Filtrace

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 11. května 2015; kontroly vyžadují 10 úprav .

Filtrace (z lat.  filtrum  - plsť , angl.  filtrace , fr.  filtrace ) - proces oddělování heterogenních ( dispergovaných ) systémů (například suspenze , aerosol ) pomocí porézních přepážek, které umožňují průchod disperzního média a zadržování rozptýleného pevná fáze.

Typy filtrů

Filtrační technika

Filtrace kapalin v laboratoři se provádí pomocí nálevek, do kterých je vložen speciální filtrační papír.

Filtrace se provádí buď v režimu konstantní tlakové diference (např. vakuové filtry ) nebo v režimu konstantní rychlosti (např. rámový kalolis ). K výraznému urychlení filtrace v laboratoři pomáhá vybudování nálevkového hrdla (Buchnerova nálevka, nebo Schottův filtr s porézní skleněnou filtrační deskou-přepážkou) tenkou hadicí inertní k filtrátu, svisle klesající do spodních pater, popř. do studny, co nejdelší (až 10 metrů (někdy i více), ve které (hloubka 10 m) např. vodní sloupec stékající hadicí z nálevky filtrátu (řekněme vody) vytváří podtlak ~ 1 atm, tedy podtlak, i 1,5 m na délku (od nálevky dolů k podlaze) PVC hadice o průměru 4 mm napojená na Schottův trychtýř 5x zrychlila filtraci sedimentu kvůli řídnutí visící 1,5 m kapaliny kolona filtrátu, asi 0,1 atm, a snížení vlivu výšky zbývajícího iniciálu v nálevce nad membránou, v nejjednodušším případě snížení rychlosti filtrace na konci.

Všechny moderní způsoby čištění lze široce rozdělit do dvou skupin: mechanické filtry, které jsou perforovanou přepážkou toho či onoho provedení, a čističe v silových polích (gravitační, odstředivé, magnetické, elektrostatické). Nevýhodou prvního je malá kapacita nečistot, zvýšení poklesu tlaku, protože otvory nebo póry v přepážce jsou ucpané, přítomnost obtokového ventilu, který obtéká část kapaliny z potrubí kontaminované kapaliny do potrubí čištěné kapaliny bez čištění, omezení stupně znečištění dodávaného pro čisticí kapaliny, velké celkové rozměry, zvětšující se s rostoucí průchodností nebo jemností čištění atd. To vše vede k nutnosti periodické výměny nebo regenerace filtrační vložky, instalace signalizace zařízení apod. Je třeba mimochodem poznamenat, že prašnost prostředí je často tak vysoká, že pouhá výměna filtračních vložek v hydraulických systémech přispívá k většímu znečištění než opotřebení po celou dobu provozu.

Čištění v silových polích s dostatečně velkou kapacitou nečistot má své nevýhody. Patří sem: pro gravitační čištění (depozice) - dlouhá doba čištění, velké plochy čistících lázní, nízká produktivita, závislost na hustotě částic, teplotě a dalších podmínkách; u odstředivek - složitost konstrukce, nemožnost integrace přímo do technologického cyklu, nutnost periodické demontáže pro čištění s následným vyvážením, obrovské energetické náklady na čištění atd.; pro magnetické čištění - výběr převážně feromagnetických částic, nutnost nízké rychlosti proudění (do 0,01 m/s), tenkost vrstvy kapaliny, ve které je účinný magnetický efekt, nemožnost udržet velkou masu zachycených látek částice na magnetu, závislost na teplotě, rázu (u permanentních magnetů) atd.; pro elektrostatické čištění - schopnost pracovat pouze v nevodivých kapalinách, nízká produktivita.

Východiskem z této situace v oblasti čištění různých kapalin byl princip hydrodynamického čištění. Je založen na vytváření proudění v blízkosti každé buňky filtračního prvku, které umožňuje pronikání pouze částic otvorem, jejichž velikost je zjevně (3–10krát) menší než velikost otvoru. Větší částice jsou vypouštěny z filtru nebo skladovány v násypce. Provádí se základní princip: úkolem filtru není zadržovat nepřijatelně velké částice na povrchu filtrační vložky, ale zajistit čistotu kapaliny, která filtrem prošla. Díky tomuto zásadnímu řešení se filtrační vložka nezanáší a nevyžaduje údržbu po dlouhou dobu provozu, nepotřebuje výměnu vložek ani periodickou regeneraci, má nižší a konstantní tlakovou ztrátu a velkou průchodnost.

V technologii se filtrace provádí ve speciálních přístrojích - filtrech, vybavených porézními filtračními přepážkami, které propouštějí kapalinu nebo plyn, ale zadržují pevnou fázi (např. pytlové filtry ).

Základní pojmy

Filtrační média

Separace suspenzí nebo aerosolů se provádí pomocí porézních přepážek, které umožňují průchod kapaliny nebo plynu.

Jako filtrační materiál se používají speciální laboratorní filtry z filtračního papíru. Filtrační tkaniny se používají v průmyslu (např . pásy ), porézní látky (např. filtry z lisovaného titanu , azbestu , porézního skla, polymerů atd.).

Viz také

Odkazy