De modo geral, a gama da eficiência da filtração é bem ampla: cerca de 30% a 99,9%, isso se deve aos diferentes tipos de filtração.

Conceitos

• Torta: camada acumulada de resíduos no filtro.
  • Sempre haverá acumulo de Torta, independentemente da vazão.
    • Isso está diretamente relacionado com a resistência.
• Área de filtração: a área de contato do sistema poroso.
• Lavagem: Serve para remover o líquido dissolvido na torta contendo o produto.
• Auxiliares de filtração:
  • Pré-capa: Servem para facilitar a filtração, mantendo a porosidade sem serem carreados. O exemplo mais famoso é a terra diatomácea ^[1].

O sistema poroso

O processo de filtração é muito utilizado para separar células, proteínas e debris de líquidos, ou para concentrar soluções.

Tipos de filtração

Filtração convencional

• O sentido no qual o líquido é inserido é paralelo à saída.
• Tende a formar uma torta espessa.
  • Consequentemente, tende a reduzir o fluxo com o tempo.

Filtração tangencial

• O sentido no qual o líquido é inserido é perpendicular à saída.
• A torta e o fluxo de passagem atingem um equilíbrio.
• Objetivo principal: aumentar a concentração, e não separar.

Tipos de filtro

Industriais

Dos mais diversos tipos de material e tamanhos, geralmente no formato de cilindro para facilitar o fluxo.

Tambor rotativo

^[2]

Cilindro horizontal de diâmetro 0,5 a 3 m, rotacionando a uma velocidade de a 0,1 a 2 rpm.

Filtro prensa

^[3]

Conjunto de placas mantidas unidas por prensas, com pequenas vias laterais para coleta de água.

Parte de cálculo

Lei de Darcy

Permeabilidade em meios porosos (filtração convencional).
Sendo:

• $Q$: fluxo de líquido ($m^3\times s^{-1}$)
• $V$: volume a ser filtrado ($m^2$)
• $t$: temp ($s$)
• $A$: área de filtro exposto ($m^2$)
• $\mathrm{\Delta }P$: variação de pressão ($Pa$)
• $\mu$: viscosidade ($Pa\times s$)
• $R$: resistência do filtro/torta ($m^{-1}$)

Considerações

• O fluído que passa pelo filtro é incompressível
• Diâmetro máximo dos poros é menor que 0,5 mm
• O filtro e a torta estão saturados de líquido
• Material biológico (torta) tende a ser compressível
• Mais sólidos tendem a acumular na torta com o tempo

Variações da Lei de Darcy