Algunas consideraciones para la clasificación de los procesos de lavado (página 2)

Aunque la pureza y el resultado de la separación por procesos de lavado se juntan el uno con el otro, es necesario sin embargo que estos criterios sean contemplados por separado. Mientras que la pureza describe la cantidad de residuo en las sustancias eliminadas en el sistema sólido disperso, el resultado de la separación resulta en la parte líquida restante en el sistema poroso. Particularmente, para los siguientes pasos del proceso la cantidad existente de líquido puede tener importancia crucial. Los costos de un posible secado térmico tal como de las características de manipulación de los sistemas sólido-líquido dependen fuertemente de la humedad residual [4].

Los requisitos totales de un proceso de lavado son señalados, son más fáciles de comprender si se consideran diversos aspectos, ésos que finalmente definen el problema. El aspecto más simple exige solamente tener en cuenta el contenido límite de las sustancias restantes en el sólido poroso. El estudio del proceso no puede descuidar nunca los requerimientos de la empresa en la producción, donde la demanda después de un comportamiento riguroso contrario al tiempo y las fluctuaciones dependientes del producto poseen una alta prioridad. En procesos de producción por carga, en relación a cambios frecuentes del producto, es necesario mantener un compromiso a través del espectro de comportamiento de los productos y las variables del proceso que son parametrizables. En esta interrelación es también importante apuntar la posibilidad de una limpieza simple y rápida. Junto a otros aspectos se reconsideran el control de la temperatura de trabajo, la necesidad de trabajar a sobrepresión, las medidas de protección durante el procesamiento de productos tóxicos, sustancias volátiles o explosivas o lo relacionado al control de procesos continuos o discontinuos.

Las consideraciones teóricas de los procesos, como los que se tienen en cuenta en la simulación, requieren la atención de los fenómenos que ocurren con marcada influencia sobre el proceso de lavado a través de bases teóricas. Estos modelos describen los procesos dominantes en el transporte de fluidos en dependencia del proceso de lavado seleccionado [5, 6].

Los procesos de lavado ideales, como en el caso del lavado de tortas de filtración en un filtro Nutscha a escala de laboratorio, se pueden realizar completamente con un meticuloso control en los experimentos. En cuanto a los procesos de lavado descritos, los efectos no ideales juegan un rol no despreciable, y por eso es muy frecuente el hecho de cuestionarse su aplicabilidad en los procesos a escala industrial [7].

Posible clasificación de los procesos de lavado

La clasificación de los procesos de lavado se puede realizar teniendo en cuenta una variedad de diversos criterios con diferentes prioridades en cada caso. Esto aclara la dificultad de selección de los procesos de lavado convenientes para una respectiva cadena de proceso. Junto a las características macroscópicas del transporte de sólidos así como las fases líquidas de los procesos de lavado, pueden ser las fuerzas conductoras atacantes (las fuerzas de masa, campos de fuerza, etc.), se distingue la forma prevaleciente de los flujos de sustancias de las fases fluidas (una o dos fases), y la clase de medio de lavado usada. Estas cuatro categorías mencionadas no ponen al derecho por completo su más cercana explicación en lo siguiente, sin embargo se presentan numerosas combinaciones posibles y aquellos tipos de lavado presentes.

Clasificación según la relación de transporte, criterios operacionales y tipo de material

Para la clasificación de los procesos de lavado es necesario establecer diferentes prioridades (Fig. 1) teniendo en cuenta la variedad de diferentes criterios con su respectiva complejidad en cuanto a la selección del tipo de lavado apropiado para la cadena de procesos en cuestión.

Fig. 1 Categorización de los procesos de lavado según la relación de transporte, los criterios operacionales y el tipo de material. Fuente: Ref: [8]

2.1.1- Condiciones de movimiento de la fase sólida y líquida

Aquellos sistemas a purificar consisten en una fase sólida discontinua y una fase líquida continua. Ambas fases pueden exhibir diferentes condiciones de transporte. En la fase sólida esto va desde homogeneidad, en su constante estructura y geometría, la torta de filtración permanece a través de una continuada disposición del paquete de partículas en una cama móvil hasta el discreto completamiento de las partículas, el que no exhibe influencia mutua. Aparecen no solo estos casos individuales claramente definidos, sino también procesos, los cuales corresponden a las combinaciones de los casos individuales señalados.

