El tamaño de un filtro prensa depende de la cantidad de sólidos secos que debe separar, el volumen de torta producido en cada lote y el tiempo disponible para completar cada ciclo. El caudal de pulpa, por sí solo, no permite elegir el equipo. Dos pulpas con el mismo caudal pueden requerir filtros diferentes si cambian la concentración de sólidos, la granulometría, el comportamiento durante la filtración o la humedad objetivo de la torta.
Esta guía explica cómo realizar un cálculo preliminar. El resultado sirve para iniciar la selección y definir las pruebas necesarias; no garantiza que un modelo concreto alcance esa capacidad.
1. Reúna los datos del proceso
Antes de calcular, registre estos datos:
| Dato | Por qué es necesario |
|---|---|
| Caudal de pulpa, m³/h | Indica cuánta pulpa llega al filtro |
| Densidad de la pulpa, t/m³ | Permite convertir el volumen de pulpa en masa |
| Contenido de sólidos secos, % en masa | Determina la masa de sólidos retenidos |
| Horas de operación al día | Determinan la carga diaria |
| Sólidos secos objetivo en la torta, % en masa | Permiten calcular la masa de torta húmeda |
| Densidad aparente de la torta húmeda, t/m³ | Permite convertir su masa en volumen |
| Tiempo del ciclo completo | Determina cuántos lotes se pueden procesar |
| Granulometría, temperatura y comportamiento de la pulpa | Influyen en la velocidad de filtración, la tela y la descarga |
En las fórmulas siguientes se utiliza el contenido de sólidos en masa. Un resultado de laboratorio expresado como porcentaje en volumen no debe introducirse directamente como si fuera un porcentaje en masa.
El ciclo completo incluye llenado, filtración, lavado o soplado con aire si corresponde, apertura, descarga de la torta, limpieza cuando sea necesaria y cierre. Si solo se cuenta el tiempo de bombeo, se sobreestima el número de ciclos posibles.
2. Calcule la carga de sólidos secos
Convierta primero el caudal de pulpa en toneladas de sólidos secos por hora:
Sólidos secos (t/h) = Caudal de pulpa (m³/h) × Densidad de la pulpa (t/m³) × Fracción másica de sólidos secos
Después, calcule la carga diaria:
Sólidos secos (t/día) = Sólidos secos (t/h) × Horas de operación al día
Por ejemplo, un contenido del 20 % de sólidos secos en masa se introduce como 0,20.
Este paso responde a la pregunta principal de capacidad: ¿cuántas toneladas de material seco debe retener el filtro durante el periodo de operación disponible?
3. Determine el número de ciclos
Calcule cuántos ciclos completos caben en la jornada:
Ciclos al día = Horas de operación disponibles al día ÷ Tiempo del ciclo completo (h)
A continuación, distribuya la carga diaria entre esos ciclos:
Sólidos secos por ciclo (t) = Sólidos secos al día (t) ÷ Ciclos al día
Si obtiene un número no entero, revise el programa real de producción. Por ejemplo, un resultado de 4,5 ciclos no significa automáticamente que sea posible completar cinco lotes en un turno. Tenga en cuenta el arranque, las interrupciones y la limpieza programada si no están incluidos en el tiempo de ciclo utilizado.
4. Convierta los sólidos secos en volumen de torta
El filtro debe alojar una torta húmeda, no únicamente los sólidos secos. Calcule primero su masa por ciclo:
Masa de torta húmeda por ciclo (t) = Sólidos secos por ciclo (t) ÷ Fracción másica de sólidos secos en la torta
Después, obtenga el volumen:
Volumen de torta húmeda por ciclo (m³) = Masa de torta húmeda por ciclo (t) ÷ Densidad aparente de la torta húmeda (t/m³)
Si la humedad de la torta se expresa sobre la masa húmeda, réstela del 100 % para obtener la fracción de sólidos secos. Así, una humedad del 30 % en base húmeda equivale al 70 % de sólidos secos, que se introduce como 0,70.
La densidad de la torta y la humedad alcanzable deben medirse o comprobarse mediante ensayos representativos. No son valores constantes para todos los minerales y pulpas.
