filtros e filtragem 1

8/3/2019 Filtros e Filtragem 1

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Filtros e Filtragem

Acadêmico(s): Danillo Pereira Coelho

Disciplina: Comandos Hidráulicos e Pneumáticos

Semestre: Segundo Semestre de 2011

Período: Décimo Período Noturno

Professor: Jorge dos Santos

São João Del Rei, 20 de setembro de 2011



1- Introdução

A função primordial do filtro ou do conjunto de filtros instalados em um sistema é garantir o nível

de limpeza do fluido de trabalho retendo as partículas suspensas nesse fluido. O tamanho das partículas

que se deseja retirar do fluido depende da micragem dos filtros (tamanho dos orifícios do elemento

filtrante). “Com os filtros evita-se o mau funcionamento, desgaste e quebras prematuras de componentes,

aumentando a disponibilidade do equipamento e, por consequência, a produtividade”, conta Thomsem da

POLYTEC.

Os componentes necessitam ser construídos com materiais compatíveis quimicamente com o

fluido de trabalho, evitando vazamentos por falhas de vedação, oxidação e formação de borras e resíduos.

A tecnologia hidráulica é o resultado da mecânica combinada eventualmente com a eletrônica,

proporcionando o efeito de acordo com a finalidade de cada elemento do circuito, seja esse um gerador de

fluxo (bomba), um controle (válvula) ou um atuador (motor ou cilindro).

Sobre as normas que garantem a eficiência do processo, Augusto da HYDAC, comenta : “Um filtro de alta

qualidade deve ser fabricado de acordo com as normas; ISO 16889, ISO 2941, ISO 3724, ISSO 2943”,

define. No caso de filtros, a norma ISO 2943 (compatibilidade de materiais com fluidos) especifica as

condições de teste para determinar a compatibilidade.

2 - Componentes de um Filtro.

Os componentes básicos de um filtro são: cabeçote, válvula, elemento filtrante e copo, podendo

em alguns tipos possuir o indicador de contaminação.



3 - Filtração

A filtração é uma das aplicações mais comuns do escoamento de fluidos através de leitos

compactos. A operação industrial é análoga às filtrações realizadas em um laboratório que utilizam papel

de filtro e funil.

O termo filtração pode ser utilizado para processos de separação dos sólidos de suspensões

líquidas e, também para separação de partículas sólidas de gases, como por exemplo, a separação das

poeiras arrastadas pelos gases utilizando tecidos.

O objetivo da operação é separar mecanicamente as partículas sólidas de uma suspensão líquida com o

auxílio de um leito poroso. Quando se força a suspensão através do leito, o sólido da suspensão fica retido

sobre o meio filtrante, formando um depósito que se denomina torta e cuja espessura vai aumentando no

decorrer da operação. O líquido que passa através do leito é chamado de filtrado.

Em princípio a filtração compete com a decantação, a centrifugação e a prensagem. Seu campo específico

é:

a separação de sólidos relativamente puros de suspensão diluídas;

a clarificação total (e às vezes até o branqueamento simultâneo) de produtos líquidos encerrando

pouco sólido;

a eliminação total do líquido de uma lama já espessada.

Em certas situações a filtração não compete com outras operações. Por exemplo, se o líquido for o

produto e o sólido constituir o resíduo, como no caso do óleo existente nas tortas de algodão ouamendoim, a prensagem é o processo mais indicado. Porém, quando o objetivo é a clarificação de

suspensões de média e elevada concentração, a centrifugação compete com a filtração.

A filtração industrial difere da filtração de laboratório somente no volume de material operado e na

necessidade de ser realizada a baixo custo. Assim para se ter uma produção razoável, com um filtro de

dimensões moderadas, deve-se aumentar a queda de pressão, ou diminuir a resistência ao escoamento, a

fim de aumentar a vazão.

A escolha do filtro depende em grande parte da economia do processo, porém as vantagens econômicassão variáveis de acordo com o seguinte:

Viscosidade, densidade e reatividade química do fluido;

Dimensões da partícula sólida, tendência à floculação e deformabilidade;

Concentração da suspensão de alimentação;

Quantidade do material que deve ser operado;

Valores absolutos e relativos dos produtos líquido e sólido;

Grau de separação que se deseja realizar;

Custos relativos da mão-de-obra, do capital e da energia.



Um filtro funciona como indicado na Fig. 1. Há um suporte do meio filtrante sobre o qual ai se

depositando a torta à medida que a suspensão passa através do filtro. A força propulsora da operação

varia de um modelo de filtro para outro, podendo ser:

próprio peso da suspensão, como no caso da figura;

pressão aplicada sobre o líquido;

vácuo;

força centrífuga.

Ao contrário do que se pensa comumente, os poros do meio filtrante não precisam ser

necessariamente menores do que o tamanho das partículas. De fato, os canais do meio filtrante são

tortuosos, irregulares e mesmo que seu diâmetro seja maior do que o das partículas, quando a operação

começa algumas partículas ficam retidas por aderência e tem início a formação da torta, que é o

verdadeiro leito poroso promotor da separação. Tanto isso é verdade, que as primeiras porções do filtrado

são geralmente turvas.

