Silvana Cavella » 31.Filtrazione con deposito

Applicazione della filtrazione con deposito

Sospensioni con alte concentrazioni di solidi

• La sospensione viene inviata su un supporto di filtrazione sul quale si accumulano le particelle formando un deposito di spessore crescente (cake), che dopo le prime fasi dell’operazione diventa il vero mezzo filtrante.
• Se le particelle solide sono uniformi prevale il meccanismo di ritenzione per setacciamento, se invece presentano un’ampia distribuzione di dimensioni assumono una certa rilevanza altri meccanismi di ritenzione.

Modellazione matematica

Equazione di Darcy

• La modellazione matematica dell’operazione di filtrazione con deposito parte dall’equazione di Darcy secondo la quale la velocità di un fluido(filtrato) attraverso un mezzo poroso (filtro) è direttamente proporzionale alla caduta di pressione attraverso il filtro e alla superficie del filtro, è inversamente proporzionale alla viscosità del filtrato e alla resistenza specifica del mezzo filtrante.
• Quest’ultima dipende dallo spessore e dalla permeabilità specifica del mezzo filtrante.

Modellazione matematica

Equazione di Sperry

• L’eq. di Darcy non è più valida se la sospensione è molto torbida, che è evidentemente il caso pratico.
• Per cui si apporta una correzione aggiungendo alla resistenza specifica del mezzo filtrante quella del deposito, che varia nel tempo, aumentando con l’aumentare dello spessore del deposito e si può considerare proporzionale alla quantità di materiale depositato e alla resistenza specifica, cioè la resistenza prodotta dal deposito di un chilogrammo di solidi sospesi.

Filtrazione a pressione costate

• Quando il filtro è alimentato da una pompa centrifuga, la caduta di pressione lungo il filtro è costante.
• Integrando l’eq. di Sperry si ottiene un’equazione che esprime la funzionalità tra tempo e volume di filtrato.
• L’equazione di Sperry va modificata nel caso di deposito con resistenza specifica variabile con il tempo di filtrazione.

Coadiuvanti nella filtrazione con deposito

• Nel caso di deposito fortemente comprimibile la resistenza alla filtrazione aumenta notevolmente quando si aumenta la pressione applicata.
• Si ricorre all’uso di coadiuvanti di filtrazione che conferiscono al cake una maggiore porosità e rigidezza.
• Possono essere aggiunti con la tecnica dell’alluvionaggio continuo o della formazione del prepanello.

Prossima lezione

Presentazione e risoluzione di problemi relativi alla filtrazione

Esempi di applicazione dell’equazione della filtrazione:

• al calcolo della resistenza del deposito e del filtro per problemi di scale-up;
• al calcolo della velocità di filtrazione in funzione del tempo;
• determinazione di parametri di processo per filtrazione a due stadi.