La arena fina para precapa se utiliza como medio filtrante inicial en sistemas de filtración que necesitan formar una capa uniforme sobre la superficie filtrante antes de procesar la suspensión principal. El filtro puede usarse como filtro de hoja, filtro de precapa o como combinación de ambos.
La calidad de la precapa depende de la distribución homogénea del medio filtrante, de la velocidad de sedimentación, del flujo dentro del recipiente y de la compatibilidad entre la arena fina y la suspensión que se desea clarificar. Mediante el ajuste del flujo en el bypass se puede controlar la obtención de una precapa uniforme a lo largo de toda la vela.
Qué es una precapa en un sistema de filtración
La precapa es una capa inicial de material filtrante que se deposita sobre la superficie de filtración antes de comenzar la filtración principal. Esta capa crea una estructura porosa capaz de retener partículas finas y protege el elemento filtrante frente a la colmatación rápida.
La filtración es un proceso clave en la elaboración de cerveza. Aparte de una cerveza espléndidamente brillante y con turbidez óptima se requiere un mejoramiento en la estabilidad física de la cerveza Mediante la filtración se obtiene una alta seguridad microbiológica para el producto envasado.
Naturalmente se busca también una alta eficiencia, por ejemplo, por un consumo bajo de medios de filtración, agua y detergentes. Adicionalmente se deben minimizar las pérdidas de cerveza durante los cambios de tipo, manteniendo la posibilidad de seleccionar de manera flexible los medios de filtración.
Además el sistema sirve como filtro PVPP para la estabilización de la cerveza.
Arena fina y otros medios filtrantes
La elección del medio filtrante depende del tipo de suspensión, del tamaño de las partículas, de la claridad requerida y de la resistencia que debe ofrecer la capa durante el ciclo. Con la variación del flujo a través del bypass se puede utilizar una gran variedad de medios de filtración para la preparación de las capas.
El medio de filtración se distribuye homogéneamente en toda la longitud de la vela. Solamente la distribución óptima del medio de filtración permite una buena filtración uniforme.
La arena fina puede formar una precapa estable cuando sus partículas se distribuyen de manera uniforme y mantienen una permeabilidad suficiente para que el líquido atraviese la capa sin provocar un aumento excesivo de la presión diferencial.
Las telas son la base de los sistemas de filtración líquida de ICT FILTRATION. Diferentes tejidos, composiciones, porosidades, características físicas y mecánicas, tramados, gruesos y un largo etcétera de singularidades hacen posible encontrar la tela adecuada para cada aplicación, por compleja que ésta pueda parecer.
En filtro prensa, la eficiencia no es solo el tejido: también es el ajuste a placa. Un encaje incorrecto provoca: Arrugas o tensiones que aceleran el desgaste Fugas laterales y filtrado irregular Roturas prematuras y paradas.
Principio Twin Flow para obtener una precapa uniforme
El sistema Steinecker TFS Twin Flow System está diseñado para mejorar la distribución del medio filtrante a lo largo de toda la vela. Una óptima distribución de los diferentes medios de filtración a lo largo de toda la vela filtrante mediante el sistema bypass permite formar una precapa más homogénea.
El concepto se basa en un flujo de bypass que modifica la circulación del líquido dentro del recipiente y compensa la disminución de velocidad que suele producirse a lo largo de la vela filtrante.
Diseño del flujo de bypass
Una tubería de registro sustituye la placa cabezal requerida en los sistemas de filtración convencionales. Todo el recipiente se convierte en un espacio de cerveza no filtrada.
Mediante el bypass se puede ajustar un flujo homogéneo dentro del recipiente. Con la variación del flujo a través del bypass se puede utilizar una gran variedad de medios de filtración para la preparación de las capas.
El flujo de bypass es ajustado al medio de filtración. Para el kieselgur se recomienda un flujo en bypass de un 12 por ciento de la capacidad nominal del filtro.
El flujo de la cerveza no filtrada dentro del filtro es de un 112 por ciento. Mediante el ajuste del flujo en el bypass se puede reducir el flujo de la cerveza a filtrar hasta a un 10 por ciento de la capacidad nominal del filtro.
