Filtrasyon a, ayırma işlemi bir olan bir karışımını oluşturan maddeleri ayırmak için bir faz sıvı ve bir faz bir katı bir ortam yoluyla gözenekli .
Bir filtrenin kullanılması , heterojen karışımın filtrenin deliklerinden daha büyük olan parçacıklarının ( gözeneklilik ) tutulmasına izin verir . Filtreleme işlemine tabi tutulan sıvıya filtrat veya permeat adı verilirken, filtre tarafından tutulan fraksiyona kalıntı , retentat veya kek adı verilir .
Filtrasyon ayrıca , su, su tablasına ulaşmak için bir kum veya tortu yatağına girdiğinde meydana gelen pasif doğal arıtma veya bulanıklık azalması fenomenine de atıfta bulunabilir .
Filtrasyon, gıda endüstrisinde , kimyada , eczacılıkta ve başta sucul olmak üzere birçok hayvan türü tarafından yaygın olarak kullanılan bir tekniktir . Hayvanları süzerek beslemede ( süngerler , çift kabuklular vb.), Aktif bir besleme şeklidir . Böbrek de bir filtre fonksiyonunu yerine getirir.
İki ana filtreleme tekniği vardır:
Filtreleme işlemini, filtrenin gözeneklerinin boyutuna bağlı olarak farklı şekilde adlandırabiliriz:
Gözenek çapı 0,22 µm'den (220 nm) az olduğunda, mikroorganizmaların tutulmasına izin veren sterilize edici filtrasyondan bahsediyoruz .
Bu ise , mekanik bir olgu normalde bilinen ve yüzey olarak süzme . Filtre, benzer çaplarda kalibre edilmiş gözeneklerle delinmiş bir zardır . Filtre, çapı gözeneklerin çapından daha büyük olan tüm parçacıkları tutar. Ekran filtresinden veya membran filtreden bahsediyoruz.
Bu tekniğin avantajı, sıvıları tutmamasıdır. Dezavantajlar:
Tıkanma sorununun üstesinden gelmek için üç tür çözüm vardır:
Ayrıca, filtrenin tıkanmasının, ikincisi üzerinde bir kek oluşumuna yol açmasının, filtrasyonun önemli bir unsuru olduğu, çünkü bu kekin kendisi bir filtre elemanı haline geldiği de not edilebilir. Filtrenin tıkanmasını / tıkanmasını kontrol etmek çok daha önemlidir.
Aksi takdirde derinlik filtrasyonu denir . Bu mekanizma, boyutu gözeneklerin çapından daha küçük olabilen filtre partiküllerinin gözenekli ağının içinde tutulmasından oluşur.
Bu a, fiziksel bir fenomen 2 ana faktörler,:
Selüloz, yün, pamuktan yapılmış filtreler.
Ana avantaj, yüksek tutma kapasitesidir.
Dezavantajlar:
Ters ozmoz, filtrelenecek sıvıya basınç uygulanarak ozmotik gradyanın tersine yarı geçirgen bir membrandan filtrasyon işlemidir. Su arıtımı için, özellikle deniz suyunun tuzdan arındırılması ve arıtılmış su üretimi için ve gıda endüstrisinde meyve şurupları, pekmez, şıra, süt vb. Konsantre etmek için kullanılır.
Endüstriyel düzeyde, filtrasyon, özellikle filtrasyonun kristalizasyondan sonra tercih edilen bir ayırma yöntemi olduğu kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır . Filtreleme koşullarına bağlı olarak farklı sistemler mevcuttur
Diğer endüstriyel alanlarda (çimento fabrikaları, dökümhaneler, vb.) Filtreleme genellikle eleme / eleme ile gerçekleştirilir ve filtreler çoğu zaman torbalı filtrelerdir .
Bu, laboratuvarda kullanılan Büchner filtresinin endüstriyel versiyonudur . Filtrelemeden kurutmaya kadar tüm aşamalar aynı ünitede gerçekleştirilebildiği için bu ekipman yaygın olarak kullanılmaktadır.
Filtreden geçen en büyük katı partikülün çapıdır. Mekanizmaya bağlı olarak, ortalama gözenek çapından (tarama için) veya tutma eşiğinden (adsorpsiyon için) bahsedeceğiz.
Ortalama gözenek çapıGözeneklilik, filtre tarafından tutulan partiküllerin maksimum çapıdır. Gözeneklilik, aşağıdaki formüle göre basınç ölçülerek belirlenir:
İncelenecek filtreyi içeren hermetik olarak kapatılmış bir tüpte basınçlı hava girişi vardır. Filtrenin üst kısmını nemlendirmek için su eklenir. Daha sonra, hava basıncı kademeli olarak arttırılır ve ilk hava balonunun ortaya çıkması için gerekli olan basınç, bu kabarcık noktasıdır, filtreden geçebilecek en büyük partiküllerin boyutunu ve dolayısıyla özgüllüğünü belirlemeyi mümkün kılar. Basıncı daha da artırdıktan sonra, tüm yüzey üzerinde kabarcıklar belirir ve ortalama gözenek çapı elde edilir.
Formülü kullanarak iki gözeneklilik değeri hesaplıyoruz:
Verilen koşullar altında filtreden geçen en büyük katı küresel parçacığın çapıdır. Filtrenin tuttuğu belirli bir çaptaki partiküllerin% 1'ine karşılık gelir.
Birim zamanda toplanan süzüntü miktarına karşılık gelir. Poiseuille formülü teorik olarak onu belirlemeyi mümkün kılar:
3
Gözeneklerin alanı, basıncı ve çapı arttıkça akış artar. Akışkanın viskozitesi ve filtre kalınlığı ile azalır.
Bu akış hızı sabit değildir, çünkü bir tıkanma olayı meydana gelir. Tıkanma, filtre kalınlığını artırarak ve aynı zamanda gözeneklerin çapını azaltarak filtrelemeyi yavaşlatır.
Zaman içinde homojen ve kararlı olmalıdır. Gözeneklerin homojen dağılımı ile filtrenin yapısına bağlıdır ve zamanla çapta değişiklik olmamalıdır.
Üretici tarafından verilen referans değere kıyasla alıkonma yüzdesine (milyon partikül cinsinden) dayalı göreceli keyfi değerdir. Ne yazık ki, farklı filtre üreticileri nominal verimliliği farklı şekilde tanımlamaktadır. Bazıları verimliliği , filtrasyon eşiğine eşit büyüklükteki partiküllerin tutulma yüzdesi temelinde tanımlarken, diğerleri bunu filtrasyon eşiğine eşit veya bundan daha büyük boyutlu partiküllerin tutulma yüzdesine göre tanımlar ki bu açıkça daha yüksek bir değer verir. . Bu tanımların çeşitliliği, kullanıcıların filtreleri karşılaştırmasını çok zorlaştırır.
Belirtilen test koşulları altında filtreden geçen en büyük küresel ve boyutsal olarak kararlı parçacığın çapına karşılık gelir.
Organik filtre yardımcıları, diyatomlu toprak ve perlite bir alternatiftir ve kullanıcıya yeni teknik ve ekonomik avantajlar sunar.
Organik filtre yardımcıları, mükemmel sıvı-katı ayırma kapasitelerine ek olarak özellikle ekonomik, ekolojik, zararsız, güvenilir ve etkilidir.
Aşağıdaki sektörlerde hemen hemen tüm katı sıvı filtrasyonlarını işlemek mümkündür: Kimya ve ilaç endüstrisi, Tarım endüstrisi, İçecekler, meyve suları, alkollü içecekler, Metalurji, metal işleme - Çevre: atık su arıtma, çamur şartlandırma.