También el líquido puede presentar diversas condiciones de transporte. El desplazamiento y la dilución/mezclado son fenómenos posibles de ocurrir. Ellos describen la interacción entre las dos fases líquidas en un sistema sólido poroso. Así está en orden prioritario el reemplazo del licor madre por el líquido de lavado. Como los dos líquidos generalmente se mezclan molecularmente uno con otro, también ocurre el mezclado de líquidos en los procesos de purificación de sistemas dispersos, ya sea previsto e imprevisto.

La dispersión como fenómeno de transporte micro o macroscópico resume generalmente todos los mecanismos [9]. Una descripción más detallada de estos casos definidos y las combinaciones resultantes serán descritas posteriormente en este documento.

2.1.2- Fuerzas impulsoras

Las fuerzas impulsoras son necesarias para el secado en un sistema sólido-líquido y también en los procesos de lavado de sustitución del licor madre por el líquido de lavado. Se distingue generalmente entre las fuerzas del campo y las de empuje. En el caso de las fuerzas del campo se entiende como las fuerzas totales producidas por el campo de gravedad de la tierra o un campo centrífugo. Estos campos son la razón que conduce, por la diferencia de densidad entre el líquido y el sólido, a un movimiento relativo de estas dos fases. Esto se puede presentar dependiendo de la concentración de sólidos y las condiciones límites en un proceso de flujo o en un proceso de sedimentación.

Las fuerzas desarrolladas se pueden producir por campos eléctricos, magnéticos o acústicos e influyen en el transporte de los sólidos o líquidos. Mientras que estos campos están generalmente continuamente presentes, el avance del gas depende, por ejemplo, del punto de saturación del sistema poroso. Después de una posible interrupción del gas se podrá soportar directamente una diferencia de presión más severa y de mayor complejidad. La fuerza impulsora disminuye generalmente con el tiempo y por un pequeño incremento de la saturación. Otra posibilidad para penetrar el sistema de sólidos porosos, con un líquido de lavado, es la aplicación de una presión mecánica a través de prensas de una torta de filtración o de la aplicación de una fuerza hidráulica.

Además, las fuerzas impulsoras mencionadas se pueden combinar mutuamente. Se conoce la combinación entre los campos eléctricos y la energía de presión hidráulica. Las siguientes pueden ser la centrifugación, presión de gas sobrepuesta [10] o la combinación de mecanismos de presión con subsecuentes diferencias de presión del gas, como ocurre por ejemplo en los filtros prensa. También puede ser altamente significativa la combinación de la deshumidificación térmica con las conocidas fuerzas impulsoras tales como la diferencia de presión del gas o el campo centrífugo [11, 12].

2.1.3- Condiciones de flujo de la fase fluida

Se considera la torta de filtración a través del proceso general saliendo el sistema poroso totalmente saturado. Solamente cambia temporal y localmente la composición de la fase líquida. Se parte, según lo mencionado anteriormente, de dos líquidos molecularmente miscibles uno con otro. Esto hace posible, por ejemplo, el uso de la ley de Darcy para el cálculo de las velocidades de flujo. Existe también en el campo centrífugo una corriente monofásica debido al lavado de tortas de filtración poco saturada. El flujo de gas se puede descartar aquí [13].

2.1.4- Medios de lavado

Las condiciones de flujo de los líquidos están estrechamente asociadas a la elección de los medios de lavado usados. Se pueden distinguir los siguientes casos:

• El componente principal del licor madre es idéntico al líquido de lavado. Los líquidos son miscibles el uno con el otro.

• El componente principal del licor madre no es idéntico al líquido de lavado. Los líquidos son miscibles el uno con el otro.

• El componente principal del licor madre no es idéntico al líquido de lavado. Los líquidos no son miscibles el uno con el otro.