Comparación con un filtro de velas convencional
| Sistema | Comportamiento del flujo | Resultado sobre la precapa |
|---|---|---|
| Filtro de velas convencional | La velocidad de flujo de carga disminuye a lo largo de la vela desde abajo hacia arriba. | En la parte superior de la vela apenas existe un flujo. No se presenta una distribución uniforme del medio de filtración. |
| Sistema Twin Flow | Mediante el bypass se incrementa la velocidad de flujo de carga. | Dependiendo del medio filtrante aplicado, se tiene que igualar la velocidad de sedimentación, haciendo posible controlar la obtención de una precapa uniforme a lo largo de toda la vela. |
Una tubería de registro sustituye la placa cabezal requerida en los sistemas de filtración convencionales. Todo el recipiente se convierte en un espacio de cerveza no filtrada.
Mediante el bypass se incrementa la velocidad de flujo de carga. Dependiendo del medio filtrante aplicado, se tiene que igualar la velocidad de sedimentación, haciendo posible controlar la obtención de una precapa uniforme a lo largo de toda la vela.
Parámetros que determinan la formación de la precapa
La formación de una precapa uniforme depende principalmente de la velocidad de sedimentación del medio, del caudal de circulación, de la geometría del filtro y de la distribución del líquido en el recipiente. Un flujo demasiado bajo puede producir una deposición irregular, mientras que un flujo excesivo puede desplazar o erosionar la capa recién formada.
El flujo de bypass se ajusta al medio filtrante utilizado. La configuración adecuada permite distribuir el medio de filtración de manera homogénea en toda la longitud de la vela y mantener una filtración uniforme.
La arena fina debe seleccionarse de acuerdo con el objetivo de filtración. La capa debe retener los sólidos finos sin bloquear prematuramente el paso del líquido y debe desprenderse o eliminarse sin provocar daños en las superficies filtrantes.
Factores relacionados con el filtro
- Área efectiva de filtración.
- Longitud de la vela filtrante.
- Distribución interna del flujo.
- Capacidad nominal del filtro.
- Presión diferencial admisible.
- Tipo y estado del soporte filtrante.
- Compatibilidad química del medio y de los materiales.
Factores relacionados con la suspensión
- Concentración de sólidos.
- Distribución del tamaño de partículas.
- Viscosidad del líquido.
- Tendencia de las partículas a aglomerarse.
- Presencia de grasas, aceites o materiales colmatantes.
- Claridad final requerida.
Entre los principales factores que afectan la eficiencia del desaguado, se incluyen: Concentración de sólidos de la pulpa de alimentación. Distribución del tamaño de partículas de la pulpa. Espesor de las cámaras. Concentración de sólidos de los residuos de filtración. Permeabilidad de los materiales sólidos.
Diferencia entre precapa en filtros de velas y filtración en filtros prensa
El filtro prensa y el filtro de precapa trabajan mediante mecanismos diferentes, aunque ambos utilizan un medio filtrante para separar sólidos y líquidos. El filtro prensa forma una torta de filtración dentro de cámaras cerradas, mientras que el filtro de precapa deposita inicialmente una capa sobre una superficie de filtración.
Los filtros prensa son herramientas altamente efectivas que utilizan la filtración presurizada como proceso de separación. Constan de un marco, placas filtrantes, un colector y telas filtrantes.
El agua o lodo a filtrar se bombea a la prensa. A medida que el dispositivo la presuriza, los sólidos comienzan a quedar atrapados y acumularse en la tela filtrante.
Esta capa de sólidos actúa como una capa adicional de filtración para evitar el paso de otros sólidos. Estos sólidos continúan acumulándose a medida que continúa el proceso de presurización y finalmente forman una torta de filtración que se puede retirar fácilmente.
Cómo funciona un filtro prensa
El principio del Filtro Prensa está basado en el hecho de que la presión necesaria para la filtración se distribuye uniformemente dentro del sistema. El filtro prensa está formado por una cabeza móvil que ejerce la presión entre las placas y otro fijo por el que penetra el liquido fangoso a una determinada presión.
