Sedimentacion

Filtración.

La filtración es un método utilizado para la separación de solidos presentes en una fase fluida de acuerdo a su tamaño de partícula, el fluido se hace para a través de un medio poroso denominado medio filtrante, dispuesto sobre un soporte, las partícula de determinado tamaño son retenidas por el filtro obteniéndose en el otro extremo una solución clarificada. El mecanismo que permite la separación de partículas por filtración está basado en la diferencia de presión entre ambos lados del medio filtrante. Esta técnica es útil a la hora de separar solidos que se encuentran en pequeña cantidad.

En la industria de alimentos las aplicaciones de la filtración son variadas; en una primera categoría se incluyen las separaciones de altas cantidades de solidos generando una torta que los contiene al final del proceso, en la segunda categoría están comprendidos los procesos de clarificación en los cuales el fluido contiene pequeñas cantidades de un sólido insoluble, que al ser retirado, genera un líquido

clarificado de características importantes dentro del proceso; por último se encuentra la microfiltración, que es usada principalmente para la separación de partículas microscópicas, generalmente microorganismos presentes en los alimentos.

Equipos.

Los equipos de filtración a nivel industrial son diversos con respecto a tamaño y forma de funcionamiento, sin embargo los más utilizados son los filtro prensa, los filtros espesadores y los filtros rotatorios que generalmente operan en vacío.,

Filtro Prensa.

Consiste en una serie de marcos sobre los cuales se coloca una tela filtrante, el juego se asegura por medio de tornillos o mediante una prensa hidráulica que permite el cierre hermético. El fluido de alimentación se introduce por uno de los ángulos de los marcos y se distribuye sobre la tela conformando el medio filtrante, e material que atraviesa la tela sale del sistema por otro canal angular.

Figura : Filtro prensa en modelamiento 3D

Fuente: Software VirtualPlant

El retiro de la torta se puede hacer manualmente o mediante la inyección de líquido de lavado.

Filtro rotatorio.

El mecanismo de funcionamiento de este tipo de filtros está basado en el soporte que tiene el medio filtrante sobre la superficie interna de un tambor, el flujo atraviesa la tela y la torta formada es retirada continuamente.

Figura : Filtro rotatorio industrial.

Fuente: [82]

Filtración

Consiste en hacer pasar el agua a través de un medio poroso, normalmente de arena, en

el cual actúan una serie de mecanismos de remoción cuya eficiencia depende de las

características de la suspensión (agua más partículas) y del medio poroso.

Este proceso se utiliza como único tratamiento cuando las aguas son muy claras o como

proceso final de pulimento en el caso de aguas turbias. Los medios porosos utilizados

además de la arena —que es el más común — son la antracita, el granate, la magnetita, el

carbón activado, la cáscara de arroz, la cáscara de coco quemada y molida y también el

pelo de coco en el caso de los filtros rápidos. En los filtros lentos lo más efectivo es usar

exclusivamente arena; no es recomendable el uso de materiales putrescibles.

La Fig. 11, nos presenta la imagen de uno de los filtros de la planta de potabilización de

Barranquilla, vacío debido a la condición de lavado del filtro, se puede observar muy bien

cada una de sus partes, como tubería de entrada (inferior), medio de soporte (arena),

canaleta de lavado (centro).

Centrifugación.

La centrifugación consiste en una operación de separación de líquidos no miscibles o líquidos y sólidos mediante la aplicación de una fuerza centrífuga, el principio de funcionamiento está basado en la diferencia de densidad que existe entre los fluidos a separar.

Se recomienda el uso de la centrifugación cuando la concentración de sólidos se encuentra por debajo del 3%, cuando el tamaño de partículas es muy pequeño o cuando las densidades de los líquidos son cercanas. La fuerza de rotación ejercida por el movimiento de una cámara con respecto a un eje central permite el alejamiento de un cuerpo del centro del giro, mientras menor sea el peso del cuerpo se alejara a mayor distancia del eje.

Sedimentación

Consiste en promover condiciones de reposo en el agua, para remover, mediante la fuerza

gravitacional, las partículas en suspensión más densas. Este proceso se realiza en los

desarenadores, presedimentadores, sedimentadores y decantadores; en estos últimos,

con el auxilio de la coagulación. La Fig. 8, presenta la imagen de un desarenador

convencional empleado en acueductos. • Floculación: Aglomeración de partículas por efecto del transporte del fluido

formando partículas de mayor tamaño que son sedimentadas por efecto de la

gravedad.

Se llama coagulación-floculación al proceso por el cual las partículas se aglutinan en

pequeñas masas con pesos específicos superior al del agua llamadas floc: Dicho proceso se

usa para:

- Remoción de tRemoción de turbiedad orgánica o inorgánica que no puede sedimentar

rápidamente.

- Remoción de color verdadero y aparente.

- Eliminación de bacterias, virus y organismos patógenos susceptibles a ser

separados por coagulación.

2.1.2.2 Fases de la coagulación.

Desde un punto de vista esquemático, se puede considerar que la coagulación se

desarrolla en cinco fases consecutivas o simultáneas que explican reacciones físicas y

químicas, de la siguiente forma:

Primera fase. Hidrólisis de los coagulantes y desestabilización de las partículas

existentes en la suspensión;

Segunda fase. Precipitación y formación de compuestos químicos que se

polimerizan;

Tercera fase. Adsorción de las cadenas poliméricas en la superficie de los

coloides;

Cuarta fase. Adsorción mutua entre coloides; y

Quinta fase Acción de barrido.

La Fig. 28 presenta en forma esquemática las cinco fases descritas.

El modelo es bastante simple, por lo tanto se aclara que las fases pueden coexistir y en

ocasiones invertirse (re estabilización); las fases uno y tres pueden ser simultáneas cuando

se agregan polielectrolitos al agua, esto es coagulantes que están previamente

polimerizados, en cuyo caso la desestabilización es debida a la

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