RELATORIO 06 - FILTRACAO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS-UFGD
FACULDADE DAS ENGENHARIA-FAEN
CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
Prática n° 06: Filtração
Trabalho realizado para fins de avaliação parcial da disciplina de Laboratório de Engenharia 2019.2, ministrada pela Professora Dra. Raquel Manozzo Galante.
Acadêmicas: Mirella da Silva Pirolo
Vitória Donato Marques
Viviane Genes Nunes
Dourados, Setembro de 2019.
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1. OBJETIVO
Determinar a resistência específica da torta (α) e a resistência do meio filtrante (Rm) para a pressão de 1,5 atm. Utilizando um filtro prensa de marco e placas.
2. RESULTADOS E DISCUSSÕES
2.1 Metodologia de cálculo
Para o tratamento dos dados experimentais utilizou-se a equação geral da filtração a pressão constante, com a condição de torta incompressível, demonstrada na Equação 1:
Os resultados experimentais a pressão constante são demonstrados através da Figura 1.
B
Figura 1. Resultados experimentais de ensaios de filtração a pressão constante. 
Para o cálculo do coeficiente angular da reta, utilizou-se a Equação 2:
Após o cálculo do coeficiente angular da reta pode-se determinar a resistência especifica da torta, através da Equação 3:
O coeficiente linear da reta foi calculado, através da Equação 4:
Com o resultado do coeficiente linear da reta calculou-se a resistência do meio filtrante através da Equação 5:
Onde:
: coeficiente angular da reta [
: resistência especifica da torta [
: resistência do meio filtrante [m-1];
: resistência especifica da torta [s/; 
: variação de pressão da bomba [Pa];
: área de filtração [
: viscosidade [Kg/m.s];
: concentração (CaCO3) [Kg/].
	A filtração é uma das aplicações mais comuns do escoamento de fluidos através de leitos compactos. Esta operação tem por objetivo a separação de um sólido do líquido que o carreia. Um filtro consiste de um material filtrante por onde passa uma mistura líquido-sólido, sendo que a fração sólida retida e a fração líquida passam através do mesmo (FOUST, 1982).	
		Por meio dos valores fornecidos analisaram-se os resultados através de tabelas e plotou-se os gráficos com relação às mesmas. Na tabela 1, encontram-se os parâmetros referentes ao experimento de filtração.
	Tabela 1.Dados utilizados no experimento.
	Parâmetros do processo
	
	Temperatura (°C)
	18
	Viscosidade (Kg/m.s)
	1,0559x10-3
	∆ Pressão (Pa)
	151950
	Concentração de CaCO3 (kg/m3)
	20
	Área de filtração (m2)
	0,046
	
Quando pressão é constante, ou seja, formação de torta incompressível, é possível obter a resistividade da torta 〈α〉, além da resistência do meio filtrante (Rm) através de ensaios experimentais, portanto a resistência ao escoamento é constante. A pressão é mantida constante através de válvulas, a de entrada da suspensão no filtro e a do reciclo no tanque de alimentação. A pressão utilizada neste experimento foi fixada em 1,5 atm. A tabela 2, expressa os dados calculados a partir do volume e tempo de filtração. 
Tabela 2. Valores obtidos para pressão de 1,5 atm.
	v (m3)
	t (s)
	∆t (s)
	∆v (m3)
	∆t/∆v (s/m3)
	v médio (m3)
	0
	0
	13
	0,001
	13000
	0,0005
	0,001
	13
	15
	0,001
	15000
	0,0015
	0,002
	28
	17
	0,001
	17000
	0,0025
	0,003
	45
	15
	0,001
	15000
	0,0035
	0,004
	60
	19
	0,001
	19000
	0,0045
	0,005
	79
	19
	0,001
	19000
	0,0055
	0,006
	98
	20
	0,001
	20000
	0,0065
	0,007
	118
	26
	0,001
	26000
	0,0075
	0,008
	144
	26
	0,001
	26000
	0,0085
	0,009
	170
	29
	0,001
	29000
	0,0095
	0,01
	199
	30
	0,001
	30000
	0,0105
	0,011
	229
	33
	0,001
	33000
	0,0115
	0,012
	262
	36
	0,001
	36000
	0,0125
	0,013
	298
	37
	0,001
	37000
	0,0135
	0,014
	335
	37
	0,001
	37000
	0,0145
	0,015
	372
	43
	0,001
	43000
	0,0155
	0,016
	415
	43
	0,001
	43000
	0,0165
	0,017
	458
	49
	0,001
	49000
	0,0175
	0,018
	507
	47
	0,001
	47000
	0,0185
	0,019
	554
	52
	0,001
	52000
	0,0195
	0,02
	606
	54
	0,001
	54000
	0,0205
	0,021
	660
	55
	0,001
	55000
	0,0215
	0,022
	715
	---
	------
	--------
	---------
	