Un ejemplo del primer caso es el desplazamiento de una solución acuosa salina con agua pura. Este sistema se encuentra muy a menudo en estudios básicos. Como ejemplo se puede considerar también la masa pura fundida de la fase sólida, la cual se puede usar como medio de lavado. Con la eliminación de materiales indeseados después de la cristalización por fusión se podría introducir esta variante. En el caso de las partículas que son solubles en el líquido de lavado se puede emplear no obstante la saturación por dilución del producto miscible con el licor madre. Particularmente para los productos solubles en agua, como por ejemplo en procesos de cristalización, este método puede ser muy conveniente para eliminar los restos de reactante, sin eso ocurrirá la disolución de la fase sólida. Otro ejemplo también es la aplicación del vapor de agua, el que después de la condensación en los espacios entre partículas adicionalmente causará un calentamiento. Esto conduce a la vez a la aceleración de los procesos de difusión como también conduce a mejores resultados de separación debido a la reducción de la tensión superficial y de la viscosidad.

De acuerdo al objetivo del proceso se puede también intercambiar un líquido con otro, no obstante sean líquidos miscibles, como por ejemplo el intercambio de un solvente por otro entre dos pasos de la reacción [12].

2.2- Clasificación de acuerdo a las características dominantes del transporte

Una combinación de las diversas características macroscópicas dominantes del transporte del líquido y del sólido conducen a diversas posibilidades, Fig.2.

Fig. 2. Clasificación de los procesos de lavado con respecto a la circulación de la fase sólida y líquida. Fuente: Ref: [8]

I: El proceso de lavado más usado es el lavado de la torta de filtración, puesto que es usado a menudo como operación adicional en un equipo de separación de filtración mecánica de la fase sólido-líquido. La transformación técnica ocurre como en la filtración por prensas (filtros prensa, filtros prensa automáticos), en la filtración en centrifugas así como a través de la filtración dirigida por diferencias de presión del gas. Los últimos son los filtros rotatorios continuos y filtros de banda, dos aparatos ampliamente usados. El lavado de la torta de filtración se basa en la saturación o no saturación de la torta de filtración, concretamente para los productos de partículas gruesas se acerca a una cama fija. El líquido de lavado penetra en la torta de filtración debido a la diferencia de presión hidráulica.

El proceso de desplazamiento resultante es en gran medida dominante. La torta de filtración, en las centrifugas, son frecuentemente no saturadas antes que el lavado se establezca (véase categoría IV). Aquí existe también, como para las categorías II y III, la combinación de mecanismos térmicos (difusión) con los mecánicos (mezclado, desplazamiento). De particular importancia en el lavado de la torta de filtración es su incorporación a una cadena de procesos, a menudo en el mismo aparato. Esto requiere un enfoque integrado para satisfacer también las distintas necesidades del lavado.

II: A diferencia del contacto permanente de las partículas en una cama fija (torta de filtración, sedimento) el contacto de las partículas puede ser también local, temporal y a través de toda el área del proceso. En la cama móvil ocurre continuamente un tipo de movimiento relativo. Esto se utiliza en el lavado en lecho móvil o también en el lavado individual del grano. Por eso el líquido fluye verticalmente a través de la cama móvil saturada de una o varias cámaras de lavado en serie, ya sean de forma rectangular o de anillo. En estos, hay un flujo horizontal a través de del líquido de lavado. Por eso se puede alcanzar un alto grado de purificación con la misma cantidad de líquido de lavado en menor tiempo. Los efectos de la reorganización muestran un ligero aumento de la porosidad con respecto a la torta de filtración. Ellos son, sin embargo, tan pequeños que el flujo a través del sistema sólido poroso apenas tiene influencia o no la tiene. Por la permanente reorganización de las partículas en la cama móvil se abrirán espacios entre partículas y las áreas frontera y estos son accesibles a un flujo incidental a través del líquido de lavado [14, 15].

III: La sedimentación de partículas individuales provenientes del licor madre que contiene dentro una suspensión en un líquido de lavado también puede conducir a la purificación. Esto se realiza, por ejemplo, en columnas de sedimentación. Sin embargo, aquí es significativo que la mezcla axial de los dos líquidos y la estratificación de partículas sólidas que no sedimentan pueden conducir a malos resultados del lavado. Asimismo puede aparecer un flujo secundario indeseado debido a la diferencia de densidad entre los líquidos. Por consiguiente, se buscan posibilidades para evitar esto, por ejemplo a través de la segmentación axial de la columna de sedimentación mediante fondos intermedios [16].