Figura 1. Princípio de funcionamento de um filtro

Em muitas situações o meio filtrante é previamente recoberto com um material inerte que se

destina a reter os sólidos contaminantes da suspensão, isto consiste o pré-revestimento. O sólido

empregado é denominado auxiliar de filtração, ou ainda, coadjuvante de filtração.

Os auxiliares de filtração são bastante utilizados para acelerar a filtração ou ainda para possibilitar

a coleta mais completa das partículas mais finas da suspensão. Estes coadjuvantes são sólidos finamente

divididos, com estrutura rígida, que formam tortas abertas, não compressíveis.

Portanto, outra função do auxiliar de filtração é diminuir a compressibilidade da torta. Ele desempenha o

papel de “esqueleto” da torta.



Os auxiliares de filtração mais comuns são: terras de infusórios; terra fuller; areia fina; diatomita

ou kieselguhr; polpa de celulose; carbonato de cálcio; gesso; amianto; perlita; carvão.

A quantidade a empregar varia com uma série de fatores. Como regra recomenda-se 1 a 2 kg de

auxiliar de filtração por kg de contaminante, mas há uma quantidade ótima. Quantidades menores

aumentam o ciclo, porque o meio filtrante entope, enquanto que maiores quantidades contribuem para

aumentar a perda de carga através da torta sem remover o contaminante.

3.1 Auxiliares de filtração

Diatomáceas: As diatomáceas ou terras diatomáceas são rochas cujas dimensões variam de 5 a 100

μm.

Perlita:Trata-se de uma rocha vítrea de origem vulcânica que se expande a alta temperatura. Como

as terras diatomáceas, a perlita é essencialmente sílica sendo também rica em alumínio, que a deixa

quimicamente neutra.Celulose: Se emprega em forma de farinha de madeira para dar forma a uma pré-capa ou para

aerar uma capa de alimentação. Também pode empregar-se em forma de pasta de papel dividida por uma

pré-capa e em forma de pó de celulose obtido a partir do pó de madeira mediante a dissolução de lignina e

purificação das fibras.

Carvão ativo: Obtido a partir dos sub-produtos da fabricação de papel, é importante pelas suas

propriedades absorventes.

4 - Meio filtrante

Tão grande é a variedade de meios filtrantes utilizados industrialmente que seu tipo serve como

critério de classificação dos filtros: leitos granulares soltos, leitos rígidos, telas metálicas, tecidos e

membranas.

Os leitos granulares soltos mais comuns são feitos de areia, pedregulho, carvão britado, escória,

calcário, coque e carvão de madeira, prestando-se para clarificar suspensões diluídas.

Os leitos rígidos são feitos sob a forma de tubos porosos de aglomerados de quartzo ou alumina

(para a filtração de ácidos), de carvão poroso (para soluções de soda e líquidos amoniacais) ou barro e

caulim cozida a baixa temperatura (usados na clarificação de água potável). Seu grande inconveniente é a

fragilidade, não podendo ser utilizados com diferença de pressão superiores a 5 kg/cm2.

Telas metálicas são utilizadas nos “strainers” instalados nas tubulações de condensado que ligam

os purgadores às linhas de vapor e que se destinam a reter ferrugem e outros detritos capazes de

atrapalhar o funcionamento do purgador. A importância das telas metálicas na filtração vem crescendo

ultimamente. Podem ser chapas perfuradas ou telas de aço carbono, inox, níquel ou monel.



Os tecidos são utilizados industrialmente e ainda são os meios filtrantes mais comuns. Há tecidos

vegetais, como o algodão, a juta (para álcalis fracos), o cânhamo e o papel; tecidos de origem animal,

como a lã e a crina (para ácidos fracos); minerais: amianto, lã de rocha e lã de vidro, para águas de

caldeira; plásticos: polietileno, polipropileno, PVC, nylon, teflon, orlon, saran, acrilan e tergal. O

inconveniente é que a duração de um tecido é limitada pelo desgaste, o apodrecimento e o entupimento.

Por este motivo, quando não estiverem em operação, os filtros devem ficar cheios de água para prolongar

a vida do mesmo. Por outro lado, o uso de auxiliares de filtração diminui o entupimento dos tecidos,

prolongando sua vida útil.

Os critérios de escolha do meio filtrante devem incluir:

a capacidade de remoção da fase sólida;

a possibilidade de uma elevada vazão de líquido para uma dada queda de pressão;

a resistência mecânica;

a inércia química frente a suspensão a ser filtrada e a qualquer líquido de lavagem.

Como é natural, cada uma destas considerações deve ser contra balanceada com os aspectos econômicos,

de modo que o operador do filtro escolha o meio filtrante que satisfaça aos padrões da filtração e que

resulte em um custo global da operação o mais baixo possível.