5. Ejemplo de cálculo preliminar
Los siguientes valores son supuestos didácticos. No proceden de una instalación de XINGAONAI.
| Parámetro | Valor supuesto |
|---|---|
| Alimentación de pulpa | 2 m³/h |
| Densidad de la pulpa | 1,20 t/m³ |
| Sólidos secos en la pulpa | 20 % en masa |
| Tiempo de operación disponible | 8 h/día |
| Tiempo del ciclo completo | 2 h |
| Sólidos secos en la torta | 70 % en masa |
| Densidad aparente de la torta húmeda | 1,50 t/m³ |
Paso A — Sólidos secos por hora
2 × 1,20 × 0,20 = 0,48 t/h
Paso B — Sólidos secos al día
0,48 × 8 = 3,84 t/día
Paso C — Ciclos completos al día
8 ÷ 2 = 4 ciclos/día
Paso D — Sólidos secos por ciclo
3,84 ÷ 4 = 0,96 t/ciclo
Paso E — Masa de torta húmeda por ciclo
0,96 ÷ 0,70 ≈ 1,37 t/ciclo
Paso F — Volumen de torta húmeda por ciclo
1,37 ÷ 1,50 ≈ 0,91 m³/ciclo
Con estos supuestos, se producirían aproximadamente 0,91 m³ de torta húmeda por lote. Esto no significa que baste con elegir un filtro cuyo volumen nominal de cámaras sea exactamente 0,91 m³. El proveedor debe confirmar el volumen útil, el comportamiento de llenado, el margen de diseño y el tiempo de ciclo comprobado con la pulpa real.
6. Compruebe el volumen de cámaras, el área y el diseño
El volumen de las cámaras indica cuánta torta puede alojar el conjunto de placas en un lote. El área de filtración indica la superficie efectiva de tela por la que puede pasar el líquido. Ambos parámetros son importantes, pero describen funciones distintas.
Un área mayor no demuestra, por sí sola, un caudal de producción determinado. La velocidad de filtración depende de la pulpa, el espesor de la torta, el estado de la tela y la presión de operación. Del mismo modo, disponer de suficiente volumen de cámaras no resuelve un ciclo demasiado lento para cumplir la meta diaria. Por ello, los fabricantes utilizan datos del material y pruebas de ciclo; la guía de McLanahan sobre filtros prensa incluye el volumen de cámaras y las condiciones del material entre los factores de selección.
Confirme también la construcción del conjunto de placas. Un filtro de placas y marcos propiamente dicho utiliza placas y marcos separados; los filtros de cámaras rebajadas y los de membrana forman las cámaras de otra manera. Compruebe las dimensiones y la secuencia de operación correspondientes al diseño ofertado.
Al revisar una oferta, solicite el volumen útil de las cámaras, el área efectiva de filtración, la disposición de las placas, los límites de presión de alimentación y el tiempo previsto del ciclo completo para las condiciones ensayadas. El área indicada en una tabla de producto no equivale a una producción verificada.
7. Ensaye la pulpa antes de elegir el modelo definitivo
Una prueba de filtración con una muestra representativa debe determinar:
El tiempo necesario para llenar y filtrar un lote.
La humedad de la torta al final del ciclo propuesto.
La densidad de la torta húmeda y su facilidad de descarga.
La claridad del filtrado.
El material y la permeabilidad adecuados de la tela.
La necesidad de lavado o soplado con aire.
Si las características de la pulpa varían entre turnos o procedencias del mineral, ensaye un intervalo representativo y no solo la muestra más fácil de filtrar. La guía de selección de tela para filtro prensa explica por qué la tela y su ajuste también deben corresponder al proceso.
La bomba de alimentación genera la presión de filtración en el lado de la pulpa. El sistema hidráulico de cierre mantiene comprimido el conjunto de placas. Son funciones diferentes: la presión hidráulica de cierre no debe utilizarse como si fuera la presión de filtración de una prueba.
8. Datos que conviene enviar al solicitar una propuesta
Para pedir a XINGAONAI una recomendación de modelo, envíe el caudal de pulpa, las horas de operación, la concentración de sólidos indicando si se ha medido en masa, la densidad de la pulpa, el material y su granulometría, la humedad objetivo de la torta, el requisito de calidad del filtrado, los ensayos disponibles y las condiciones eléctricas y operativas del emplazamiento. Si ya utiliza un filtro, añada las dimensiones y el número de placas, el volumen de cámaras y los registros de ciclos reales.
Puede consultar el filtro prensa de placas y marcos de XINGAONAI como punto de partida y solicitar después los datos de cámaras y ensayos necesarios para seleccionar el modelo. Si todavía está comparando métodos de deshidratación, consulte criba deshidratadora, filtro prensa y espesador.