IV: No se conocen los autores de un procedimiento de lavado basado en una estructura de cama fija en la cual el licor madre y el líquido de lavado se mezclan predominantemente. Investigaciones realizadas en la Universidad de Karlsruhe (TH) se ocupan, sin embargo, del lavado en el campo centrífugo, un área muy poco abordada científicamente. En cuanto al curso de la deshumidificación mecánica en centrífugas, reconocemos que las tortas de filtración son muy a menudo insaturadas antes de que el líquido de lavado se agregue al sistema.

El líquido de lavado, que en pequeños caudales específicos penetra la torta no saturada, es circunscrito en su proceso de flujo a la región cercana a la superficie de las partículas. Hay evidencia experimental y teórica, que debido a la constante variación de la geometría en la que fluye el líquido y las interacciones con los sectores líquidos del licor madre, que es dentro del sistema poroso donde ocurren los procesos de mezcla de líquidos sin que esto cambie la estructura de la torta de filtración.

En el caso de una torta de filtración insaturada la cual, por ejemplo, es rociada con el líquido de lavado en un filtro rotatorio y que por diseño no se pueden formar flotantes en el líquido de lavado, se puede suponer que hay una mezcla de líquidos. Como justificación se puede argumentar que se forma un flujo de dos fases entre las gotas del líquido de lavado y el gas formado, el cual penetra en el sistema poroso. Las gotas de líquido se depositarán en las paredes del sistema capilar, probablemente rellenan pequeños capilares, que debido al campo de presión diferencial nuevamente se vaciarán en grandes capilares. Así se mezclan los líquidos [17].

V: En contraste con el caso del lavado antedicho, una torta de filtración no saturada cambia su estructura de conglomerado sólido en otros tipos de centrífugas. Debido a la expansión radial del filtro rotatorio, la altura de la torta disminuye continuamente, lo que conduce a la reorganización y movimiento relativo dentro de los distintos sistemas sólidos dispersos. Debido a la insaturación del sistema ante la adición del líquido de lavado se encuentran otra vez, como fueron descritos en IV, los procesos de la mezcla de los líquidos en los poros del sistema. Las hipótesis descritas en V y VI requieren todavía de comprobación experimental.

VI: El mezclado del licor madre y el líquido de lavado y el componente sólido a purificar se realiza en una variedad de aplicaciones como el llamado lavado por dilución. Aquellas regiones de líquido estancado se eliminan, dado el caso se puede limpiar difusivamente. En tiempos de mezclado suficientemente largos el cómputo del resultado del proceso se puede efectuar por balances de materiales, puesto que ningún otro mecanismo de transporte afecta perceptiblemente el proceso de lavado.

Conjuntamente, todas las variantes del proceso de lavado por dilución son pasos de separación sólido-líquido de corte mecánico en el que el proceso de mezclado ocurre en sentido descendiente u automáticamente. Una parte del líquido resultante se extrae del sistema y por lo tanto se elimina una porción de las sustancias que se pueden separar [18, 19].

Un resultado satisfactorio de purificación se logra con una instalación de una sola etapa a menudo con una gran y por lo tanto poco rentable demanda específica de líquido de lavado. Por consiguiente, se extienden distribuciones de varias etapas que el líquido de lavado puede atravesar en la dirección del flujo o a contracorriente. También aquí cada paso de mezcla se relaciona con pasos mecánicos de separación sólido-líquido [20, 21].

2.3- Clasificación de acuerdo a la forma prevaleciente de los flujos de sustancias

2.3.1- Lavado por dilución

El lavado por dilución se basa en el mezclado de un sedimento o de una torta de filtración con el líquido de lavado que conduce a la siguiente dilución del licor madre. En la mezcla del licor madre y del líquido de lavado, el desplazamiento por difusión se acorta substancialmente en comparación con el lavado en cama fija. Por medio de la utilización de la energía, por ejemplo, a través de un agitador el proceso de mezclado puede ser todavía más intenso. Las partículas están dispersas, las regiones intersticiales se rompen y son accesibles al líquido de lavado. El respectivo líquido se separa parcialmente durante la acción de mezclado [18, 19] o en el siguiente paso de separación.

