Mangas, que utilizam como meio
filtrante, materiais de fácil substituição ou restauráveis.
 As lãs de vidro e os tecidos são os mais comuns. Os tecidos usados são:
flanelas, algodão, lã, feltro, poliester, poliuretano, polipropileno, nailon, crilon,
teflon e tecidos minerais como amianto.
Filtro Para Separação Sólido-Gás
 A temperatura máxima de utilização do algodão é de 80ºC e das fibras
sintéticas é superior a 150ºC, havendo, muitas vezes, necessidade de resfriar
os gases antes de passarem pelo filtro.
 O meio filtrante do exemplo a seguir é composto por mangas
penduradas em um suporte.
 O gás passa pelas mangas onde ficará retido o sólido (pó), que
periodicamente é removido por agitação mecânica vigorosa do conjunto de
mangas, saindo pela parte afunilada inferior.
Filtro Para Separação Sólido-Gás
 Às vezes, a limpeza é auxiliada com uma corrente de ar limpo em
sentido contrário ao do gás empoeirado.
Filtração de Ar Ambiente
Sendo :
G (grossa) – Partículas acima de 10 μ
F (Fina)– particulas de 1 a 10 μ
A ( Absoluta)– Partículas menores 1 μ
3º Estágio 2º Estágio 1º Estágio
G3F3
FLUXO DO AR
A3
A3 G3
E elas são 
classificadas como 1, 
2 e 3 de acordo com 
o grau de retenção 
que se exige. 
Classificação de Área Limpa
Filtros Absolutos
• Possuem elemento filtrante de alta eficiencia para remoção de partículas 
em suspensão como bactérias, pó tóxico, germens etc…
• Aplicados em instalações com alta exigencia de purificação de ar como
Indústria Alimentícia, Farmaceutica, Hospitais e outros
• Seu meio filtrante é de papel de fibra de vidro, muito resitente a umidade.
Filtração de Ar Ambiente