Uma das grandes dificuldades enfrentadas pelos Técnicos e Engenheiros para a especificação e dimensionamento de filtros para aplicações específicas e que necessitam de um certo grau de performance dos equipamentos, para se conseguir a pureza do filtrado necessário ao processo, está em conseguir identificar as condições de operação e as informações necessárias para se efetuar a escolha do equipamento adequado para se atingir a qualidade final do filtrado.
Entende-se por especificação, como uma escolha e identificação do tipo de filtro a ser utilizado, seu princípio de funcionamento, vantagens e cuidados que devem ser considerados para que na aplicação, o equipamento escolhido desempenhe com um certo grau de facilidade e economia, o trabalho exigido pelo processo. Por dimensionamento entende-se como a adequação do filtro especificado às condições de operação do processo.

A filtração pode ser classificada de diferentes formas:

1 - Pela força impulsora: gravidade; pressão induzida; vácuo; centrífuga.
2 - Pelo mecanismo: sólidos retidos na superfície do elemento filtrante, sobrepondo-se por meio de comandos subseqüentes, formando uma torta (bolo) de espessura crescente (filtro de superfície). Sólidos que são retidos dentro dos poros ou internamente no corpo do meio filtrante (filtro de profundidade).
3 - Pela função: a finalidade é secagem de sólidos, (a torta é produto principal) a finalidade é a clarificação do fluido (o filtrado é o produto principal).
4 - Pelo ciclo de operação: intermitentes ou contínuos.
5 - Pela natureza dos sólidos: compressíveis ou incompressíveis.

As informações como tipo de particulado, características físicas, comportamento em relação à pressão são fundamentais para identificarmos qual a influência que a torta formada ao longo da operação de filtragem exercerá sobre o comportamento da perda de carga do filtro; como esta perda de carga estará influenciando no processo e qual a periculosidade que deverá ser considerada no plano de manutenção e limpeza do filtro para que a produtividade no processo sofra o menor prejuízo possível.
O diâmetro médio da partícula, bem como o menor diâmetro a ser retido, nos ajudará a determinar o tipo de filtro a ser utilizado: tipo superfície ou tipo profundidade. A concentração (%) na solução a ser filtrada, do particulado a ser retido, bem como a densidade da partícula, nos fornece informações sobre a velocidade de formação da torta (velocidade de aumento da espessura da torta), bem como a sua disposição ao longo do elemento filtrante, o que definirá a vida útil do elemento filtrante para o processo, indicando o tempo necessário para a sua manutenção ou substituição.
A viscosidade do fluido a ser filtrado é um limitante para a especificação de alguns tipos de filtro, fluidos viscosos tenderão a ser de difícil filtragem, principalmente quando possuem características corrosivas.
Como podemos verificar acima, uma boa especificação e dimensionamento de um filtro para determinado processo deverá sempre considerar todos as possibilidades de variação de formação da torta, e as influências que a mesma poderá exercer sobre a operação de filtração e ao processo.
A filtração normalmente proporciona a formação de uma camada (torta ou bolo) de partículas sólidas sobre a superfície e/ou no corpo poroso do elemento filtrante, o qual uma vez formada, age como elemento filtrante. A espessura desta camada aumenta à medida que o processo de filtração se desenvolve, permitindo o fluxo da solução a ser filtrada pelos canais de passagem formados no interior da torta. O fluxo da solução através desses canais é sempre laminar, podendo portanto, ser representado pela equação da continuidade de Poiseville:

A velocidade de filtragem também poderá ser expressa por W, que é a massa de sólidos da torta seca, correspondente ao volume do filtrado.

Como todos sabemos, a filtração é uma operação unitária mecânica, e independente do tipo de equipamento utilizado, a operação caracteriza-se pelo aumento gradual de camadas sobrepostas de massa a ser retirada, a qual forma um bolo (torta) sobre o meio filtrante, e a resistência ao fluxo do fluido aumenta progressivamente à medida que se avança a operação.

A característica da filtração poderá ser:
- Filtração à pressão constante
- Filtração à vazão constante
- Filtração mista

Efetuando-se uma filtração à pressão constante (filtração por meio de bomba), a vazão diminui à medida que cresce a espessura da torta. As tortas de filtração podem ser divididas em duas classes: compressíveis e incompressíveis. Deve-se ter cuidado com este tipo de filtração, quando a torta formada é composta por partículas compressíveis. Nesses casos, recomenda-se que a filtração seja iniciada em pressão baixa para que a pressão diferencial não aumente rapidamente devido à compactação da torta, tornando-a pouco permeável. O aumento gradativo da pressão do fluido de acordo com o aumento de espessura da torta mantém a vazão do filtrado constante. No caso de tortas incompressíveis, a resistência ao fluxo do fluido não exerce grande influência na vazão do filtrado ou na pressão diferencial do filtro. No entanto, em tortas compressíveis, a formação da torta contribui para o aumento da pressão diferencial, devido sua maior densidade e conseqüentemente, maior resistência ao fluxo do fluido.
Pretendemos com isto, alertar aos profissionais que utilizam este tipo de operação unitária, para a importância das experiências laboratoriais e de campo, e do conhecimento da técnica de filtragem, bem como todas as variáveis envolvidas, para se efetuar uma boa especificação e dimensionamento de filtros com o objetivo de se ter um processo seguro e com alta produtividade.

Referências Bibliográficas

Tecnologia Química - F.A. Henglein - URMO.S.A de Ediciones
Chemical Engineer's Handbook - Perry/Chilton - MacGraw-Hill
Principios de Operaciones Unitarias - A.S. Foust - C.E.C.S.A.
Oparaciones Básicas de la Ingeniería Qwuímica - G.G. Brown - Ed. Marin, S.A.
Manual de Operações Unitárias = R. Gomide