¿Qué es la filtración? Definición y procesos

La filtración es un proceso que separa partículas sólidas de líquidos o gases utilizando un medio llamado filtro.

Cómo funciona la filtración

Los requisitos para la filtración son:

• Alimento: el «alimento» es una suspensión de partículas en un fluido, que puede ser un líquido o un gas.
• Filtro: un filtro es una red que no permite el paso de partículas grandes. El tamaño de los poros y el grosor del filtro determinan el tamaño de las partículas permitidas. Un filtro de superficie atrapa las partículas en la parte superior, mientras que un filtro de profundidad atrapa las partículas partículas dentro del filtro. El papel de filtro es un ejemplo de un filtro de superficie, mientras que la arena es un ejemplo de un filtro de profundidad. El sólido recogido en un filtro de superficie se llama «torta». Las partículas atrapadas pueden obstruir un filtro. A esto se le llama cegamiento. A veces, los auxiliares de filtración se mezclan con el líquido o se colocan sobre el filtro para minimizar el cegamiento. Algunos ejemplos de auxiliares de filtración incluyen sílice, celulosa, perlita y tierra de diatomeas.
• Filtrado: el filtrado es el fluido que pasa a través del filtro. La filtración es a menudo imperfecta, por lo que es común que algunas partículas se escapen al filtrado.
• Fuerza: la filtración depende de algún tipo de fuerza para mover la alimentación a través del filtro. Puede ser la gravedad arrastrando un líquido hacia abajo, la presión empujando la mezcla a través del filtro o succionando el líquido a través del filtro.

Ejemplos cotidianos de filtración

La filtración es importante en el laboratorio para separar y purificar los materiales, pero también es común en la vida diaria. Estos son algunos ejemplos de filtración:

• Preparación de café: durante el proceso de preparación, el agua caliente pasa sobre el café molido. Un filtro de café separa los posos del café, que es el filtrado. La infusión de té funciona de la misma manera, donde el filtro es una bolsita de té (un tipo de filtro de papel) o una bola de té (un filtro de metal).
• Máscaras faciales: máscaras filtran partículas, minimizando el escape de patógenos de una persona infectada y la inhalación de partículas externas. El tamaño y el grosor de los poros son factores importantes en la eficacia de la mascarilla.
• Riñones: los riñones son un filtro biológico. El glomérulo filtra las partículas de la sangre. El agua y las moléculas esenciales se reabsorben, mientras que las partículas indeseables se descomponen o encapsulan y eliminan.
• Filtros de aire: los acondicionadores de aire a menudo usan filtros HEPA para eliminar las partículas del aire, mientras que los hornos usan filtros para evitar que lleguen al calor.
• Filtros de agua: los filtros de agua filtran partículas grandes, que pueden incluir patógenos. Por lo general, estos filtros también utilizan intercambio de iones para eliminar contaminantes. Un acuífero es un filtro de agua natural que limpia el agua a medida que pasa a través de arena y roca permeable.
• Filtros de aceite: los filtros de aceite evitan que los desechos dañen los motores.
• Filtros de correa: metales preciosos en la minería.
• Filtros para acuarios: los acuarios utilizan filtros fibrosos para capturar partículas.

Tipos de filtración

Hay varios tipos de filtración . El mejor método para una tarea depende de si el sólido está suspendido en el fluido o disuelto en él.

• Filtración general: La filtración general es un tipo básico de filtración que utiliza la gravedad para extraer la alimentación. el filtro. Las cafeteras dependen de la filtración general.
• Filtración al vacío o a presión: en un tipo de filtración al vacío, un matraz Büchner y una manguera generan un vacío para succionar el alimento a través del filtro. Por lo general, esta configuración de filtración al vacío recibe ayuda de la gravedad. Otro tipo de filtración al vacío utiliza una bomba para generar una diferencia de presión entre los lados del filtro. No es necesario que los filtros de bomba sean verticales.
• Filtración en frío: la filtración en frío permite la recolección de partículas disueltas. En este método, el enfriamiento rápido cristaliza el sólido para que pueda recogerse en el filtro. En el laboratorio, enfriar la solución en un baño de hielo antes de la filtración a menudo funciona.
• Filtración en caliente: en contraste, la filtración en caliente busca minimizar la formación de cristales. Calentar la alimentación, el filtro y el embudo ayuda a prevenir el crecimiento de cristales que podrían obstruir el filtro o la formación de cristales no deseados en el filtrado. Los embudos sin vástago se utilizan en la filtración en caliente porque un vástago largo ofrece más superficie para el crecimiento de cristales.

Diferencia entre un filtro y un tamiz

Un tamiz es un dispositivo que separa los materiales en función del tamaño mediante una pantalla o malla. Los tamices también se denominan tamices o coladores.La filtración y el tamizado funcionan según el mismo principio, pero un tamiz solo tiene una única capa de «agujeros». Buenos ejemplos de tamices son los coladores de cocina y los tamices de harina. Algunas personas consideran que un tamiz es un tipo de filtro de superficie, mientras que otros los consideran métodos de separación distintos.

Alternativas a la filtración

Filtración no es el único método utilizado para separar mezclas. Dos alternativas son la decantación y la centrifugación.

En la decantación, una mezcla se separa en función de las diferencias de densidad y miscibilidad. El fluido se vierte o se extrae con sifón, dejando el sólido . Una ventaja de la decantación es que no se pierde material en el medio filtrante. Pero la decantación no funciona para todas las mezclas.

La centrifugación utiliza la fuerza centrífuga para separar los componentes de la mezcla según el tamaño, la densidad y la viscosidad . Después de la centrifugación, los sólidos forman una torta firme. La decantación del líquido da como resultado una menor pérdida de líquido o sólido después de la centrifugación.