Entre ambos se sitúan las cámaras, formadas por placas y marcos o por placas con cámara incorporada. Las placas se cubren con tejidos filtrantes, que en los marcos de las mismas hacen de juntas de estanqueidad y en el centro forman un conjunto de espacios huecos, que se alimentan con la suspensión a filtrar mediante una bomba.
Mediante un dispositivo de cierre mecánico o hidráulico se mantienen en compresión las placas merced al cabezal móvil, mientras a través del cabezal fijo se inyecta a presión el líquido que discurre entre las placas a través de un hueco central abierto en las mismas, formándose un conducto continuo por el que la solución fangosa va filtrándose a las cámaras, formando el volumen de torta.
El agua filtrada pasa a través de unos orificios de drenaje previstos en la parte inferior de las placas y es evacuada individualmente en cada placa hasta un canal exterior de recogida, en el que se mantiene un determinada volumen.
Componentes principales
Marco:El marco de acero del filtro prensa sirve como abrazadera para las placas del filtro.
Placas de filtro:Placa y marco, cámara empotrada y compresión de membrana son las tres categorías básicas de placas de filtro.
Colector:El colector (tuberías y válvulas) controla la entrada de la pulpa y conecta los cuatro puertos de descarga de filtrado de las esquinas a una tubería de descarga común.
Tela filtrante:Los sólidos se acumulan en la tela y forman una torta de filtración que separa los líquidos de los sólidos.
Etapas del ciclo
- Cerramiento de la prensa: cuando el filtro esta totalmente vacío, la cabeza movible que es activado por el sistema hidráulico-neumático cierra las placas.
- Rellenado: Durante esta fase corta la cámara se llena con lodos para su filtración.
- Filtración: Una vez rellenada la cámara, la llegada de manera continua de lodo a tratar para ser desaguado provoca un aumento de la presión debido a la formación de una capa espesa de lodo en las membranas.
- Apertura del filtro: La cabeza movible se retira para desarmar la primera cámara de filtración.
- Limpieza: La limpieza de las membranas puede llevarse a cabo entre 15-30 operaciones del proceso.
La pulpa se bombea al filtro prensa durante el ciclo de llenado y se distribuye uniformemente. En el espacio vacío de la placa, los sólidos se acumulan en la tela filtrante, formando la torta de filtración.
El filtrado, o agua limpia, sale de las placas filtrantes por los puertos y por los laterales. Los filtros prensa son un método de filtración bajo presión.
A medida que aumenta la presión en la bomba de alimentación del filtro prensa, los sólidos se acumulan en las cámaras hasta llenarlas por completo. Así se forma la torta.
Cuando las placas están completamente llenas, se libera la torta. Además, muchos filtros prensa de mayor capacidad utilizan desplazadores de placas motorizados que aceleran el tiempo del ciclo.
Tipos de placas y relación con la filtración
Las placas filtrantes pueden variar según sus necesidades, y suelen ser de varios tipos: de compresión de membrana, placas empotradas y placas y marcos.
Las placas empotradas generalmente presentan una depresión de polipropileno. Presentan orificios en su superficie, el central de mayor tamaño que el que se encuentra en las cuatro esquinas.
Las placas empotradas son placas sólidas de plástico o metal, o de una combinación de metal y plástico. Las placas tienen superficies empotradas, con excepción de la superficie del borde perimetral, lo que permite que las placas encajen cuando se unen mediante un ariete hidráulico.
Las placas de membrana son similares a las empotradas, ya que tienen superficies empotradas, con excepción de los bordes perimetrales. Las placas de membrana están construidas para poder inyectar aire comprimido o agua dentro de las superficies de las placas, lo que infla dichas superficies.
Con las placas todavía unidas, las superficies de las placas de membrana se inflan para comprimir/estrujar el material de los residuos de filtración desaguados. Si el material puede comprimirse, se elimina agua adicional de los sólidos.
Uso de arena fina como medio de precapa
La arena fina puede emplearse como medio de precapa cuando se necesita crear una barrera filtrante adicional antes de la separación principal. La capa formada debe ser suficientemente uniforme para evitar canales preferenciales, zonas sin cobertura y acumulaciones localizadas.