Como otra ventaja está la posibilidad de previsibilidad, generalmente simple, del resultado del lavado. Siguiendo el proceso de mezclado, una parte del líquido se separa mecánicamente (ejemplo a través de la densificación o formación de la torta de filtración) o continuamente durante el lavado. Para alcanzar un alto grado de purificación y/o reducir el consumo específico del líquido de lavado, el lavado por dilución funciona a menudo con varios niveles (varios pasos de separación y resuspensión), por los que el sólido y el líquido de lavado se conducirán generalmente a contracorriente.

El lavado por dilución se caracteriza por alcanzar un alto nivel de purificación y por medio de balances de materiales es fácil lograr una buena previsibilidad de los resultados del lavado.

Como desventajas se señalan por lo tanto:

• Alta necesidad de líquido de lavado en comparación con el lavado de la torta.

• Para cada etapa del lavado es necesario una etapa de partición, así como un tanque de agitación, bombas, tuberías, etc.

• Regulación de los gastos de flujos con un lavado de varios niveles.

2.3.2- Lavado de tortas

El lavado de la torta se basa en la penetración de la torta de filtración por el líquido de lavado desplazando el licor madre. Las partículas en la torta de filtración se colocan en un lugar fijo y muestran, en el caso o no de tortas compresibles solamente, un leve movimiento relativo unas con otras y hacia las paredes adyacentes.

Normalmente es necesario realizar el lavado de la torta para recuperar el líquido que haya quedado retenido, para ello se utiliza un disolvente miscible con el filtrado (usualmente agua). El lavado tiene lugar en dos etapas: primero las aguas madres son desplazadas de la torta filtrante por el líquido de lavado durante el período de lavado por desplazamiento. En esta etapa el efluente consiste básicamente en el filtrado que ha quedado sobre el filtro, sin producirse dilución apreciable. De esta manera se puede separar hasta el 90% del filtrado retenido. Durante la segunda etapa, denominada lavado por difusión, el disolvente llega a los huecos menos accesibles del filtro y la concentración de filtrado en el efluente es muy baja. Durante esta etapa también se puede dar la disolución de alguno de los componentes retenidos en la torta.

Cuando existe una diferencia de potencial que conduce por ejemplo la diferencia de presión o de masa como ocurre en el campo centrífugo, el líquido de lavado penetra en la torta de filtración, desplaza el licor madre en la torta de filtración y reduce de tal modo la contaminación del sólido. Con la referida dispersión, la inducción de flujos de los procesos de mezclado de los líquidos, conlleva a un desplazamiento ideal del licor madre por el líquido de lavado.

En el caso del lavado ideal de la torta el proceso de lavado se completa tan pronto como el volumen de los poros (Vp) del mineral crudo corresponde al volumen líquido de lavado (Vw) apropiado que penetra exactamente en el mineral crudo. En la torta de filtración, durante el lavado, se pueden formar craqueo y canales por los cuales una parte del líquido de lavado se puede dispersar (forma de resistencia más leve). Es problemático para el lavado de la torta, que en el transcurso del proceso de lavado se pueden dar varios mecanismos de transporte de materiales y frecuentemente se desconoce con anterioridad el tamaño de las regiones de estancamiento. La previsibilidad del resultado del lavado es por lo tanto generalmente difícil y complejo.

El lavado de la torta transita a través de tres regiones (Fig. 3) que se diferencian por el mecanismo de transporte de materiales.

Fig. 3: Curso cualitativo de una curva de lavado con delimitaciones en zonas detalladas, las que se diferencian a través de diferentes mecanismos que se disputan en la purificación de la torta de filtración. Fuente: Ref: [23]

• Zona de dilución

En la zona de dilución aparecen solo pequeñas desviaciones con respecto a la curva de lavado ideal. Por la salida de los poros fluye solo el licor madre. Los efectos de difusión y desorción juegan un rol insignificante. En esta zona la condición de desplazamiento ideal tiene aplicación con la adición de pequeñas cantidades de líquido de lavado [22].