5 - Tipos de torta

As características da torta produzida variam de uma operação para outra. Sólidos cristalinos formamtortas abertas que facilitam o escoamento do filtrado. Já os precipitados gelatinosos, como os hidróxidos

de ferro e alumínio, produzem tortas pouco permeáveis. De um modo geral o tipo de torta depende:

da natureza do sólido,

da granulometria e da forma das partículas,

do modo como a filtração é conduzida,

do grau de heterogeneidade do sólido.

Uma torta com uma dada espessura oferece uma resistência bem definida ao escoamento do filtrado.

Quando a vazão de filtrado aumenta, também a resistência aumenta e, como o escoamento no interior da

torta é laminar, a queda de pressão deve ser, em princípio, proporcional à velocidade.

Uma torta compressível comporta-se como uma esponja. Pressionada, a esponja oferece maior resistência

ao escoamento de líquidos pelo seu interior porque os canais fecham-se e alguns até deixam de existir. É

evidente, portanto, que a filtração de uma suspensão que produz torta compressível é mais difícil do que

se a torta for incompressível. Portanto, a torta é compressível quando a resistência específica, oupermeabilidade, é função da diferença de pressão através da mesma. Com relação a compressibilidade

esta pode ser dividida em:



reversível, quando a torta é elástica;

irreversível, quando a torta é inelástica

A reversibilidade da torta quanto à compressão está relacionada e atribuída à elasticidade das

partículas, enquanto na torta filtrante inelástica a maior resistência ao escoamento se deve ao maior grau

de empacotamento das partículas formadoras da torta filtrante. A resistência da torta inelástica é

correspondente ao valor da maior pressão aplicada. Logo, em processos com esse tipo de torta formada, a

pressão nunca deve exceder um máximo permitido.

6 - Tipos de operação

Embora o mecanismo seja sempre o mesmo, uma filtração pode visar objetivos bem diferentes.

Um “strainer”, por exemplo, visa reter escamas de ferrugem, fios, etc., enquanto que certos filtros têm por

finalidade clarificar do modo mais perfeito possível certos líquidos, como águas e bebidas. Nestesexemplos o sólido é o refugo da operação, mas em outras filtrações ele constitui o produto, como no caso

da filtração de cristais, pigmentos e outros produtos sólidos valiosos.

O filtro funciona para produzir torta que na maioria das vezes é lavada e drenada para purificar e

separar os sólidos no estado mais seco possível. No geral, quando o sólido na suspensão a filtrar for

menos que 0,1% a operação poderá ser considerada como clarificação. Quando a concentração superar

bastante este valor a operação poderá ser vista como uma extração: do sólido, quando este for o produto,

do líquido ou de ambos.

7 - Tipos de filtro

Diversos são os fatores que devem ser considerados para especificar um filtro. Em primeiro lugar

estão os fatores associados com a suspensão: vazão, temperatura, tipo e concentração dos sólidos,

granulometria, heterogeneidade, e forma das partículas. Vêm depois as características da torta:

quantidade, compressibilidade, valor unitário, propriedades físico-químicas, uniformidade e estado de

pureza desejado. Há, também, fatores associados com o filtrado: vazão, viscosidade, temperatura, pressão

de vapor e grau de clarificação desejado. E finalmente o problema dos materiais de construção.

A seleção é feita a partir desses fatores mencionados, porém alguns fatores são dominantes em

certos casos, como a escala de operação ou a facilidade de remoção da torta, a perfeição da lavagem ou a

economia de mão de obra. O tipo mais indicado para uma dada operação é aquele que, além de satisfazer

aos requisitos de operação, também satisfaz quanto ao custo total de operação.

A classificação dos diversos modelos pode ser feita com base nos seguintes critérios:

Força propulsora: gravidade, pressão (com ar ou bomba), vácuo, vácuo-pressão e força centrífuga; Material que constitui o meio filtrante: areia, tela metálica, tecido, meio poroso rígido, papel;

Função: “strainers”, clarificadores, filtros para torta e espessadores;



Detalhes construtivos: filtros de areia, placas e quadros, lâminas e rotativos;

Regime de operação: batelada e contínuos;

Às vezes a classificação é feita em grupos caracterizados pelos tipos de maior radição: Kelly,

Vallez, Oliver, Moore, Sweetland.

O inconveniente de adotar um critério isolado como base de classificação é que existem modelos deum mesmo tipo de filtro que acabam ficando em classes diferentes. É o que acontece quando se adota o

primeiro critério como único, pois haverá filtros de lâminas entre os filtros a vácuos e os de pressão.

Adotando os detalhes construtivos como critério principal e fazendo a combinação dos outros

critérios, os modelos seguem a distribuição abaixo:

1. Filtros de leito poroso granular

2. Filtros prensa

de câmaras

de placas e quadros

3. Filtros de lâminas

Moore

Kelly

Sweetland Vallez

Tipos variantes

4. Filtros contínuos rotativos

Tambor

Disco

Horizontais

5. Filtros especiais

1. Filtros de leito poroso granular

Os filtros industriais mais simples são os de meio filtrante granulado, constituídos por uma ou

mais camadas de sólidos particulados, suportados por um leito de cascalho sobre uma grade, através do

qual o material a ser filtrado flui por gravidade ou por pressão.