El rendimiento de la precapa no depende únicamente de que el material sea fino. También influyen la forma y distribución de las partículas, la velocidad de circulación, la estabilidad de la suspensión y el soporte sobre el que se deposita.
Una precapa bien formada permite que el líquido atraviese una estructura filtrante continua. Una precapa irregular puede provocar filtrado turbio, aumento localizado de la presión diferencial, desgaste desigual y necesidad de limpieza prematura.
La preparación de la precapa debe realizarse con un flujo controlado y homogéneo. El bypass permite ajustar las condiciones de circulación para compensar las diferencias de velocidad dentro del recipiente y distribuir el medio de forma uniforme.
Ventajas de una precapa correctamente formada
- Mejor retención de partículas finas.
- Filtración más uniforme.
- Menor riesgo de colmatación localizada.
- Mayor aprovechamiento de la superficie filtrante.
- Reducción del aumento de la presión diferencial.
- Mejor calidad del filtrado.
- Mayor duración del ciclo de filtración.
- Menor frecuencia de limpieza.
Presión, caudal y duración del ciclo
La presión de filtración debe ajustarse al tipo de suspensión y a la resistencia del medio filtrante. Más presión no siempre significa mejor filtración, porque puede compactar la capa, reducir su permeabilidad y acelerar la colmatación.
La presión de filtrado indicada para el equipo es de ≤0,6 MPa. La presión de compresión de la membrana de caucho es de ≤1.0 MPa.
La temperatura de filtrado indicada se encuentra entre -10 y 90 °C. La presión máxima de protección hidráulica es de 29 Mpa y la presión máxima de prensado hidráulico es de 25 Mpa.
El óptimo pressure es aquel que permite llenar las cámaras dentro del tiempo de ciclo previsto y alcanzar la sequedad requerida. Beyond a certain point, increasing the pressure no longer improves filtration, but only has a negative impact on energy consumption and causes deterioration of the filter fabrics.
El tiempo de secado completo aproximado varía entre 60 y 120 minutos, dividido en: Cierre del filtro: 2-5 minutos Filtración: 60-120 minutos Drenado: 10-15 minutos Apertura y descarga de tortas: 10-20 minutos.
En términos prácticos el tiempo de prensado es menor de cuatro horas. La capacidad de producción de un filtro de prensa es de entre 1.5 y 10 kg de sólidos por m2 de superficie de filtración.
Características técnicas de un filtro prensa
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Presión de filtrado | ≤0,6 MPa |
| Presión de compresión de la membrana de caucho | ≤1.0 MPa |
| Temperatura de filtrado | -10 - 90 °C |
| Volumen total de la cámara | 0.6 metros cúbicos |
| Área de filtro | 40 m² |
| Profundidad diseñada de la cámara | 30 mm |
| Cantidad de placas de filtro/membrana | 19/20+2 |
| Distancia máxima de recorrido del tablero de prensado | 800 mm |
| Diámetro del cilindro hidráulico | 200 mm |
| Peso total del equipo | 4950 Kilogramo |
El rango de filtros prensa con placas de tamaños entre 500x500 mm con movimiento de placas manuales y hasta 1200x1200 con placas de movimiento automático.
La gama completa de unidades de filtro prensa de viga lateral de CTECH Europe está disponible en varios tamaños de placa desde 250 mm hasta 1500 mm, tanto en salida de faldón como en salida de 4 esquinas con placas cóncavas o de membrana.
Todas las unidades de filtros prensa CFP se fabrican a medida y están disponibles en prácticamente cualquier volumen mediante la selección del número de placas necesario.
Selección de la tela filtrante
La elección de la tela para filtro prensa depende del lodo y del objetivo de filtración. Normalmente definimos: Tipo de hilo: monofilamento / multifilamento / mono-multi/ fibra cortada (retención vs. desprendimiento) Construcción del tejido: plana, sarga o satín (formación de torta y estabilidad) Densidad de hilos y porosidad (clarificado, caudal y finos.
El papel de la tela filtrante es retener los sólidos y permitir el paso del líquido. Estas telas determinan el grado de filtración, la concentración de lodos que puede obtenerse, la tolerancia a la colmatación y al lavado, así como la resistencia a la abrasión y a la agresividad del medio.
