Cómo funciona el filtro prensa de placas

  1. Cómo funciona el filtro prensa de placas

En este artículo veremos cómo funciona un filtro prensa de placas.

El filtro prensa de placas es una máquina industrial que se utiliza en diversos sectores para deshidratar fluidos densos y lodos, separando la parte sólida de la líquida.

El origen de esta máquina se remonta a mediados del siglo XIX en el Reino Unido, donde se utilizaba una forma rudimentaria de prensa para obtener aceite vegetal de las semillas. Y el primer filtro prensa de tipo horizontal automático se remonta incluso a la década de 1850.

El filtro prensa está formado por una serie de placas porosas, recubiertas de tejido drenante: el fluido denso o el lodo se bombean entre las placas y se someten a presión, de modo que la parte líquida pasa a través del tejido mientras que la parte sólida queda retenida por las placas, que luego se abren para permitir la descarga del panel que se forma.

En la práctica, el proceso de prensado mediante filtro prensa genera una reducción volumétrica de las sustancias fluidas que contienen partículas sólidas en suspensión. Este procedimiento permite obtener un lodo muy seco, pero puede ser discontinuo (y, por lo tanto, de baja productividad) y requerir mucha asistencia, lo que repercute en los costes de personal.

Por lo tanto, para optimizar el proceso y mejorar la eficiencia del filtro prensa de placas, es indispensable elegir las mejores bombas para la aspiración y la alimentación de lodos y fluidos densos en el interior del filtro prensa: la gama PEMO Pumps ofrece una amplia selección de bombas en versión vertical, horizontal, sumergible o multietapa, que se pueden adaptar a las necesidades de cada sector.

También es necesario realizar un tratamiento preventivo de los lodos, que suele realizarse con cloruro de hierro y clorhidrato de aluminio, o con polielectrolitos.

El filtro prensa de placas se utiliza en varios contextos industriales, entre ellos:

  • plantas de tratamiento de aguas residuales e industriales;
  • plantas químicas;
  • sector minero y metalúrgico;
  • sector del reciclaje de baterías;
  • sector farmacéutico;
  • sector alimentario.

Partes de un filtro prensa

Los modelos disponibles en el mercado pueden diferir en términos del nivel de automatización requerido y en otros detalles, pero esencialmente comparten la misma estructura básica, que determina el funcionamiento de un filtro prensa de placas.

De hecho, todos los filtros prensa están formados por:

  • un marco, compuesto por un cabezal móvil, un cabezal fijo y un cabezal de gato;
  • diferentes placas filtrantes;
  • un cilindro hidráulico que mueve las placas filtrantes;
  • una unidad de control hidráulico que, a su vez, acciona el cilindro hidráulico;
  • una bomba para alimentar el lodo o el fluido denso en el filtro prensa.

A esta estructura básica se le pueden añadir elementos opcionales, dependiendo del tipo de proceso en el que se inserte el filtro prensa de placas y el grado de automatización deseado.

Estos incluyen, dependiendo del funcionamiento de nuestro filtro prensa de placas:

  • un cuadro eléctrico para el control y la gestión de los ciclos del filtro prensa;
  • un panel para alojar las válvulas de proceso neumáticas;
  • protecciones de seguridad fijas;
  • protecciones de seguridad móviles o barreras fotoeléctricas (para que cualquier intervención en la máquina por parte de los operarios sea segura);
  • un sistema de apertura de las placas filtrantes (desenganche);
  • un sistema para sacudir las placas filtrantes

y otros componentes que pueden variar en función del sector en el que opera el filtro prensa.

Extracción del lodo

La extracción del lodo se realiza a través de una bomba de alimentación del filtro prensa: para entender qué tipo de bomba elegir, es necesario comprender bien cómo funciona el filtro prensa de placas.

La bomba desempeña un papel crucial en el proceso de filtración, incluso más determinante que el del propio filtro prensa: de hecho, si se rompe una tela, o si falla alguna función automática, sigue siendo posible completar la filtración, quizás con un mayor gasto de tiempo. Sin embargo, si la bomba no funciona correctamente, no se puede realizar la filtración.

En las plantas de deshidratación de lodos, en lo que respecta a las bombas de alimentación del filtro prensa, podemos encontrarnos con dos opciones posibles:

  • presencia de dos bombas en secuencia;
  • presencia de una única bomba de alimentación variable.