São empregados geralmente para retirar pequenas quantidades de sólidos de grandes volumes de

líquidos, nas quais nem o sólido nem o líquido possuem alto valor unitário, e quando o produto sólido não

deve ser recuperado. Por isto, constituem o suporte principal dos sistemas de purificação de águas. Sua

principal vantagem é o baixo custo de instalação, operação e manutenção. O inconveniente é a grande

área requerida, em virtude da baixa velocidade de filtração.

O modelo mais simples é uma caixa com fundo falso perfurado e sobre o qual é colocado um leito

poroso granular, geralmente pedregulho e areia. O líquido turvo é alimentado sobre o leito e o filtrado sai

pelo fundo da caixa. Há caixas de concreto (Fig 2a) e tanques cilíndricos de aço. Neste último caso é

possível trabalhar sob pressão para aumentar a capacidade (Fig 2b). Há um tipo variante que funciona a

vácuo.

Figura 2a e Figura 2b. Filtros de leito poroso

A Fig. 3 mostra um filtro de meio filtrante granulado, construído para operar sob pressão.

Figura 3. Corte de um filtro de leito vertical granulado

Os meios filtrantes duplos permitem operação mais prolongada no ciclo de filtração, antes de sernecessária a lavagem em corrente inversa, pois as partículas, ou os flocos, maiores ficam retidos no leito

mais aberto.



Porém, chega-se a um ponto em que a vazão cai ou em que a queda de pressão se torna excessiva.

Então a filtração cessa e o leito tem que ser limpo, mediante uma lavagem com corrente invertida de

água, seguida possivelmente por uma lavagem com ar. A lavagem reversa pode ser bastante rápida para

fluidizar o leito granulado.

2. Filtros-prensa

O princípio de funcionamento de um filtro-prensa pode ser entendido facilmente com base nas

operações dos funis de Gooch e de Büchner de laboratório. Se dois destes funis com papéis de filtro

forem unidos pelas bordas, sendo a suspensão alimentada na câmara formada, à filtração será realizada

através dos dois papéis. A diferença é que no filtro-prensa várias câmaras são justapostas e em geral a

filtração não é realizada a vácuo, mas sob a ação de uma pressão exercida sobre a suspensão no interior

das câmaras. A suspensão é bombeada diretamente para os compartimentos do filtro onde a torta é

recolhida. Nos modelos comerciais os papéis de filtro são substituídos por um tecido que chamamosgenericamente de lona, muito embora qualquer um dos tecidos mencionados possa ser usado.

Um filtro-prensa é fornecido sob a forma de uma série de placas que são apertadas firmemente

umas das outras, com uma lona sobre cada lado de cada placa. Vem daí a denominação filtro-prensa de

placas. Há placas circulares e placas quadradas, horizontais ou verticais e com depressões ou planas. As

placas com depressões, quando justapostas formam o filtro-prensa de câmaras. Quando as placas são

planas os compartimentos de alimentação da torta são formados por meio de quadros que separam as

diversas placas. Este tipo é chamado filtro-prensa de placas e quadros.

a)Filtro-prensa de câmaras

Tem este nome porque as placas, sendo rebaixadas na parte central, formam câmaras quando

justapostas (Fig. 4). Cada placa tem um furo central. Quando a prensa está montada os furos formam um

canal através do qual a suspensão é alimentada nas diversas câmaras. As placas são revestidas com lonas

que também apresentam furos centrais correspondentes aos furos das placas. Anéis metálicos de pressão

prendem as lonas às bordas do furo central das placas e ao mesmo tempo servem para vedar a passagem

da suspensão pelo espaço entre a lona e a placa. As faces das placas têm pequenos ressaltos com a forma

de troncos de pirâmide quadrados e que, em seu conjunto, formam uma verdadeira rede de canais por

onde vai escoando o filtrado até chegar às aberturas que se comunicam com as torneiras de saída. Cada

placa tem uma torneira, de modo que, se o filtrado de uma dada placa sair turvo, a torneira correspondente

poderá ser fechada e essa placa deixará de funcionar. De cada lado da placa há uma orelha de suspensão

que serve para apoio nos tirantes de suporte. Em uma das extremidades da prensa há um cabeçote fixo e,

na outra, um cabeçote móvel que serve para prensar o conjunto por meio de um parafuso resistente

operado por um volante. Outras vezes as placas são prensadas por meio de um sistema hidráulico.



Figura 4. Filtro-prensa de câmaras

A sequência de operação é a seguinte: a prensa é montada, começa-se a alimentar a suspensão e

prossegue-se até que as câmaras estejam cheias de torta ou quando a pressão exceder um valor pré-fixado.

Abre-se a prensa, retirasse a torta e monta-se novamente o conjunto.

A principal vantagem oferecida pelos filtros-prensa de câmaras é o baixo custo. As desvantagenssão: o custo elevado de operação (a montagem consome muito tempo) e o desgaste excessivo das lonas.

