AULA 12 FILTRAÇÃO

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FILTRAÇÃO
Profª Ma. Marlene Saraiva de Araújo Neta
E-mail: saraiva.marleneneta@gmail.com 
Filtração
• Operação unitária de separação
- Há transferência de massa
É o processo de separar um sólido particulado
de um fluido, fazendo com que o sólido fique
retido num meio poroso, e o fluido passe
através desse meio.
Nas indústrias de alimentos e bebidas, a filtração
aparece na produção de suco de frutas, óleos vegetais,
leite e derivados, entre outros produtos.
Filtração
• Os sistemas de filtração podem ser:
- Sólido-líquido (sucos de frutas)
- Sólido-gás (chaminés);
- Gás-líquido (ar comprimido)
- Ar (grau farmacêutico)
Filtração
Filtração
• As partículas sólidas podem ser:
- grossas ou finas,
- rígidas ou plásticas,
- redondas ou planas
- individualmente separadas ou agrupadas
Filtração
• Força motriz é a diferença de pressão.
Os filtros 
podem 
funcionar: 
por ação da gravidade, o líquido 
flui devido a existência de uma 
coluna hidrostática; 
por ação de força centrífuga;
por meio da aplicação de 
pressão ou vácuo para 
aumentar a taxa de fluxo. 
Filtração Simples
• Separação de mistura
heterogênea.
- Sistema simples
- Em geral é uma
separação sólido –
líquido
- Força da gravidade
Filtração – papel de filtro
• O papel é produzido a partir de
fibras celulósicas em diversas
porosidades, e a escolha depende
do tipo de material a ser filtrado.
• Pela sua natureza, o papel de filtro
é caracteristicamente hidrofílico,
sendo capaz de ser molhado pela
grande maioria das soluções
comuns no laboratório - soluções
aquosas e orgânicas à base de
solventes polares.
• Duas qualidades: QUALITATIVO E
QUANTITATIVO
• Qualitativos: não tem
cinzas pré -
determinadas
• Quantitativos: papel
de filtro chamado
isento de cinzas ou
quantidade pré-
determinada. São
classificados de
acordo com a
velocidade da
filtração.
Filtração – papel de filtro
Número Cor Porosidade Velocidade Uso
40 Preta Alta Muito rápida
Precipitados 
gelatinosos
41
Branca
Média Rápida
Precipitados 
cristalinos
42 Azul Baixa Lenta
Precipitados 
finamente 
divididos
Filtração
• O aparelho de filtração de
laboratório mais comum é
denominado funil de
Büchner.
• É uma peça de laboratório
em porcelana, vidro ou
plástico, utilizado em
filtrações sob pressão
reduzida.
O princípio da filtração industrial e o do equipamento de
laboratório é o mesmo, apenas muda a quantidade de
material a ser filtrado.
- A mistura heterogênea é
colocada 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 Kitassato
conectado a uma bomba de
vácuo.
- A fase sólida fica retida no
funil e a fase líquida é recolhida
no Kitassato.
Filtração à vácuo
Funil de Büchner ou 
Funil de vidro sinterizado
Filtração
• Os fatores mais importantes para a seleção
de um filtro são:
- Resistência específica do meio poroso de filtração
(viscosidade, densidade);
- Quantidade de suspensão a ser filtrada;
- Dimensões da partícula sólida, distribuição granulométrica,
forma da partícula, tendência a floculação e deformidade;
- A concentração de sólidos na suspensão;
- A facilidade de descarregar a torta formada no processo de
filtração.
- Grau de separação que se deseja efetuar;
- Custos relativos da mão-de-obra, do capital e de energia.
Filtração
• O meio de filtração pode ser:
- Leito poroso de sólidos e materiais 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 e osmose reversa.
Filtro de leito poroso (intermitente)
• Em um leito poroso existem zonas sem partículas (espaços vazios)
• Usado 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.
• Pode ser constituído por uma ou mais camadas.
• Mais simples
Filtro de leito poroso
Filtro prensa
• Um dos tipos mais usados (mais comum)
na indústria.
• Várias placas são justapostas e em geral
a filtração não é realizada a vácuo, mas
sob a ação de uma pressão exercida
sobre a suspensão no interior das
placas.
• Utiliza-se tela (tecido de algodão ou
de materiais sintéticos) para cobrir
ambos lados das placas.
• Baixo custo de projeto e
manutenção.
• Filtro prensa de câmaras ou de
placas
Filtro prensa de câmara
• As placas são rebaixadas na parte central,
formando câmaras quando justapostas.
- Uma verdadeira rede de canais é formada
por onde vai escoando o filtrado até
chegar às aberturas que se comunicam
com as torneiras de saída.
- Em uma das extremidades da prensa há
um cabeçote fixo e, na outra, um cabeçote
móvel que serve para prensar o conjunto
por meio de um parafuso resistente
operado por um volante. Outras vezes as
placas são prensadas por meio de um
sistema hidráulico.
Filtro prensa de placas
• Apresenta placas quadradas, com faces planas e
bordas levemente ressaltadas. Entre duas placas
sucessivas da prensa há um quadro que serve como
espaçador das placas
Filtro prensa
• Vantagens
- Construção simples, robusta e
econômica;
- Grande área filtrante por unidade
de área de implantação;
- Flexibilidade (pode-se aumentar
ou diminuir o número de elementos
para variar a capacidade);
- Os vazamentos são detectados
com grande facilidade;
- A manutenção é muito simples e
econômica: apenas substituição
periódica das lonas.