• Zona de dispersión

En la zona de dispersión es característico que estén presentes al mismo tiempo diferentes mecanismos de transporte de materiales (convección, desorción, difusión en las zonas entre las partículas y en el interior de los poros) y en parte se desarrollan acoplados. En las zonas de estancamiento lavadas tiene lugar el transporte difusivo de materiales. Adicionalmente existe una mezcla inducida de flujos (dispersión) entre el licor madre y el líquido de lavado la cual puede ser causa de la no homogeneidad en la estructura del poro. La desviación de la curva ideal, el desplazamiento en forma pistón, comienza en esta zona.

• Zona de difusión/desorsión

En esta zona las impurezas son transportadas hacia el líquido de lavado por mecanismos de difusión/desorción. La fracción de eliminación de impurezas alcanza su valor límite y la contaminación restante no se puede eliminar sustancialmente por el incremento de la cantidad de líquido de lavado. Las impurezas están presentes solamente en la superficie de la partícula, en zonas donde no hay flujo y en interiores de los poros de las partículas. Aquí, las impurezas son eliminadas por mecanismos de difusión. Las regiones de estancamiento del producto de filtración, que no son accesibles al flujo con agua de lavado, se purifican.

El concepto para un nuevo proceso de lavado apunta hacia la combinación de las características ventajosas de estos procedimientos usando una cama móvil: desplazamiento del licor madre como el mecanismo de transporte dominante que evita desventajas de una estructura de cama fija (ejemplo heterogeneidad de la torta, regiones impermeables, canalizaciones y contracción [7, 24, 25]) y la interacción con los límites (ejemplo mala distribución de la alimentación del líquido de lavado [24], mala distribución del licor madre debido a que la tela filtrante se puede bloquear [25]).

2.3.3- Lavado en cama móvil

En este caso el proceso de lavado se realiza en un aparato (sedimentator) en el cual el elemento base es una cámara vertical de lavado. El sedimentador a escala de laboratorio, Fig.4, tiene acoplado dos sondas conductimétricas, una a la salida de la cámara del sedimentador y otra a la salida del líquido de lavado, ambos conectados online a una computadora, se utiliza el software Lab-View como soporte del programa de medición, los datos medidos se presentan en el monitor y paralelamente son guardados.

Fig.4: Instalación del sedimentador a escala de laboratorio. Fuente: Ref: [26]

El sedimento completamente saturado con el licor madre entra continuamente por el tope de la cámara de lavado (Fig.5). No hay drenaje vertical de los líquidos a través de la cama móvil.

Fig. 5: Proceso de lavado en la cámara del sedimentador. Fuente: Ref: [27]

El proceso de lavado en el sedimentador está caracterizado por:

• Lavado a contracorriente en continua operación.

• Penetración horizontal del líquido de lavado en la mayor parte de un material móvil saturado.

• Principio avanzado del lavado por desplazamiento debido a características especiales en el sistema poroso de la mayor parte del material móvil.

• Alto grado de lavado con baja demanda de líquido debido al intenso lavado por dezplazamiento.

En la cámara de lavado se forma una cama móvil y las partículas se mueven relativamente unas a otras en dirección vertical y relativamente también hacia las paredes adyacentes de la cámara de lavado. Esto da lugar a un perfil único vertical de la velocidad de las partículas según lo demostrado en la Fig.6.

Dentro de la cama móvil las partículas no tienen contacto permanente con las adyacentes, se separan temporalmente y localmente en el curso de su movimiento a través la cámara de lavado. El líquido de lavado entra continuamente a la cámara de lavado por un lado y la cama móvil con un componente horizontal de la velocidad desplaza el licor madre hacia el otro extremo. Dentro de la cama móvil se forma una zona oblicua de transición entre el licor madre y el líquido de lavado.

Fig. 6: Perfil de velocidad característico de la cama móvil dentro de la cámara de lavado (?t = 25 s; L= 20mm; umb (velocidad de la cama móvil)= 2,7 cm/min., el líquido de lavado entra desde la izquierda, granos de cristal coloreados y no coloreados d= 400 ÷ 600 (m). Fuente: Ref: [28]

Cuando existen mezclas de sustancias a eliminar en el lavado en cama móvil, como por ejemplo el NaCl y el Polivinilpirrolidon (PVP), estas no son lavadas en la misma proporción, la sal se retarda respecto al PVP, lo cual es un indicio de una interacción más marcada con la superficie de las partículas [26].