Além disso, não se pode lavar a torta. Por estas razões os filtros de câmaras foram quase completamente

substituídos pelos de placas planas ou de placas e quadros.

b) Filtro-prensa de placas e quadros

O filtro-prensa de placas e quadros é, há muito tempo, o dispositivo de filtragem mais comum na

indústria. Embora esteja sendo substituído, nas grandes instalações, por dispositivos de filtragem

contínua, têm as seguintes vantagens:

Construção simples, robusta e econômica;

Grande área filtrante por unidade de área de implantação;

Flexibilidade (pode-se aumentar ou diminuir o número de elementos para variar a capacidade);

Não têm partes móveis;

Os vazamentos são detectados com grande facilidade;

Trabalham sob pressões até 50 kg/cm2;

A manutenção é muito simples e econômica: apenas substituição periódica das lonas.

Desvantagens:

Operação intermitente. A filtração deve ser interrompida, o mais tardar, quando os quadros

estiverem cheios de torta;

O custo da mão-de-obra de operação, montagem e desmontagem é elevado;

A lavagem da torta, além de ser imperfeita, pode durar várias horas e será tanto mais demorada

quanto mais densa for a torta. Suspensões de granulometria uniforme dão tortas homogêneas e,

portanto mais fáceis de lavar. Partículas finas tendem a produzir tortas de lavagem difícil.



O uso de auxiliares de filtração melhora as condições de lavagem, mas não resolve completamente o

problema.

Figura 5. Filtro-prensa de placas e quadros

Este tipo de filtro apresenta placas quadradas, com faces planas e bordas levemente ressaltadas.Entre duas placas sucessivas da prensa há um quadro que serve como espaçador das placas. De cada lado

de um quadro há uma lona que encosta-se à placa correspondente. Assim, as câmaras onde será formada a

torta ficam delimitadas pelas lonas. A estrutura de suporte do conjunto tem barras laterais que servem de

suporte para as placas e os quadros. O aperto do conjunto é feito por meio de um parafuso ou sistema

hidráulico (Fig. 5).

Há duas classes de filtros-prensa de placas e quadros: os que permitem lavar a torta, denominados

filtros-prensa lavadores, e os não-lavadores.

A Fig. 6 mostra uma placa e um quadro vistos em perspectiva. A placa é identificada por um botão

na face externa e, o quadro, por dois botões. Em um dos cantos superiores (às vezes nos inferiores) de

cada quadro há um furo circular que se comunica com a parte interna dos quadros. As placas também

apresentam um furo na mesma posição. Quando a prensa é montada, estes furos formam um canal de

escoamento da suspensão através do qual se alimenta a lama no interior de cada quadro.

Figura 6. Placas e quadros



A saída de filtrado pode ser feita através de uma torneira existente em cada placa, ou por um canal

idêntico ao de alimentação da suspensão formado pela justaposição de furos circulares que se comunicam

com a saída das placas.

A vantagem do primeiro sistema é permitir retirar de operação as placas que estiverem produzindo

filtrado turvo. O inconveniente é a necessidade de desmontar a prensa se em virtude de uma falha de

montagem o filtrado sair turvo.

Figura 7. Filtro-prensa lavador

Um filtro-prensa lavador difere do anterior pela inclusão das placas lavadoras identificadas por

três botões (Fig. 7). A montagem é feita com placas filtrantes e placas lavadoras alternadas, ficando

sempre um quadro entre elas. A Fig. 8 esclarece a montagem e o princípio de funcionamento durante a

filtração.

Figura 8. Funcionamento de um filtro-prensa lavador

Observa-se que durante este tipo de lavagem a água atravessa toda a espessura a torta e não mais a

metade como durante a filtração. Durante a filtração estão abertos os canais S (entrada de suspensão) e F

(saída de filtrado), de modo que a suspensão entra pelos quadros e sai pelas placas.

Durante a lavagem estes canais estão fechados e os canais L e L’ estão abertos. A água de lavagementra pelas placas de três botões e sai pelas placas de um botão.



3. Filtros de lâminas

São constituídos de lâminas filtrantes múltiplas dispostas lado a lado. As lâminas ficam imersas na

suspensão a filtrar, sendo feita a sucção do filtrado para o seu interior por meio de uma bomba de vácuo.

Em outros tipos a suspensão é alimentada sob pressão em um tanque fechado que aloja as lâminas. Em

ambos os casos, a torta se forma por fora das lâminas e o filtrado passa para o seu interior, de onde sai porum canal apropriado para o tanque de filtrado.

Uma lâmina típica consta de um quadro metálico resistente (quadrado ou circular) que circunda

uma tela grossa revestida dos dois lados com duas telas mais finas. O conjunto é envolto por uma lona em

forma de saco ou fronha. A vedação é feita com cantoneiras metálicas (Fig. 9). Na parte superior de cada

lâmina há uma tubulação de saída do filtrado com válvula e visor. Se uma lâmina estiver filtrando mal, a

válvula correspondente é fechada. O conjunto de tubos de saída é reunido em um coletor geral que se

comunica com o tanque mantido em vácuo, onde é recolhido o filtrado. Se a torta tiver que ser lavada, o

coletor de saída de filtrado deverá ter uma derivação que vai até um segundo tanque em vácuo para

recolher a água de lavagem.

