Relatório filtro prensa final (2)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI 
Engenharia Química 
Laboratório de Engenharia Química II 
 
Filtro Prensa de Placas e Quadros 
 
Elísio, Mateus Assunção, Pedro Henrique, Rafael Krepel, Warley Ferreira 
 
Resumo 
RESUMO – Filtros prensa são equipamentos industriais que podem ser utilizados em diferentes segmentos. Foram 
desenvolvidos visando situações onde é necessário realizar a desidratação de diversos tipos de suspensão. O processo de 
filtragem ocorre através do bombeamento do fluido a ser separado, contra placas que permitem a passagem do líquido e 
consequentemente retêm as partículas sólidas. A partir de dados obtidos no processo de filtração é possível encontrar uma 
relação ente o volume de filtrado e o tempo de filtração, assim como obter as constantes da torta e do meio filtrante pelos 
coeficientes angular e linear da reta. De acordo com os valores experimentais, fez-se necessário uma manipulação matemática, 
que consistiu em escolher três pontos do gráfico e assim obter maior precisão na determinação dos parâmetros desejados. 
 
Palavras-chave: filtro prensa, placas, separação, sólido, líquido. 
 
Resultados e Discussão 
 
Para o cálculo das vazões mássicas nesse experimento 
foram utilizados métodos de coleta da massa e contagem 
do tempo de coleta. Estes dados estão expressos na tabela 
a seguir: 
 
Tabela 1. Massa, tempo e vazões de coleta 
 Massa 
coletada 
(g) 
Tempo 
(min) 
Vazão 
(Kg/h) 
Vapor da 
Solução 
0,0298 0,08472222 0,3517377 
Solução 
Concentrada 
0,0229 0,08422222 0,27029508 
 
 
A alimentação F do evaporador pode ser calculada pelo 
Balanço Global de Massa, dado a seguir: 
 
𝐹 = 𝑉 + 𝑃 (1) 
A vazão mássica da corrente de alimentação encontrada é 
F= 0,0527 k/h.A fração mássica da solução concentrada 
Xp pode ser determinada pelo Balanço do componente, 
da seguinte forma: 
 
𝐹∗𝑋𝐹=𝑉∗𝑦+𝑃∗𝑋𝑃 (2) 
A fração mássica 𝑦 de açúcar no vapor da solução é 
zero. A fração mássica 𝑋𝐹 de açúcar na solução de 
alimentação pode ser determinada da seguinte 
forma: 
𝑋𝐹 =
𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜+𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒
 (3) 
 
Tabela 2. Temperatura das correntes do 
experimento. 
T1 T2 T3 T4 TsolF 
74,9 90,2 98,2 84,5 25 
 
Desprezando-se os termos de velocidade e desnível 
e, sabendo-se que não há trabalho de eixo, o 
balanço global de energia se resume no balanço de 
entalpias, mostrado da maneira a seguir: 
 
 
𝐹.ℎ𝐹+𝑆.𝐻𝑆=𝑆.ℎ𝐶+𝑃.ℎ𝑃+𝑉.𝐻𝑉 𝐸𝑞.(4) 
𝐹.ℎ𝐹+𝑆.(𝐻𝑆−ℎ𝐶)=𝑃.ℎ𝑃+𝑉.𝐻𝑉 𝐸𝑞.(5) 
 
Isolando a vazão mássica de vapor (S) na equação (5), 
tem-se: 
𝑆=𝑃.ℎ𝑃+𝑉.𝐻𝑉−𝐹.ℎ𝐹(𝐻𝑆−ℎ𝐶) 𝐸𝑞.(6) 
Para se determinar as entalpias da solução na 
alimentação e da solução concentrada, pode-se utilizar a 
seguinte equação: 
ℎ𝐹=𝐶𝑝,𝐹(𝑇𝐹−𝑧𝑒𝑟𝑜) 𝐸𝑞.(7) 
Laboratório de Engenharia Química II – 2º semestre/2019 2 
Para o cálculo de entalpia da solução foi necessário 
determinar inicialmente o calor específico da solução 
concentrada e da alimentação. Os valores de 𝐶𝑝𝐻2𝑂 e 
𝐶𝑝𝑠𝑎𝑐. encontrados na literatura para a solução 
concentrada, na temperatura de 74,9°C são 
respectivamente, 1 Kcal/Kg.ºC e 0,28 Kcal/Kg.ºC, e para 
a solução da alimentação, na temperatura de 25°C, são 
respectivamente 0,99 Kcal/Kg.ºC e 0,28 Kcal/Kg.ºC. 
 
𝐶𝑝,𝐹=𝑋á𝑔𝑢𝑎.𝐶𝑝á𝑔𝑢𝑎+𝑋𝑔𝑙𝑖𝑐.𝐶𝑝𝑔𝑙𝑖𝑐 𝐸𝑞.(8) 
 
O calor específico encontrado através da equação 
anterior para a solução de alimentação e a solução 
concentrada, são respectivamente, 0,928 Kcal/Kg.ºC.° 
0,919 Kcal/Kg.ºC. As entalpias da solução da 
alimentação e da solução concentrada, determinadas 
através da equação (7), são respectivamente, ℎ𝐹=23,2 
Kcal/Kg e ℎ𝑃=66,99 Kcal/Kg. 
 
Conclusão 
 
Referências 
 
1. FOUST, A. S.; et al. Princípios das operações 
unitárias. 2.ed. Rio de Janeiro: LTC, 1982. 670 p 
2. FOX, R.W., MCDONALD A. T., PRITCHARDP. J. 
Introdução à Mecânica dos Fluidos. 5ª Ed. Editora 
LTC, 2006. 
 
 
Memorial de Cálculo