El componente final y esencial de nuestros filtros prensa son las telas filtrantes. Estas se conectan a las placas filtrantes y ayudan a formar la torta de filtración, una vez deshidratada la pulpa, separando el líquido de los sólidos.
La tela filtrante debe instalarse sin arrugas, tensiones excesivas ni desalineaciones. ICT FILTRATION evita la presencia de arrugas en las telas gracias a una filosofía de diseño y trabajo que “viste” placas de filtro prensa: proceso preciso en el momento de croquizar las telas, exactitud en el corte y correcta colocación de los ollaos laterales y de los taladros superiores para una idónea sujeción a la placa.
Lavado y mantenimiento
El lavado correcto alarga la vida del tejido y recupera rendimiento, pero hay que hacerlo con criterio: Método y frecuencia según el tipo de lodo y colmatación Evitar procedimientos agresivos que deterioren propiedades mecánicas Objetivo: recuperar filtración manteniendo integridad del tejido.
La limpieza de las membranas puede llevarse a cabo entre 15-30 operaciones del proceso. Para unidades largas o medias esto tienen lugar en prensados usando spray de agua a altas presiones (80-100 bar).
Los filtros prensa de placas empotradas requieren el reemplazo rutinario de las telas filtrantes y la reconstrucción de la bomba de alimentación de pulpa. La vida útil de la tela por lo general se mide en miles de ciclos del filtro de prensa.
Las tareas de reacondicionamiento de bombas son necesarias debido al desgaste interno provocado por el material de la pulpa. La frecuencia de reacondicionamiento puede variar mucho según los materiales de construcción de las bombas, la abrasividad de los materiales de la pulpa y las horas de funcionamiento, pero en general debe hacerse una o dos veces por año.
Aplicaciones industriales y municipales
Los filtros prensa se pueden utilizar tanto en aplicaciones industriales como municipales. Diversas industrias, desde la industria alimentaria y de bebidas hasta el tratamiento de aguas residuales, requieren filtros prensa para garantizar una deshidratación óptima.
- Industria minera.
- Industria de túneles.
- Lavado de carbón.
- Industria de la piedra.
- Industria de fabricación de arena.
- Purines municipales.
- Industria de baldosas cerámicas.
- Industria farmacéutica.
- Acabado de metales.
- Residuos de pintura.
- Fabricación de látex y adhesivos.
- Plantas de tratamiento de aguas residuales.
- Residuos de pigmentos y tintes.
- Residuos de tintas.
Los filtros prensa desaguan y separan líquidos y sólidos en una amplia gama de aplicaciones. Debido a su versatilidad y fiabilidad, los filtros prensa se encuentran entre los equipos más utilizados para la separación de líquidos y sólidos.
Desaguan materiales y separan líquidos y sólidos al bombear la pulpa hacia una serie de cámaras vacías formadas por las placas de los filtros prensa. Cada placa está revestida con medios filtrantes que determinan qué partículas se desaguan y se separan del líquido.
Entre las aplicaciones ideales para los filtros prensa, se incluyen: desechos o efluentes de minas o plantas de lavado de áridos, concentrados minerales y la mayoría de las pulpas del caudal inferior provenientes de un proceso de espesamiento o clarificación en procesos industriales, agrícolas o de procesamiento de minerales.
Tipos de lodo y necesidad de acondicionamiento
El filtro prensa es adecuado para los siguientes tipos de lodos:
- Lodo orgánico hidrófilo: acondicionamiento inorgánico es recomendado para la conseguir una pasta satisfactoria que no se adhiera a las membranas del filtro.
- Lodo inorgánico hidrófilo: el filtro prensa generalmente requiere la adición de arcilla unicamente.
- Lodo inorgánico hidrofobico: es muy denso e ideal para los filtros de prensa. Es desaguado sin necesidad de acondicionamiento preliminar.
- Lodo aceitoso: el filtro prensa se puede utilizar para el tratamiento de lodo que contiene aceites ligeros, la presencia de grasas puede permitir una operación mas suave del filtro aunque las membranas deben desengrasarse a intervalos frecuentes.