• Desvantagens
- Operação intermitente. A
filtração deve ser interrompida,
o mais tardar, quando os
quadros estiverem cheios de
torta;
- O custo da mão-de-obra de
operação, montagem e
desmontagem é elevado;
- A lavagem da torta, além de ser
imperfeita, pode durar várias
horas e será tanto mais
demorada quanto mais densa
for a torta.
Filtro de “folhas”
- Grandes volumes de líquidos;
- Fácil lavagem
• 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.
Filtro de “folhas”
Filtro de tambor a vácuo, rotativo e 
contínuo.
• 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.
• A filtração se inicia quando o tambor
está submerso no líquido.
• A medida que o líquido passa através
do meio filtrante, deixa os sólidos
retidos na superfície, formando a
camada da torta.
Filtro de tambor a vácuo, rotativo e 
contínuo.
• Vantagens
- Grande capacidade
- Pequena mão-de-obra necessária
- Área de submersão de 30 a 70%
• Desvantagens
- Custo elevado
- Alto custo da operação
- Limitação da indiferença de pressões
- Imperfeição da lavagem
Filtro contínuo de disco rotativo
• 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.
• Taxa de filtração especialmente
elevada
Filtro de cartucho
• Existem filtros de
cartuchos cujo
mecanismo de filtração
é por profundidade.
• Possuem um aspecto
fibroso, que pode ser um
emaranhado de fibras ou
mantas sobrepostas.
• A retenção depende do
fluxo e pressão.
• Muito utilizado para filtração de água na indústria
alimentícia.
• Utilizado na obtenção de água destilada
Filtro de cartucho
• Para o dimensionamento desse
tipo de filtro, é necessária a
vazão necessária no processo.
• A partir daí se calcula o número
a cartuchos necessários de
acordo com a especificação do
fabricante.
• Coalescente
Filtro de cartucho
O filtro coalescente serve
para eliminar o excesso de
água do ar comprimido, e
outros tipos de fluídos
líquidos e sólidos,
purificando os sistemas
pneumáticos.
• Coalescente
Filtro de cartucho
- Ao contrário dos filtros
convencionais de linha, os filtros
coalescentes direcionam o fluxo de
ar de dentro para fora.
- Os contaminantes são capturados
na malha do filtro e reunidos em
gotículas maiores através de
colisões com o material do filtro.
- Por fim, essas gotículas passam
para o lado externo do tubo do
elemento filtrante, onde são
agrupadas e drenadas pela ação da
gravidade.
Filtração do ar
• Na indústria alimentícia é
crescente a aplicação de
filtração do ar para o
ambiente das áreas
produtivas e de manipulação
e embalagem de alimentos.
• Esse tipo de filtração
normalmente se dá em
estágios, dependendo do
grau de pureza do ar. E os
filtros se classificam de
acordo com a necessidade
retenção de partículas.
Corte transversalFiltro de malha Grossa
Filtração do ar
3º Estágio 2º Estágio 1º Estágio
G3
F3
FLUXO DO AR
A3
A3 G3
Esquema de Filtração em Estágios para ar
Sendo :
G (grossa) – Partículas acima de 10 μ
F (Fina)– particulas de 1 a 10 μ
A ( Absoluta)– Partículas menores 1 μ
E elas são 
classificadas como 1, 
2 e 3 de acordo com 
o grau de retenção 
que se exige. 
Filtração do ar
Filtração centrífuga
• Outra forma de separação de
sólidos insolúveis em um
líquido.
• Força centrífuga
• A suspensão é colocada em
uma câmara rotativa com
paredes perfuradas alinhadas
com o meio filtrante.
• O filtrado passa devido à força
centrífuga e a torta fica presa
ao meio filtrante.
• Produção do azeite de oliva
Filtração centrífuga
Filtração centrífuga
Filtração em membrana
• A membrana age como uma barreira semipermeável
e o fluido passa por a ela através de pressão.
• A filtração por membrana é uma técnica utilizada
para separações de solutos (partículas) de diferentes
pesos moleculares da solução.
• Os processos de maior interesse são:
- Osmose Reversa
- Ultrafiltração
- Microfiltração
• Osmose
- É a passagem do solvente de
uma solução menos concentrada
para uma solução mais
concentrada através de uma
membrana semipermeável.
- É um processo espontâneo que
acontece até que o equilíbrio
seja atingido
- Hipertônica, Hipotônica e
Isotônica
Filtração em membrana
• Osmose reversa
- Processo em que o solvente
é forçado a passar por uma
membrana semipermeável
de uma solução mais
concentrada para a menos
concentrada.
- Pressão maior que a
pressão osmótica.
- Ex.: purificação da água do
mar.
Filtração em membrana
Osmose x Osmose reversa
• Osmose reversa
- Cilindro composto por várias
membranas poliméricas
- As membranas devem ser
resistentes o bastante para
suportarem a pressão da água sem
se romperem
- Os furos devem ser pequenos o
bastante para segurar as menores
impurezas, deixando passar
somente a água.
Filtração em membrana
• Osmose reversa
Filtração em membrana
• Ultrafiltração
- Similar a osmose reversa
- Membrana mais porosa que na osmose
reversa
- A pressão é usada para obter uma
separação de moléculas utilizando uma
membrana polimérica semipermeável,
que separa solutos de alto peso
molecular como proteínas, polímeros.
Filtração em membrana
• Osmose x Ultrafiltração
Filtração em membrana
• Microfiltração
- O fluido passa pela membrana sob pressão
- Objetivo: separar partículas de tamanho
mícron
- São partículas maiores que as separadas na
ultrafiltração, como bactérias, bolores e
leveduras e em alguns casos pigmentos de
tinta
Filtração em membrana
Filtração em membrana
Filtração em membrana