filtração-Lista2_de_OP (enunciado)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS 
Lista de Exercícios 2 
(Filtração) 
 
1. Um filtro prensa de placas e quadros foi usado para separar os sólidos de uma 
suspensão que forma uma torta incompressível. A operação do filtro foi realizada a 
vazão constante de 15 m3/h. Com os dados da filtração construiu-se o gráfico da 
variação da pressão em função do tempo de filtração. 
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
0
2
4
6
8
10
P
r
e
s
s
ã
o
 
(
a
t
m
)
Tempo (h)
 
a) Determinar as constantes Kp e B 
Se este filtro operar a pressão constante de 1,5 atm com a mesma suspensão 
calcule: 
b) O tempo de filtração para se obter um volume de filtrado de 10 m3. 
c) O tempo de lavagem, usando-se 0,9 m3 de água. 
d) O tempo total do clico, sabendo-se que se leva 0,2 hora para drenagem, 
descarga, limpeza e montagem do filtro. 
e) A capacidade horária (C) 
f) O volume de filtrado que deve ser recolhido para fornecer a capacidade 
máxima. 
g) Repita os itens c, d, e e f supondo a mesma operação em um filtro folha. 
 
Obs: 






=
∂
∂
==
∂
∂
= 0)/1(
C
1
ou 0
max
max V
C
V
CC 
2. Dados experimentais da filtração de uma suspensão de CaCO3 em água a 25oC são 
mostrados na tabela a seguir. O teste foi realizado em um filtro prensa com área de 
filtração igual a 0,0439 m2 e pressão constante igual a 46,2 kN/m2. A concentração 
da suspensão filtrada era igual a 23,47 Kg/m3. Calcular a resistência específica da 
torta e a resistência do meio filtrante. 
 
V x 103 (m3) t (s) 
0,5 17,3 
1,0 41,3 
1,5 72,0 
2,0 108,3 
2,5 152,0 
3,0 201,7 
 
3. A mesma suspensão usada no problema anterior será filtrada em um filtro prensa de 
quadros e placas contendo 30 quadros com 0,873 m2 por quadro. O filtro será 
operado a pressão constante igual a 46,2 kN/m2 e ao final da operação deseja-se 
recuperar 2,26 m3 de filtrado. Qual será o tempo total do ciclo se serão utilizados 
0,283 m3de liquido de lavagem e o tempo para drenagem, descarga, limpeza e 
montagem do filtro igual a 30 min. 
 
4. Um filtro prensa com 0,0414 m2 de área foi utilizado para filtrar uma solução de 
BaCO3 a pressão constante igual a 267 kPa. A equação obtida a partir dos testes 
experimentais foi à seguinte: 
36 104,31025,10 ×+×= V
V
t
 
sendo t em s e V em m3. 
a) Quanto tempo levará para obter 1 m3 de filtrado se a mesma solução e 
condições experimentais forem usadas em um filtro folha tendo uma área de 
6,97 m2? 
b) Após a filtração, a torta será lavada com 0,10 m3 de água. Calcule o tempo de 
lavagem. 
 
5. Um pequeno filtro de folhas operou à vazão constante com pressão inicial de 0,35 
kgf/cm2. Após 20 min, durante os quais foram coletados 110L de filtrado, a pressão 
era 3,5 kgf/cm2. Qual será o volume de filtrado coletado durante 20 min se esse 
filtro operar à pressão constante de 3,5 kgf/cm2 para a mesma suspensão? 
 
 
 
6. Os seguintes dados foram obtidos em duas experiências conduzidas em filtro 
rotativo: 
 
Capacidade (gal/min) 450 550 
Rotação (rpm) 0,25 0,5 
Ãngulo de imersão 90° 90° 
Diâmetro do cilindro (ft) 6 6 
Densidade da suspensão (g/cm3) 1,08 1,08 
 
Determine a vazão de filtrado para um ângulo de imersão de 120° e rotação de 0,6 
rpm com o filtro operando com o mesmo vácuo das experiências anteriores.