Para mejorar la sequedad de los lodos y acelerar la filtración en un filtro prensa se utilizan principalmente reactivos de acondicionamiento, cuya aplicación se optimiza mediante ensayos de laboratorio.
Los floculantes son los más comunes, con polímeros orgánicos que pueden ser catiónicos, aniónicos y no iónicos. Los coagulantes neutralizan la polaridad y mejoran el rendimiento de los floculantes.
También pueden utilizarse cal, celulosa, diatomeas y perlita. Estos tipos son específicos de la industria química.
Problemas habituales durante la filtración
Torta demasiado húmeda
Cuando un filtro prensa produce tortas de lodo húmedas, generalmente se debe a una estabilización fisicoquímica deficiente del lodo.
- La concentración del fango es baja (< 2-3 % MS).
- Floculación incorrecta por falta o exceso de polielectrolito.
- Ciclos mal ajustados, especialmente presión y tiempo de prensado.
- Telas filtrantes obstruidas o inadecuadas.
- Distribución heterogénea del lodo.
- Cámaras que no se cierran correctamente.
- Lodo orgánico difícil de secar.
Obstrucción de la tela
La obstrucción de los poros de la tela filtrante se debe al bloqueo causado por finos, polímeros o grasas contenidos en el lodo. Esto reduce la permeabilidad y el rendimiento del filtro.
- Mala floculación o exceso de floculante.
- Lodo muy diluido.
- Grasas, aceites y proteínas adheridos a las fibras.
- Depósitos minerales.
- Limpieza incorrecta de las telas.
- Presiones incorrectas.
Fugas entre placas
Las fugas aparecen cuando el paquete de placas del filtro prensa no es estanco. Las causas principales suelen ser placas desalineadas o deformadas, telas mal colocadas o desgastadas, residuos en las superficies de sellado, presión de filtración excesiva o insuficiente y fallos del sistema hidráulico.
Distribución desigual del lodo
La distribución desigual del lodo puede resolverse con las siguientes medidas: Ajustar la dosis y el punto de inyección del polímero para mejorar la floculación. Aumentar progresivamente el suministro de lodo controlando la presión y el caudal.
También es necesario comprobar que las telas estén correctamente colocadas, limpias y libres de residuos en las placas. Deben limpiarse los sistemas de alimentación y recogida, eliminando los depósitos en las entradas y salidas de las placas.
Compruebe el cierre, el equilibrio de las placas, las guías y la presión hidráulica. Ajuste las bombas para evitar pulsaciones y compruebe que el caudal sea suficiente para un llenado inicial rápido.
Ciclo de secado demasiado largo
El ciclo se prolonga cuando el agua drena mal a través de la torta y las telas. Las causas principales son una suspensión de entrada demasiado diluida, una floculación incorrecta, un exceso de polímero, telas obstruidas y una presión insuficiente o pulsante.
La presión mantenida al final del ciclo consume energía innecesariamente sin mejorar el rendimiento. La permeabilidad también se reduce por la presencia de flóculos finos o gelatinosos.
Dimensionamiento del filtro prensa
El cálculo de diseño de un filtro prensa es relativamente sencillo, pero depende de algunos datos básicos y de los resultados de las pruebas de laboratorio.
Los kilogramos por hora de lodo que deben filtrarse se obtienen a partir del caudal y de la concentración del lodo: Q(m³/h) * C(kgDM/m³) = CF (kg/h de sludge to be filtered).
Basándose en un tiempo de ciclo en horas y en la sequedad esperada, obtenida en pruebas previas, se calculan los kilogramos de lodo deshidratado por ciclo.
Con una densidad de lodo determinada mediante pruebas de laboratorio se obtiene el volumen de torta por ciclo. El paquete filtrante se dimensiona según el área superficial y el volumen de las cámaras y placas disponibles.
Debido a la variabilidad en cuanto a la permeabilidad y el área superficial filtrante, el material de cada sitio debe probarse antes de determinar el tamaño de los filtros prensa, teniendo en cuenta la aplicación específica.
