Dados experimentais da filtração de uma suspensão de em água a são mostrados na tabela a seguir. O teste foi realizado em um filtro prensa com área de filtração igual a e pressão constante igual a . A concentração da suspensão filtrada era igual a . Calcular a resistência específica da torta e a resistência do meio filtrante.
0,5 17,3
1,0 41,3
1,5 72,0
2,0 108,3
2,5 152,0
3,0 201,7
A mesma suspensão usada no problema anterior será filtrada em um filtro prensa de quadros e placas contendo 30 quadros com por quadro. O filtro será operado a pressão constante igual a e ao final da operação deseja-se recuperar de filtrado. Qual será o tempo total do ciclo se serão utilizados de liquido de lavagem e o tempo para drenagem, descarga, limpeza e montagem do filtro igual a 30 min .

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me passou um exercício sobre filtração de uma suspensão de em água a . A matéria envolvida aqui é a filtração por prensa e vamos precisar entender conceitos como resistência específica da torta e resistência do meio filtrante. Para resolver, vamos precisar dos dados fornecidos na tabela e nas condições do filtro prensa.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a resistência específica da torta ( ). Para isso, usamos a fórmula:
Onde:
  • é a área de filtração,
  • é a pressão aplicada,
  • é a viscosidade do fluido,
  • é o volume filtrado,
  • é a concentração da suspensão filtrada.
No nosso caso, a concentração é dada como .

Passo 3

Agora, vamos identificar os valores fornecidos:
  • Área de filtração,
  • Pressão,
  • Viscosidade da água a , (assumindo que o fluido é água)
  • Concentração,
Precisamos também do volume filtrado . Observando a tabela, vamos escolher um par de valores para calcular ou usar uma média, mas o exercício não fornece diretamente . Parece que precisamos de mais informações ou assumir um valor específico.
Contudo, para seguir, vamos considerar um exemplo com (como nos dados da tabela).

Passo 4

Substituindo os valores na fórmula:
Calculando o numerador:
Calculando o denominador:
Então:

Passo 5

Agora, para calcular a resistência do meio filtrante ( ), usamos a relação:
Rearranjando para encontrar :
Usando os mesmos valores:
Calculando o primeiro termo:
Então:

Resposta

A resistência específica da torta é aproximadamente e a resistência do meio filtrante é aproximadamente .

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Vinte gramas de uma amostra de café solúvel, com partículas esféricas de densidade , apresentam a análise granulométrica da Tabela 2. Calcule o número de partículas da amostra e seu diâmetro médio volumétrico.
(Solução: partículas e )
Tabela 2: Análise granulométrica diferencial de uma amostra de café solúvel
Frações
0,00 0,356
0,56 0,252
0,30 0,178
0,10 0,111
panela 0,04 0,056
Calcule o diâmetro médio superficial das partículas nas frações 8/10, 10/14, 14/20, 20/28, 28/35 e 35/48 do material cuja análise granulométrica está apresentada a seguir.
(Solução: )
Tabela 1: Análise granulométrica diferencial de aveia em flocos grossos
Malhas
4 0 4,699
0,0251 3,327
0,1250 2,362
0,3207 1,651
0,2570 1,168
0,1590 0,833
0,0538 0,589
0,0210 0,417
0,0102 0,295
0,0077 0,208
0,0058 0,147
0,0041 0,104
0,0031 0,074
-200 0,0075
O material da AGD da Tabela 3 é leite em pó granulado. Com os valores de e , calcule:
a)O diâmetro médio volumétrico dessas frações (Solução: )
b)O número de partículas nessas frações, por 50 g de amostra seca (Solução: partículas)
Tabela 3: AGD de leite em pó granulado
Frações
0,3207 0,2006
0,2570 0,1410
0,1590 0,100
0,0538 0,0711
0,0210 0,0503
Soma 0,8115 -
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amosta