Фильтрация — это процесс отделения или удаления нежелательных веществ из жидкости. Такими нежелательными частицами могут быть масла, взвешенные твердые частицы или пары. Для осуществления процесса фильтрации используются различные типы фильтрующих материалов. Фильтры необходимы для удаления примесей, которые могут существовать в твердом, жидком или газообразном состоянии.
В зависимости от характера загрязняющих веществ и движущей силы существует множество методов фильтрации, которые широко используются в промышленности. Несколько распространенных типов методов фильтрации:
Гравитационная фильтрация
Гравитационная фильтрация является простейшей формой фильтрации, которая также известна как общая фильтрация. Он использует гравитационную силу для фильтрации нерастворимых твердых частиц из раствора. Этот метод включает фильтровальную бумагу и стеклянную или полиэтиленовую воронку, закрепленную на железном кольце. Раствор для фильтрации заливается в воронку, которая под действием силы тяжести опускается вниз. Жидкость будет собираться в стакане внизу, в то время как твердые частицы, размер которых превышает поры фильтровальной бумаги, задерживаются в бумаге.
Вакуумная фильтрация
Раствор продавливают через фильтровальную бумагу, применяя вакуум при вакуумной фильтрации. Обычно этот метод фильтрации является быстрым и более эффективным, чем гравитационная фильтрация. Но для этого нужна колба Бюхнера для сбора фильтрата. Эта колба соединена с вакуумом с помощью трубки. Раствор нагнетается в колбу через фильтровальную бумагу, а нерастворимые частицы остаются на бумаге после включения вакуума. Однако в этом методе очень важно использовать фильтровальную бумагу правильного размера.
Центробежная фильтрация
Как видно из названия, центробежная фильтрация использует центробежную силу для фильтрации. Эта сила ощущается, когда объект движется по круговой траектории, которая отталкивает его от центра вращения. Узел центробежной фильтрации состоит из вращающегося барабана, в который закачивается жидкость. Быстрое вращение барабана заставляет нерастворимые твердые частицы перемещаться от центра и задерживаться на стенках, в то время как жидкость вытесняется. Этот метод используется в ряде различных отраслей промышленности для осветления отработанного масла или удаления мелких частиц металла из жидкостей. Кроме того, центробежная фильтрация обеспечивает эффективные результаты с минимальными потерями жидкости.
Горячая фильтрация
Горячая фильтрация выгодна в системах, в которых происходит кристаллизация жидкости во время фильтрации. Кристаллизация останавливает процесс фильтрации и часто приводит к потере продукта. Таким образом, такие жидкости необходимо быстро фильтровать при высоких температурах, чтобы предотвратить кристаллизацию. Воронке дают нагреться, а фильтруемую жидкость доводят до кипения. После этого кипящую жидкость порциями сливают через фильтровальную бумагу. Обычно для этого метода рекомендуются гофрированная фильтровальная бумага и фильтрующая воронка без ножки.
Холодная фильтрация
Холодная фильтрация полностью обратна горячей фильтрации. В этом методе фильтрации ледяная баня используется для быстрого охлаждения жидкости, чтобы ускорить образование кристаллов. Этот метод приводит к образованию очень маленьких кристаллов, а не крупных кристаллов, которые образуются при охлаждении жидкости до комнатной температуры. Некоторые вещества, например, частицы жирных кислот, взвешены в жидкости при низких температурах, что облегчает их фильтрацию. Этот процесс также полезен в пивной промышленности для создания комков белка, которые затем можно удалить.
Фильтрация гранулированных сред
Гранулярная фильтрация – это один из традиционных и простейших методов фильтрации, который использовался веками. Жидкость проходит через слои гранулированных сред, таких как гравий, песок или активированный уголь. Это приводит к постепенному накоплению захваченных твердых частиц в гранулированной среде, которые необходимо периодически удалять с помощью цикла обратной промывки фильтра. Кроме того, этот метод распространен на водоочистных сооружениях и очистных сооружениях.
Механическая фильтрация
Механическая фильтрация — это современный подход, который широко используется в промышленной фильтрации. Он включает в себя прохождение жидкости через промышленный фильтрующий элемент, чтобы избавиться от загрязняющих веществ. В то время как насос или давление в линии создают такую силу. Рукавные фильтры, картриджные фильтры, пористые элементы из спеченного металла, фильтрующие прокладки и фильтровальная ткань являются обычно используемыми фильтрующими элементами для механической фильтрации.
Заключительные слова
Фильтрация – лучший способ получить чистую и чистую жидкость. Некоторые наиболее распространенные методы фильтрации обсуждаются выше. Все они широко используются во всех отраслях промышленности.