Descarga de la torta
Una vez terminado el ciclo de prensado, se interrumpe la alimentación, se despresuriza el sistema y se abre el cierre electrohidráulico o mecánico. Las placas se separan manualmente en equipos pequeños o mediante un desplazador automático superior o lateral.
La torta desprendida cae por gravedad. El lodo puede recogerse en una tolva mediante una cinta transportadora, un transportador de tornillo o directamente en un contenedor.
Para mejorar la descarga se utilizan sistemas de sacudida o vibración del paquete abierto, así como soplado con aire comprimido. Antes de volver a cerrar las placas es necesario inspeccionarlas y limpiarlas si es necesario.
La cabeza movible se retira para desarmar la primera cámara de filtración. La pasta cae por su propio peso. Un sistema mecanizado tira de las placas una por unas.
La velocidad en la separación de las placas puede ajustarse teniendo en cuenta la textura de la pasta.
Precapa, consumo de recursos y eficiencia
Una precapa correctamente distribuida puede prolongar el tiempo útil del filtro y reducir el consumo de medios de filtración, agua y detergentes.
Mediante el empleo del concepto de filtración TFS se logran mayores tiempos de filtración debido a la disminución en el aumento de la presión diferencial de un 10 por ciento y de esta forma ahorros de hasta 10 a 30 filtraciones por año.
Puede reducirse el volumen de agua para el retrolavado de la descarga de kieselgur hasta un máximo de 30 por ciento. Gracias al tiempo útil prolongado se puede reducir la cantidad de limpiezas con CIP.
También aquí se logra un ahorro de aproximadamente un 20 por ciento. El concepto convence con un 25 por ciento menos en el consumo de medios filtrantes para la precapa y la dosificación continua.
También en el consumo de agua y de detergentes, el TFS destaca por ahorros mediante la reducción de los procesos de filtración.
Automatización y seguridad operativa
Los filtros prensa de Matec están diseñados específicamente para un funcionamiento totalmente automatizado las 24 horas en entornos exigentes, como minas o plantas de fabricación de productos químicos para el tratamiento de aguas residuales.
Los filtros prensa están diseñados para generar movimientos simples y limitados. Este diseño permite un alto grado de automatización y confiabilidad.
Muchos filtros prensa de mayor capacidad utilizan desplazadores de placas motorizados que aceleran el tiempo del ciclo. Los cambiadores de placas automatizados permiten desplazar las placas para acceder a las tortas de filtración con tan solo pulsar un botón.
Las compuertas de las bandejas colectoras evitan que el agua filtrada gotee sobre el suelo o sobre el contenedor de residuos que recoge las tortas. Un carro móvil provisto de boquillas lava a presión las telas filtrantes una por una.
Las opciones adicionales incluyen plataformas de acceso, cortinas de seguridad con células fotoeléctricas, paneles de control con mandos de rampa, contenedores y sistemas de transporte de tortas, equipos de prerrecubrimiento y bombas de alimentación.
Recuperación de agua y circuito cerrado
Los filtros prensa a menudo se utilizan para generar un proceso de circuito cerrado. Esto elimina la necesidad de una piscina de decantación o piscina de desechos, al tiempo que también se recicla el agua de proceso para su reutilización.
La disponibilidad de agua y los costos son cuestiones cada vez más problemáticas a medida que continúa el aumento de las grandes zonas pobladas. La viabilidad de una planta mejora enormemente cuando se emplea un método de circuito cerrado para el procesamiento en húmedo con un filtro de prensa.
Esto se debe a la máxima recuperación de agua reciclable, lo que minimiza la necesidad de un nuevo suministro de agua.
Los filtros prensa también ofrecen la capacidad de optimizar la recuperación de agua limpia y reutilizable. El filtrado puede desecharse o enviarse para su posterior tratamiento y reutilizarse en otro lugar.