A partir dos dados obtidos da tabela 2, à pressão constante, pode-se plotar o gráfico de (Δt/ΔV) nas ordenadas contra volume médio de filtrado nas abcissas, para se interpolar linearmente. A figura 2 relaciona essa variação do tempo pelo volume. 
Figura 2. Resultados experimentais do ensaio de filtração a pressão de 1,5 atm.
Rm= 6,24 
Alfa= 6,09 
O gráfico da resistência do meio filtrante (Rm) em relação a variação da Pressão (∆P) figura 2, pode-se observar que com o aumento da variação da pressão a resistência do meio filtrante também aumenta, criando assim uma curva crescente.
Sobre a variação da taxa de fluxo do filtrado, Darley (1988) relata que durante o primeiro segundo do processo de filtração a taxa de filtração inicial dependia da concentração de sólidos e da distribuição de tamanho de partículas na torta. No entanto, uma vez que os poros foram colmatados pelas partículas de tamanho certo, as partículas maiores foram sucessivamente presas, e formou-se uma torta de filtração. 
Na operação de filtração de sólidos em suspenção que resulta na formação de tortas caracteriza-se por apresentar uma variação de porosidade da matriz porosa (torta) ao longo do tempo e da sua estrutura, causada pela percolação do fluido (CREMASCO, 2014).
	
3. CONCLUSÕES
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA
CREMASCO, M. A.; Operações Unitárias em Sistemas Particulados e Fluidomecânicos. 2 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2012, 214p 
DARLEY, H.C.H. e Gray, G. R., Composition and properties of drilling and completion fluids, 5. Edition, Gulf Publishing Company, Houston, Texas, 1988. 
FOUST, A S,; WENZEL, L. A.; CLUMP, C. W.; MAUS, L.; ANDERSEN, L. B. Princípio das Operações Unitárias. Editora Guanabara Dois S. A., Rio de Janeiro, 2ª Edição, 1982.
5.0000000000000001E-4	1.5E-3	2.5000000000000001E-3	3.5000000000000001E-3	4.5000000000000005E-3	5.4999999999999997E-3	6.5000000000000006E-3	7.4999999999999997E-3	8.5000000000000006E-3	9.5000000000000015E-3	1.0500000000000002E-2	1.1500000000000003E-2	1.2500000000000004E-2	1.3500000000000005E-2	1.4500000000000006E-2	1.5500000000000007E-2	1.6500000000000008E-2	1.7500000000000009E-2	1.8500000000000009E-2	1.950000000000001E-2	2.0500000000000011E-2	2.1500000000000012E-2	13000	15000	17000	15000	19000	19000	20000	26000	25999.999999999978	28999.999999999975	29999.999999999975	32999.999999999971	35999.999999999971	36999.999999999964	36999.999999999964	42999.999999	999964	42999.999999999964	48999.999999999956	46999.999999999956	51999.999999999956	53999.999999999949	54999.999999999949	V médio (m^3)
 ∆t/∆ v (s/m^3)