Os filtros industriais são equipamentos essenciais para a purificação de fluidos e gases em uma ampla variedade de aplicações, como a produção de alimentos, a indústria química e o tratamento de água.
Existem diversos tipos de filtros industriais, cada um com suas próprias características e aplicações específicas. No presente artigo, discutirei com vocês:
- O que define um filtro e terminologia
- Os principais tipos de filtros, vantagens e desvantagens
- Critérios de escolha do filtro ideal
O que é um filtro?
Um filtro pode ser definido como um equipamento que separa uma massa sólida do líquido ao atravessar a lama a ser purificada por um meio filtrante. O líquido que passa é chamado de clarificado, e o sólido retido é chamado de torta, pelo fato de haver certo teor de umidade.
O meio filtrante geralmente é feito de pano comum, mas existem outros materiais, como é possível ver abaixo:
Tipos de filtros
Filtros tipo manga: Os filtros tipo manga são os mais comuns tipos de filtros industriais. Eles são compostos por um elemento filtrante, geralmente feito de papel ou tecido, que é enrolado em uma manga. O fluido ou gás passa pelo elemento filtrante, que retém as impurezas.
Vantagens dos filtros tipo manga:
- Redução de custos: Os filtros tipo manga são relativamente baratos de adquirir e operar.
- Facilidade de manutenção: Os filtros tipo manga são fáceis de limpar e substituir o elemento filtrante.
- Versatilidade: Os filtros tipo manga são adequados para uma ampla variedade de aplicações.
Desvantagens dos filtros tipo manga:
- Eficiência de filtração: Os filtros tipo manga podem ter uma eficiência de filtração relativamente baixa, dependendo do tipo de elemento filtrante utilizado.
- Resistência a altas temperaturas: Os filtros tipo manga não são adequados para aplicações em altas temperaturas.
Filtros tambor rotativo: Os filtros tambor rotativo são semelhantes aos filtros tipo manga, mas o elemento filtrante é enrolado em um tambor rotativo, que opera a vácuo. O líquido passa pelo elemento filtrante, que é lavado com água ou outro fluido para remover as impurezas retidas. Ao fim da rotação do tambor, uma faca raspa a torta e a encaminha para um transportador de sólido. O clarificado é encaminhado para um vaso que separará as fases remanescentes.
Vantagens dos filtros tambor rotativo:
- Alta eficiência de filtração: Os filtros tambor rotativo podem atingir uma eficiência de filtração muito alta, dependendo do tipo de elemento filtrante utilizado.
- Resistência a altas temperaturas: Os filtros tambor rotativo são adequados para aplicações em altas temperaturas.
- Capacidade de limpeza: Os filtros tambor rotativo podem ser lavados com água ou outro fluido para remover as impurezas retidas, o que aumenta a vida útil do elemento filtrante.
Desvantagens dos filtros tambor rotativo:
- Custo: Os filtros tambor rotativo são mais caros do que os filtros tipo manga.
- Complexidade: Os filtros tambor rotativo são mais complexos de instalar e operar do que os filtros tipo manga.
Filtros prensa: Os filtros prensa são um tipo de filtro que utiliza pressão para separar as impurezas do fluido ou gás. O líquido é pressionado contra o meio filtrante, que retém as impurezas. O clarificado escoa e é retido embaixo.
Este meio filtrante é instalado em ambas as faces de cada “placa”, de forma que o filtro prensa também é conhecido como filtro de placas e quadros.
Vantagens dos filtros prensa:
- Baixo custo de aquisição e operação: O filtro prensa é um equipamento relativamente simples, o que torna seu custo de aquisição relativamente baixo. Além disso, o seu consumo de energia é relativamente baixo, o que também contribui para o seu baixo custo de operação.
- Alta eficiência de filtragem: O filtro prensa é capaz de separar partículas sólidas de um líquido com alta eficiência, obtendo um filtrado com baixo teor de sólidos.
- Saída de torta compacta: O filtro prensa é capaz de produzir uma torta compacta, o que facilita o seu descarte ou reuso.
- Aplicações diversas: O filtro prensa pode ser utilizado em uma ampla variedade de aplicações, incluindo o tratamento de água, efluentes, alimentos e produtos químicos.
Desvantagens dos filtros prensa:
- Tempo de ciclo: O ciclo de filtragem de um filtro prensa é relativamente longo, o que pode limitar a sua produtividade.
- Manutenção: O filtro prensa requer manutenção periódica, o que pode aumentar os custos de operação.
- Limitações de aplicação: O filtro prensa não é adequado para a filtragem de líquidos com sólidos muito finos ou com alta viscosidade.
Como escolher o filtro ideal?
Para escolher o filtro ideal, é necessários olhar para vários parâmetros técnicos e econômicos. Qual o teor de umidade que devo retirar, é alto ou baixo? Qual a distribuição de tamanho de partícula do meu sólido? Em qual temperatura e pressão minha lama irá ser filtrada? Tenho alto capital disponível para investir em um filtro caro, porém eficiente e de manutenção barata? Ou tenho pouco capital, mas posso arcar com os custos de manutenção ao longo do tempo?
Abaixo, segue um guia para seleção preliminar de filtro de acordo com a necessidade. A referência utilizada é o Chemical Engineering Design, de Towler e Sinnott, livro obrigatório para qualquer engenheiro de processo projetista. Se quiser adquiri-lo, é só clicar aqui.
Conclusão
Neste artigo, fiz uma breve revisão conceitual sobre o que é um filtro, seus principais tipos e características, e ainda disponibilizei um guia de design de equipamentos para consulta preliminar. Até a próxima!