Comparación con otras tecnologías de deshidratación
Filtro prensa de placas y filtro de banda
El filtro prensa de placas comprime el lodo bombeándolo hacia un conjunto de cámaras estancas, mientras que en un filtro de banda el lodo es arrastrado entre dos bandas que lo comprimen mediante tensión.
| Característica | Filtro prensa de placas | Filtro de banda |
|---|---|---|
| Sequedad del lodo | 30-40% | 15-25% |
| Modo de operación | Discontinuo, por ciclos | Continuo |
| Espacio ocupado | Más compacto, aunque necesita altura y espacio auxiliar | Requiere más superficie de suelo |
| Reactivos | Por lo general, no es necesario utilizar sustancias químicas para contribuir al desaguado con un filtro de prensa con placas. | Es necesario utilizar una sustancia química polimérica de desaguado para flocular las partículas de pulpa. |
Filtro prensa y centrífuga
Un filtro prensa de placas alcanza una mayor sequedad del lodo, de 30-40% frente a 20-25% en un decantador centrífugo, lo que reduce los costes de transporte y la cantidad de lodo producido.
Se obtiene una mejor calidad de filtración, por lo que el agua puede reutilizarse en algunos casos. El filtro prensa tiene menores costes de energía y reactivos, es más robusto, requiere menos mantenimiento y resulta más adecuado para lodos complejos.
Aplicación en pequeños caudales
Un filtro prensa de placas es adecuado para pequeños caudales de lodo, especialmente lodos industriales o fisicoquímicos. Su funcionamiento intermitente es apropiado para una producción baja o intermitente.
Permite alcanzar elevados niveles de sequedad en el lodo deshidratado, con un consumo energético bajo y una operación sencilla.
Preguntas frecuentes
¿La arena fina puede sustituir siempre a la tela filtrante?
La arena fina no sustituye necesariamente a la tela filtrante. La arena forma una capa adicional de filtración, mientras que la tela proporciona el soporte estructural y determina parte de la retención de partículas, del drenaje y de la liberación de la torta.
¿Qué ocurre si la precapa no es uniforme?
Una distribución irregular del medio puede provocar filtración desigual, paso de sólidos, aumento localizado de la presión diferencial, colmatación prematura y reducción del tiempo útil del filtro.
¿Cómo se mejora la uniformidad de la precapa?
La uniformidad se mejora controlando el caudal, ajustando el bypass al medio filtrante y manteniendo una velocidad de circulación capaz de igualar la velocidad de sedimentación de las partículas.
¿Qué presión debe utilizarse?
La presión óptima depende del tipo de lodo y de su filtrabilidad. Como regla general, la presión adecuada es la que permite llenar las cámaras dentro del tiempo de ciclo previsto y alcanzar la sequedad requerida.
¿Cómo se detecta el final del ciclo?
Para detectar el final de un ciclo de filtro prensa suele utilizarse un criterio combinado. Puede alcanzarse la presión de diseño predeterminada o reducirse el caudal de permeado hasta ≤ 5-10% del valor inicial.
De los dos parámetros de control, prevalece el control de presión para evitar daños en el conjunto.
¿Puede aumentarse la sequedad después del prensado?
Es posible aumentar la sequedad de las tortas mediante placas de membrana instaladas en el sistema, soplado de aire, adición de coagulantes, floculantes o cal, represado, secado térmico, maduración y drenaje o exposición solar.
Las placas de membrana pueden alcanzar 16 bar de presión y aumentar la sequedad del lodo entre 3-8%. El soplado de aire produce una mejora moderada de la sequedad, de 1-3%.
¿Qué mantenimiento requiere el sistema?
El mantenimiento incluye la inspección de placas, telas, juntas, sistema hidráulico, bomba de alimentación, colectores y dispositivos de seguridad. También es necesario lavar las telas según el tipo de lodo y el grado de colmatación.
Los problemas habituales incluyen fallos eléctricos y de control, errores en el PLC, materiales de fabricación inadecuados para las características fisicoquímicas del lodo, fugas entre placas, obstrucción de las telas y fallos hidráulicos.
Filtro Prensa (Operación)
La arena fina para precapa resulta especialmente útil cuando se necesita mejorar la retención de partículas finas y estabilizar la filtración desde el inicio del ciclo. Su rendimiento depende de la selección del medio, de la distribución del flujo, del ajuste del bypass, de la tela filtrante y de las condiciones de operación del equipo.
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