Figura 9. Filtro de lâminas

De um modo geral a lavagem é sempre melhor realizada em um filtro de lâminas do que em um

filtro-prensa porque a água de lavagem percorre o mesmo caminho do filtrado. É o que se denomina

lavagem por deslocamento, que é o modo ideal de lavar a torta, chegando a eliminar até 90% do filtrado

em condições favoráveis. Teoricamente a velocidade de lavagem é igual à velocidade no fim da filtração.

Há quatro tipos principais de filtros de lâminas: Moore; Kelly; Sweetland e Vallez. Abaixo se têm figuras

mostrando alguns desses tipos de filtro.



Figura 10. Filtro Kelly

Figura 11. Variante do filtro Kelly 12. Variante do filtro Kelly

Figura 13. Variante vertical do filtro Kelly Figura 14. Filtro Sweetland

4. Filtros contínuos rotativos

Como o nome indica, são filtros de funcionamento contínuo, sendo indicados para operações que

requerem filtros de grande capacidade. A saída de filtrado, a formação, a lavagem, a drenagem e a

descarga da torta são realizadas automaticamente. Embora haja alguns tipos que funcionam sob pressão,

estes filtros geralmente operam a vácuo. Os tipos existentes são: tambor; de discos e horizontais.



a) Filtro de tambor rotativo (filtro Oliver)

Consta de um tambor cilíndrico horizontal que gira a baixa velocidade parcialmente submersa na

suspensão a filtrar. A superfície externa do tambor é feita de tala ou metal perfurado sobre a qual é fixada

a lona filtrante. O cilindro é dividido em um número de setores (8 a 24) por meio de partições radiais com

o comprimento do tambor. Ligando estas partições há outro cilindro interno de chapa comum. Assim,cada setor é parte de um compartimento que se comunica diretamente com um furo na sede de uma

válvula rotativa especial colocada no eixo do cilindro.

Depois de feitas quantas lavagens forem necessárias, a torta é soprada com ar comprimido e

raspada por meio de uma faca. A retirada da torta nunca é total por duas razões: primeiro, para não haver

o risco de rasgar a lona ou a tela do filtro e segundo, para não “perder” o vácuo. Muitas vezes trabalhasse

com pré-revestimento.

As vantagens dos filtros rotativos são a grande capacidade e a pequena mão-de-obra necessária.Geralmente 30 a 40% da área ficam submersos na suspensão. Para obter maior capacidade a imersão pode

ser aumentada até 70%.

As desvantagens são o custo elevado, o alto custo de operação, a limitação da diferença de

pressões e a imperfeição da lavagem.

Figura 15. Filtro Oliver

b) Filtro de disco-rotativo

Este filtro possibilita uma taxa de filtração especialmente elevada, para um dado espaço de

ocupação da fábrica. Neste caso o tambor é substituído por discos verticais que giram parcialmente

submersos na suspensão (Fig. 16). O elemento filtrante é constituído de lâminas, mas este não deixa de ter

as características de um filtro contínuo rotativo. O princípio de funcionamento é o mesmo do filtro de

tambor rotativo, mas a lavagem torna-se menos eficiente.



Figura 16. Filtro de disco-rotativo

c) Filtros horizontais

O filtro rotatório horizontal mostrado na Fig. 17 é especialmente bem adaptado à filtração de sólidos

cristalinos com drenagem rápida. A superfície filtrante horizontal impede que os sólidos caiam ou sejam

arrastados pela água de lavagem, e possibilita a operação com camadas excepcionalmente pesadas de

sólidos.

Figura 17. Filtro Prayon

Este filtro é constituído por uma mesa horizontal circular que gira em torno do eixo central. A

mesa é constituída por um conjunto de segmentos, na forma de setores circulares, cada qual com o topo

metálico perfurado ou feito em tela metálica. Cada setor é recoberto por um meio filtrante conveniente, e

está ligado a um mecanismo central de válvulas, que regulam os instantes apropriados de remoção do

filtrado e dos líquidos de lavagem e do enxugamento da torta, durante cada volta da mesa. Cada setor

recebe, sucessivamente, a suspensão, depois ocorre a drenagem e a lavagem da torta.



5. Filtros especiais

São alguns filtros que desempenham funções especiais e cuja inclusão em qualquer das classes

anteriores não seria muito nítida. Mais importantes são os filtros a vácuo de batelada, o espessador

Shriver e os metalfiltros. Os filtros a vácuo de batelada são os Nutsch, semelhantes aos funis de Büchner

de laboratório. Presta-se para operações de pequena escala e para filtrar líquidos corrosivos. O

investimento é pequeno, mas a mão-de-obra de operação é elevada.

O espessador Shriver parece um filtro-prensa, mas não tem quadros. Funciona sob pressão, dando

um líquido claro e uma lama espessada. Podem-se utilizar unidades em série para conseguir maior

espessamento da lama.

