Quest-ce que la filtration? Définition et processus

La filtration est un processus qui sépare les particules solides des liquides ou des gaz en utilisant un milieu appelé filtre.

Comment fonctionne la filtration

Les exigences pour la filtration sont:

• Alimentation – La «charge» est une suspension de particules dans un fluide, qui peut être un liquide ou un gaz.
• Filtre: un filtre est un réseau qui empêche les grosses particules de passer. La taille des pores et lépaisseur du filtre déterminent la taille des particules autorisées. Un filtre de surface emprisonne les particules sur le dessus, tandis quun filtre en profondeur les emprisonne. Le papier filtre est un exemple de filtre de surface, tandis que le sable est un exemple de filtre en profondeur. Le solide recueilli sur un filtre de surface est appelé le «gâteau». Les particules piégées peuvent obstruer un filtre. Cest ce quon appelle laveuglement. Parfois, des adjuvants de filtration sont mélangés au fluide ou placés sur le filtre pour minimiser laveuglement. Des exemples daides au filtrage comprennent la silice, la cellulose, la perlite et la terre de diatomées.
• Filtrat – Le filtrat est le fluide qui passe à travers le filtre. La filtration est souvent imparfaite, il est donc courant que quelques particules s’échappent dans le filtrat.
• Force – La filtration repose sur un certain type de force pour déplacer l’alimentation à travers le filtre. Il peut sagir de laspiration dun fluide par gravité, de la pression poussant le mélange à travers le filtre ou de laspiration du fluide à travers le filtre.

Exemples de filtration au quotidien

La filtration est importante dans le laboratoire pour séparer et purifier les matériaux, mais cest aussi courant dans la vie quotidienne. Voici quelques exemples de filtration:

• Préparation du café – Pendant le processus de préparation, leau chaude passe sur le café moulu. Un filtre à café sépare le marc du café, qui est le filtrat. Le thé infusé fonctionne à peu près de la même manière, où le filtre est un sachet de thé (un type de filtre en papier) ou une boule de thé (un filtre métallique).
• Masques faciaux – Masque les particules filtrant, minimisant la fuite de les agents pathogènes dune personne infectée et linhalation de particules extérieures. La taille et lépaisseur des pores sont des facteurs importants de lefficacité du masque.
• Reins – Les reins sont un filtre biologique. Le glomérule filtre les particules du sang. Leau et les molécules essentielles sont réabsorbées, tandis que les particules indésirables sont décomposées ou encapsulées et éliminées.
• Filtres à air – Les climatiseurs utilisent souvent des filtres HEPA pour éliminer les particules de lair, tandis que la fournaise utilise des filtres pour les empêcher datteindre le chauffage éléments.
• Filtres à eau – Les filtres à eau filtrent les grosses particules, qui peuvent inclure des agents pathogènes. Habituellement, ces filtres utilisent également léchange dions pour éliminer les contaminants. Un aquifère est un filtre à eau naturel qui nettoie leau lorsquelle passe à travers le sable et la roche perméable.
• Filtres à huile – Les filtres à huile empêchent les débris dendommager les moteurs.
• Les filtres à bande – Les filtres à bande récupèrent métaux précieux dans les mines.
• Filtres daquarium – Les aquariums utilisent des filtres fibreux pour capturer les particules.

Types de filtration

Il existe plusieurs types de filtration . La meilleure méthode pour une tâche dépend de la question de savoir si le solide est en suspension dans le fluide ou dissous dans celui-ci.

• Filtration générale: La filtration générale est un type de filtration de base qui utilise la gravité pour aspirer lalimentation à travers le filtre. Les cafetières reposent sur une filtration générale.
• Filtration sous vide ou sous pression: dans un type de filtration sous vide, un ballon et un tuyau Büchner génèrent un vide pour aspirer lalimentation à travers le filtre. Habituellement, cette installation de filtration sous vide reçoit laide de la gravité. Un autre type de filtration sous vide utilise une pompe pour générer une différence de pression entre les côtés du filtre. Les filtres de la pompe n’ont pas besoin d’être verticaux.
• Filtration à froid: La filtration à froid permet la collecte des particules dissoutes. Dans cette méthode, un refroidissement rapide cristallise le solide afin quil puisse être collecté sur le filtre. En laboratoire, refroidir la solution dans un bain de glace avant la filtration fait souvent laffaire.
• Filtration à chaud: En revanche, la filtration à chaud cherche à minimiser la formation de cristaux. Le chauffage de lalimentation, du filtre et de lentonnoir aide à empêcher la croissance de cristaux qui pourraient obstruer le filtre ou la formation indésirable de cristaux dans le filtrat. Les entonnoirs sans tige trouvent une utilisation dans la filtration à chaud car une longue tige offre plus de surface pour la croissance des cristaux.

Différence entre un filtre et un tamis

Un tamis est un dispositif qui sépare les matériaux en fonction de leur taille à laide dun écran ou dun maillage. Les tamis sont également appelés tamis ou tamis.La filtration et le tamisage fonctionnent sur le même principe, mais un tamis na quune seule couche de «trous». Les tamis de cuisine et les tamis à farine sont de bons exemples de tamis. Certaines personnes considèrent un tamis comme un type de filtre de surface, tandis que dautres les considèrent comme des méthodes de séparation distinctes.

Alternatives à la filtration

Filtration nest pas la seule méthode utilisée pour séparer les mélanges. Deux alternatives sont la décantation et la centrifugation.

Lors de la décantation, un mélange se sépare en fonction des différences de densité et de miscibilité. Le fluide est versé ou siphonné, laissant le solide . Un avantage de la décantation est quaucune matière nest perdue sur le média filtrant. Mais, la décantation ne fonctionne pas pour tous les mélanges.

La centrifugation utilise la force centrifuge pour séparer les composants du mélange en fonction de la taille, de la densité et de la viscosité . Après centrifugation, les solides forment un gâteau ferme. La décantation du liquide entraîne moins de perte de liquide ou de solide après la centrifugation.