– Parámetros característicos del lavado

Para la evaluación de un proceso de lavado se utilizan varios parámetros estandarizados. Estos se introducen en la siguiente sección:

• Relación de lavado (W)

El cociente del volumen del líquido de lavado y el volumen de los poros es la relación de lavado (W), la cual representa una medida adimensional para el consumo del líquido de lavado.

La relación de lavado representa una medida del gasto para el logro del resultado en el lavado.

• Relación de eliminación de impurezas, X*

La relación de ajuste de salida y de entrada se designa como la relación de eliminación de impurezas. Esta representa una medida adimensional de la calidad del lavado.

(2)

Donde:

c1: concentración de impurezas en la cama móvil total saliente [c1] en mol/l

c0: concentración de impurezas en la cama móvil total entrante [c0] en mol/l

• Relación de eliminación de impurezas modificada X*mod

La relación de eliminación de impurezas modificada es un ajuste más específico del líquido de lavado con la relación de eliminación de impurezas X *:

Conclusiones

La cantidad de residuo en las sustancias eliminadas (pureza) y la parte líquida restante en el sistema poroso (resultado), de la separación por procesos de lavado, son elementos que aunque se juntan el uno con el otro, es necesario sin embargo que estos criterios sean contemplados por separado.

Los procesos de lavado se pueden clasificar teniendo en cuenta la relación de transporte, los criterios operacionales y el tipo de material, de acuerdo a las características dominantes del transporte y a la forma prevaleciente de los flujos de sustancias.

Los criterios desglosados en el presente trabajo pueden ser aplicados en cualquier proceso donde se incluyan las operaciones objetos de estudio en este documento.

AGRADECIMIENTOS

A los profesores e investigadores del Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik, Universität Karlsruhe, Alemania por la bibliografía aportada y al DAAD por el apoyo financiero durante la estancia en Alemania.

Bibliografía

1. Heuser, J., Filterkuchenwaschprozesse unter besonderer Berücksichtigung physikalisch-chemischer Einflüsse, in Dissertation. 2003, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik, Universität Karlsruhe (TH) und Shaker Verlag: Aachen.

2. Kasatkin, G., Operaciones básicas de los aparatos en la tecnología química. Vol. II. 1987, Cuidad Habana: Pueblo y Educación.

3. Schlünder, E.U. and F. Thurner, Destillation, Absorption, Extraktion. Georg Thieme Verlag, 1986. 1.

4. Ruhland, M., Über die Eigenschaften von Filterkuchen. 2000, Universität Karlsruhe (TH): Karlsruhe.

5. Eriksson, G., Displacement washing in the sulfate pulp mill, in Dissertation. 1996, Chalmers Univer-sity of Technology: Göteborg.

6. Bender, W., Das Auswaschen von Filterkuchen. Chem. Ing. Tech., 1983. 55: p. 823-829.

7. Wakeman, R.J., Washing Thin and Nonuniform Filter Cakes: Effects of Wash Liquor Mald-istribution. Filtration & Separation, 1998. March(S): p. 185-190.

8. Hoffner, B., et al., Ein Überblick über Waschverfahren zur Reinigung partikulärer Systeme in Karlsruher Symposium, Höhere Qualität durch reinere Produkte. Aufreinigung von und mit partikulären Systemen 2004: Karlsruhe. p. 19-29.

9. Tsotsas, E., Über die Wärme- und Stoffübertragung in durchströmten Festbetten : Experi-mente, Modelle, Theorien. 1990, Universität Karlsruhe (TH): Karlsruhe.

10. Stadager, C., Die Entfeuchtung von Filterkuchen durch Kombination von Zentrifugal- und Gasdruckkraft. 1995, Universität Karlsruhe (TH): Karlsruhe.

11. Gerl, S., Dampf-Druckfiltration – Eine kombinierte mechanisch/thermische Differenzdruckentfeuchtung von Filterkuchen, in Dissertation. 1999 Universität Karlsruhe (TH): Karlsruhe.