Os metalfiltros são modelos especiais de filtros que se prestam para clarificar líquidos contendo

pequenas quantidades de sólidos muito finos. São conhecidos também como filtros de cartucho (Fig. 18).São usados para a clarificação de águas, solventes e óleos vegetais. Sua operação é muito econômica.

Figura 18. Metalfiltro

Filtros de ar iônico

Também chamados ionizadores de ar, os filtros de ar iônico dependem de tensão para carregar as

moléculas de ar. Normalmente, eles produzem íons negativos, também chamados de ânions, que então

atraem partículas no ar, da mesma maneira que a eletricidade estática. As partículas em contato com os

ânions são deionizadas e removidas do fluxo de ar. Filtros de ar iônicos são comumente utilizados na

filtragem do ar comercial.

Filtros de ar HEPA

Os filtros HEPA (alta eficiência de absorção de partículas), são mais fortes e eficazes do que os filtros de

ar iônico, e são, portanto, preferidos por aplicações sensíveis.



Filtro HEPA pode eliminar até 99,97 por cento de partículas do ar, tornando-o um higienizador de ar

extremamente eficaz. Os filtros são essencialmente compostos de mantas de fibra de vidro, que prendem

as partículas quando uma corrente de ar flui por ela. A eficácia de um filtro HEPA depende em grande

parte do diâmetro das fibras e da espessura do filtro.

Por causa do alto nível de eficiência os filtros HEPA geralmente são usados no setor médico para removerbactérias e evitar a contaminação, e são frequentemente utilizados em salas de hospital que necessitam ser

limpas e altamente higienizadas.

Filtros de ar de carbono

O carbono pode ser tratado com o oxigênio, que abre os poros do carbono tornando-o altamente

absorvente. Após esse tratamento, o carbono é definido como ativado porque ele pode ser facilmente

utilizado para absorver partículas e odores. Filtros de ar de carbono usam carvão ativado para prender

produtos químicos e gases, e também tem o poder de filtrar à fumaça do cigarro. Como o ar passa através

do filtro, o carvão ativado absorve os odores e gases neutralizando-os. Para vapores odoríferos o carvão

ativado pode ser impregnado ou reforçado, de forma a absorver o gás emitido. Filtros de carvão ativado

são bem adaptados a ambientes onde as substâncias químicas devem ser retiradas do ar.



Filtros de ar de luz UV

Filtros de ar de luz ultravioleta usam uma reação que ocorre quando o dióxido de titânio é exposto à luz

UV. Como o fluxo de ar se encontra com o processo fotoquímico, as partículas nocivas, tais como fungos

e bactérias, são neutralizadas. A alta intensidade de UV (240-280 nm) é forte o bastante para dividir a

maioria dos compostos orgânicos baseados no carbono, tornando o filtro de ar de luz UV um bomcompanheiro para filtros HEP em aplicações médicas. Para o filtro de luz UV ser eficaz ele depende do

tempo de exposição (quanto tempo o fluxo de ar é submetida à luz) e da intensidade da luz em si.

6. Outras características e tipos de filtros

Sempre use um indicador de condição do elemento com qualquer filtro, especialmente com

aqueles que não têm uma válvula bypass.

Carcaças do Filtro:

A carcaça do filtro é um vaso de pressão que contém o elemento de filtro. Normalmente, consiste

de duas ou mais sub-montagens, tais como: uma cabeça (ou tampa) e um copo para permitir o acesso ao

elemento. A carcaça tem canais de entrada e saída, permitindo ser instalada em um sistema de fluido.

Características adicionais da carcaça podem incluir furos de montagem, válvulas bypass e indicadores da

condição do elemento. Indicador visual e elétrico da condição do elemento

Pressão de Trabalho:

A localização do filtro no circuito é o determinante principal da pressão de trabalho. As carcaças

são projetadas genericamente para três localizações em um circuito: sucção, pressão ou linhas de retorno.

Uma característica destas localizações é sua pressão máxima de operação. Filtros para sucção e linha de

retorno são projetados para pressões mais baixas, até 500 psi (34 bar). As localizações dos filtros depressão podem

Um elemento carregado de contaminante continuará a aumentar em diferencial de pressão até que:

O elemento seja substituído. A válvula bypass seja aberta. Ocorra falha do elemento.

O conceito básico para a escolha da carcaça do filtro inclui métodos de montagem, opções de

conexões, opções de indicadores e pressão de trabalho. Todos, com exceção da pressão de trabalho,

dependem do design do sistema físico e as preferências do projetista. A pressão de trabalho da carcaça é

bem menos arbitrária. Pode ser determinada antes da escolha do tipo de carcaça. Requerer taxas de 1500psi a 6000 psi (103 a 414 bar). É essencial analisar o circuito para freqüentes picos de pressão, assim

como condições constantes. Algumas carcaças têm faixas de pressão de fadiga menores ou restritas. Em



circuitos com freqüentes picos de alta pressão, deve ser usado outro tipo de carcaça para prevenir as

falhas relacionadas às fadigas.