En el primer caso, la extracción y el tránsito de los lodos se gestionan mediante una bomba centrífuga en la fase de llenado, y una bomba de desplazamiento positivo para la fase final de filtración.

Las bombas centrífugas son especialmente adecuadas en la fase inicial, que requiere un gran caudal pero valores de presión bajos.

La principal ventaja de la segunda opción es que sólo hay que manejar una bomba, lo que puede reducir los costes de funcionamiento.

Procedimiento de filtración

¿Cómo funciona el procedimiento de filtración dentro de un filtro prensa de placas?

Comienza con el cierre del filtro prensa a través de un sistema oleodinámico, compuesto por uno o varios cilindros de empuje que alinean las placas (que son el elemento de soporte de las telas filtrantes) y las mantienen cerca unas de otras ejerciendo una presión muy fuerte: esto también garantiza la estanqueidad y el contraempuje respecto a la ejercida por la bomba de alimentación.

El lodo se bombea a las cámaras que se forman entre las placas, y el líquido en el que está suspendido se empuja a través de una serie de telas, que cubren las paredes de las placas y ejercen la acción de filtración.

Las placas están configuradas de tal manera que permiten la entrada del lodo y la salida del líquido filtrado a través de una serie de orificios situados normalmente en el cabezal fijo.

Cuando el sistema, después de controlar el flujo de agua limpia y la presión de filtración, señala que se ha alcanzado la deshidratación deseada, la bomba de alimentación de lodos se detiene, la presión del lodo se libera y las placas del filtro prensa se separan, permitiendo que los lodos deshidratados salgan en forma de una torta de filtración (también llamada cake o panel).

Limpieza de las placas del filtro prensa

Cuando la duración de los ciclos de filtración es demasiado larga o la presión en la fase inicial de la filtración es demasiado alta, es el momento de limpiar las placas del filtro prensa.

Dependiendo de las características de las placas del filtro prensa y de la frecuencia con la que sea necesario limpiarlas, la limpieza puede realizarse normalmente de dos maneras:

  • utilizando un pulverizador a presión;
  • realizando un lavado con ácido.

El uso de un pulverizador a presión portátil, alimentado con agua fría, tiene la ventaja de no requerir la retirada de las placas del filtro prensa: sin embargo, es necesario ser muy cuidadoso al utilizar este procedimiento, para evitar dañar las telas filtrantes. Para minimizar el riesgo de que se corten accidentalmente, se recomienda utilizar un chorro en abanico, manteniéndose a unos metros de la superficie a limpiar; también se recomienda no utilizar una presión de pulverización excesiva.

El lavado con ácido de las placas se realiza cuando no hay lodo dentro del volumen del filtro prensa, generalmente utilizando ácido clorhídrico diluido al 3-5%. Es un método especialmente práctico cuando es necesario limpiar con frecuencia las placas del filtro prensa.

Funciona por inundación: las placas se cierran entre sí, bajo presión, a través del cilindro hidráulico montado en el cabezal fijo, y luego se introduce el ácido clorhídrico. Todas las válvulas automáticas se cierran para permitir que el ácido actúe sobre las telas filtrantes, eliminando las incrustaciones de ellas.

Una vez completado el proceso de lavado, el ácido se descarga a través de válvulas de descarga especiales y se devuelve al tanque del que se tomó, o se introduce en otro tanque para ser refinado y reutilizado.

Por qué utilizar las bombas Pemo para su filtro prensa

Como hemos visto, la elección de una bomba eficiente es fundamental para garantizar el funcionamiento óptimo del filtro prensa y la posibilidad de realizar un ciclo completo de filtración: el funcionamiento del filtro prensa, en sí mismo, no puede verse comprometido por algún defecto en la máquina o en la automatización, mientras que todo el proceso de filtración ni siquiera puede comenzar si la bomba de alimentación funciona mal.

Todos los modelos básicos de la gama PEMO Pumps pueden adaptarse a este fin: existen más de tres mil configuraciones posibles, lo que realmente permite satisfacer cualquier actividad y cualquier necesidad de manipulación de lodos.

Los modelos de bombas de alta presión para filtros prensa que nuestra empresa ha desarrollado para este fin son más de cuarenta (en las versiones de una, dos o tres etapas, con caudales de hasta 1.100 mc/hora y presiones de hasta 21 bar), y siempre es posible personalizarlos en función de las necesidades del cliente y del sector en el que opera.