12. Peuker, U.A., Über die kombinierte Dampfdruck- und Zentrifugalentfeuchtung von Filterkuchen. 2002, Universität Karlsruhe (TH): Karlsruhe.

13. Beißner, H. and E. Tsotsas, Washing of porous bodies: Mechanisms, fundamentals and process intensification, in 27th International Exhibition – Congress on Chemical Engineering, Environmental Protection and Biotechnology, ACHEMA. 2003: Frankfurt am Main.

14. Hoffner, B. and W. Stahl, A new multistage washing process for granular materials. Advances in Filtration and Separation Technology 2001. 15.

15. Hoffner, B. and W. Stahl, The effect of a relative particle motion during the washing process of granular materials. Transactions of the Filtration Society, 2003. 3.

16. Dell, C. and P. Preece, Some aspects of the Development of the counter current washing col-umn, in I. Chem. E. Symposium. 1980.

17. Fuchs, B., U. Peuker, and W. Stahl, The influence of the pre-dewatering time and the feed-rate of the wash-liquid on the filter-cake washing in the centrifugal field, in AFS-Conference. 2003: Reno, Estados Unidos.

18. Molga, E. and S. Wronski, Dynamic Filtration in Obtaining High Purity Materials. Filtration & Separation 1989. 26: p. 343-347.

19. Cheng, K.-S., F. Tiller, and A. Bagdasarian, Washing in Staged Thin-Cake Filters. Filtration & Separation, 1982. Sept/Oct: p. 119-122.

20. Langeloh, T. and W. Stahl, Der Paddelwäscher-eine saubere Sache, The Paddle washer- a mighty clean washer. Aufbereitungs-Technik, 1988. 6(29): p. 316-323.

21. Trawinski, H., Gegenstromwaschung von eingedickten Suspensionen bei Anwendung wie-derholter Verdünnung und Trennung durch Sedimentation. Verfahrenstechnik, 1974. 1: p. 28-31.

22. Landenfeld, D., Methoden zur Verbesserung der Auswaschung gelöster Verunreinigungen aus Filterkuchen in Verdrängungs- und Übergangsbereich. 1999, Universität Karlsruhe (TH): Karlsruhe.

23. Pei, B., Untersuchungen zum Einfluss von Viskositätsunterschieden bei der Auswaschung eines Wanderbetts, in Institut für mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik. 2002, Universität Karlsruhe (TH): Karlsruhe. p. 60.

24. Rahier, G. and J. Hermia, Influence of Chamber Design and Operating Conditions on the Washing Efficiency of a Filter Press. Filtration & Separation, 1988. Sept/Oct.

25. Heuser, J. and W. Stahl, The Influence of Non-Ideal Effects on Cake Washing. Advances in Filtration and Separation Technology, 1998. 12: p. 555.

26. Rodríguez Machín, L., et al., La conductividad como herramienta para evaluar el funcionamiento del proceso de lavado en cama móvil. Afinidad, 2008. 65(538): p. 457-462.

27. Hoffner, B. and W. Stahl, A Multistage Washing Process Using a Moving Bed, in World Congress on Particle Technology 4. 2002: Sydney, Australia.

28. Hoffner, B. and W. Stahl, Detached Particle Washing: A New Concept Combining Cake Washing and Dilution Washing Characteristics. Fluid/Particle Separation Journal, 2003. 15(2): p. 113.

Autor:

M.Sc. Lizet Rodríguez Machín1,

Dr. Luis Gómez Rodríguez2,

Dr. Raúl Pérez Bermúdez1,

Prof. Dr.-Ing. Bernhard Hoffner3,

Dr. Cándido Enrique Quintana Pérez1,

Liz M. Rios Hidalgo2

1Centro de Estudio Energético y Tecnologías Ambientales (CEETA), Facultad Ingeniería Mecánica, Universidad Central?"Marta Abreu" de Las Villas.

2Facultad Química-Farmacia. Universidad Central?"Marta Abreu" de Las Villas.

3Fachbereich Chemie- und Biotechnologie. Hochschule Darmstadt – University of Applied Sciences. Germany.

Contacto: lizetr[arroba]uclv.edu.cu