A Válvula Bypass (Alívio):

A válvula bypass é usada para prevenir o colapso ou quebra do elemento quando este se torna

altamente carregado de contaminante. Ela também previne cavitação da bomba no caso da linha de

sucção. Conforme os contaminantes se acumulam no elemento, a pressão diferencial pelo elemento

aumenta. A uma pressão bem mais abaixo do ponto de falha do elemento, a válvula bypass abre-se,

permitindo que o fluxo passe pelo elemento.

Sempre considere condições de baixa temperatura quando dimensionar filtros. Aumento da

viscosidade no fluido pode causar uma considerada elevação no diferencial de pressão através da

montagem do filtro.

Indicadores da Condição do Elemento:

O indicador da condição do elemento indica quando o elemento deve ser limpo ou substituído.

Geralmente, o indicador tem marcas de calibração que também indicam se a válvula bypass foi aberta. O

indicador pode ser ligado mecanicamente à válvula bypass ou pode ser um dispositivo sensitivo de

pressão diferencial totalmente independente. Os indicadores podem dar sinais elétricos, visuais ou ambos.Normalmente, os indicadores são configurados para várias indicações até 5-25% antes que a válvula

bypass se abra. Por exemplo, o gráfico da próxima página ilustra os tipos de curvas fluxo/diferencial de

pressão que são usadas para dimensionar a carcaça. Como pode ser visto, o especificador necessita saber

a viscosidade do fluido de operação e a máxima vazão de fluxo (ao invés de uma média) para certificar-se

que o filtro não estará operando em uma grande parte do tempo em bypass devido ao aumento do fluxo.

Isto é particularmente importante nos filtros da linha de retorno, onde a multiplicação do fluxo dos

cilindros pode aumentar o fluxo de retorno comparado com a vazão da bomba.

Filtros de sucção:

O uso de filtros de sucção e filtros de tela tem decrescido grandemente na filtragem moderna.

Os filtros de sucção servem para proteger a Filtro de bomba da contaminação Sucção do fluido. Eles são

localizados antes da conexão de entrada da bomba. Alguns podem ser de tela submersa no fluido. Outros

podem ser montados externamente. Em ambos os casos eles usam elementos muito abertos, devido aos

limites da cavitação das bombas. Usados como proteção primária Consulte sempre os fabricantes de

contra a contaminação. Algumas bombas para as restrições da entrada.



Filtros de Pressão:

Os filtros de pressão são localizados após a bomba. São projetados para proteger o sistema de

pressão e dimensionados para uma faixa específica de fluxo na linha de pressão. Os filtros de pressão são

adequados especialmente para proteger os componentes sensíveis do lado filtrado do filtro, tais como

servo válvulas. Localizados logo após a bomba, eles também protegem o sistema.

Filtros de retorno:

Quando a bomba é um componente sensível no sistema, o filtro de retorno pode ser a melhor

escolha. Na maioria dos sistemas o filtro de retorno é o último componente pelo qual passa o fluido antes

de entrar no reservatório. Assim, captura sedimentos do desgaste dos componentes do sistema e partículasque entram através das vedações do cilindro antes que tais contaminantes possam entrar no reservatório e

serem circulados. Uma vez que este filtro é localizado imediatamente acima do reservatório, sua faixa de

pressão e custo pode ser relativamente baixa.

Filtragem off-line:

Também referida como recirculagem, ou filtragem auxiliar, este sistema é totalmenteindependente de um sistema hidráulico principal de uma máquina. A filtragem off-line consiste de uma

bomba, filtro, motor elétrico e os sistemas de conexões. Estes componentes são instalados fora da linha

como um pequeno subsistema separado das linhas de trabalho ou incluído em um de resfriamento. O

fluido é bombeado fora do reservatório através do filtro e retorna para o reservatório em um ciclo

contínuo. Com este efeito “polidor”, a filtragem off -line é capaz de manter um fluido em um nível

constante de contaminação. Como com o filtro da linha de retorno, este tipo de sistema adéqua melhor

para manter a pureza, mas não fornece proteção específica aos componentes. Uma circulação contínua da

filtragem off-line tem a vantagem adicional de ser relativamente fácil de adequar em um sistema existente

que tenha filtragem inadequada. Mais ainda, a manutenção do filtro pode ser feita sem desligar o sistema

principal. Muitos sistemas se beneficiariam grandemente de uma combinação de filtros de sucção,

pressão, retorno e off-line. A tabela da direita pode ajudar na escolha da localização do sistema.



7. Referências Bibliográficas

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAJHYAI/filtros-hidraulicos

http://www.ebah.com.br/busca.google.logic?cx=009077538183792577452:uppuhs2wjps&cof=FORID:10

&ie=utf-8&q=filtros%20pneumaticos

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAJHUAG/filtro-succao

http://www.logismarket.pt/filtros/914591365-cp.html

http://www.hotfrog.com.br/Produtos/Filtros-Hidraulicos

http://www.unotech.com.br/


http://www.ebah.com.br/busca.google.logic?cx=009077538183792577452:uppuhs2wjps&cof=FORID:10&ie=utf-8&q=filtros%20pneumaticos













filtros e filtragem 1

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