Mi a szűrés? Meghatározás és folyamatok

A szűrés olyan folyamat, amely a szilárd részecskéket elválasztja a folyadékoktól vagy gázoktól egy szűrő nevű közeg segítségével.

Hogyan működik a szűrés

A szűrés követelményei a következők:

• Betáplálás – A “betáplálás” egy részecskék szuszpenziója egy folyadékban, amely lehet folyadék vagy gáz.
• Szűrő – A szűrő egy rács, amely nem engedi át a nagy részecskéket. A szűrő pórusmérete és vastagsága határozza meg a megengedett részecskék méretét. A felületi szűrő a részecskéket a tetejére csapja, míg a mélységi szűrő a szűrőben lévő részecskék. A szűrőpapír egy felületi szűrő, míg a homok a mélységszűrő példája. A felületi szűrőn összegyűlt szilárd anyagot “tortának” nevezzük. A befogott részecskék eltömíthetik a szűrőt. Ezt vakításnak nevezzük. A szűrési segédeszközöket néha összekeverik a folyadékkal, vagy a szűrőre helyezik a vakság minimalizálása érdekében. A szűrő segédanyagai közé tartozik a szilícium-dioxid, a cellulóz, a perlit és a diatomaföld.
• Szűrés – A szűrlet az a folyadék, amely áthalad a szűrőn. A szűrés gyakran tökéletlen, ezért gyakran előfordul, hogy néhány részecske kiszökik a szűrletbe.
• Kényszerítés – A szűrés valamilyen típusú erőre támaszkodik az adagoló áthelyezéséhez a szűrőn. Ez lehet gravitációs folyadék lehúzása, nyomás, a keverék szűrőn keresztüli nyomása, vagy a folyadék vákuumszívása a szűrőn.

A szűrés mindennapi példái

A szűrés fontos a laboratóriumban, hogy különítse el és tisztítsa meg az anyagokat, de ez mindennapi életben is gyakori. Íme néhány példa a szűrésre:

• Kávéfőzés – A főzési folyamat során a forró víz áthalad az őrölt kávé fölött. Egy kávészűrő választja el az őrleményeket a kávétól, amely a szűrlet. A tea áztatása ugyanúgy működik, ahol a szűrő egy teazsák (egyfajta papírszűrő) vagy egy teagömb (egy fémszűrő).
• Arcmaszkok – maszkok szűrik a részecskéket, minimalizálva a fertőzött személy kórokozói és külső részecskék belégzése. A pórusméret és -vastagság jelentős tényező a maszk hatékonyságában.
• Vese – A vese biológiai szűrő. A glomerulus kiszűri a részecskéket a vérből. A víz és az esszenciális molekulák újra felszívódnak, míg a nemkívánatos részecskéket lebontják vagy beburkolják és eltávolítják.
• Légszűrők – A légkondicionálók gyakran HEPA-szűrőket használnak a részecskék eltávolításához a levegőből, míg a kemence szűrőket használ, hogy megakadályozzák a fűtés elérését. elemek.
• Vízszűrők – A vízszűrők kiszűrik a nagy részecskéket, amelyek kórokozókat is tartalmazhatnak. Ezek a szűrők általában ioncserét is alkalmaznak a szennyeződések eltávolítására. A víztartó egy természetes vízszűrő, amely tisztítja a vizet, amikor áthalad a homokon és az áteresztő kőzeten.
• Olajszűrők – Az olajszűrők megakadályozzák, hogy a törmelék károsítsa a motorokat.
• Övszűrők – Az övszűrők visszanyerik nemesfémek a bányászatban.
• Akvárium-szűrők – Az akváriumok rostos szűrőket használnak a részecskék megfogására.

A szűrés típusai

A szűrésnek több típusa van . A feladatra a legjobb módszer attól függ, hogy a szilárd anyag szuszpendálva van-e a folyadékban vagy feloldódik-e benne.

• Általános szűrés: Az általános szűrés a szűrés alapvető típusa, amely a gravitáció segítségével húzza át a betáplálást. a szűrő. A kávéfőzők az általános szűrésre támaszkodnak.
• Vákuum- vagy nyomásszűrés: A vákuumszűrés egyik típusában egy Büchner-lombik és -tömlő vákuumot generál, hogy beszívja a takarmányt a szűrőn. Ez a vákuumszűrési rendszer általában segítséget nyújt a gravitációtól. Egy másik típusú vákuumszűrés egy szivattyú segítségével nyomáskülönbséget generál a szűrő oldalai között. A szivattyúszűrőknek nem kell függőlegesnek lenniük.
• Hideg szűrés: A hideg szűrés lehetővé teszi az oldott részecskék összegyűjtését. Ebben a módszerben a gyors hűtés kikristályosítja a szilárd anyagot, így összegyűjthető a szűrőn. A laboratóriumban az oldat hűlése jégfürdőben a szűrés előtt gyakran megcsinálja a dolgot.
• Forró szűrés: Ezzel szemben a forró szűrés a kristályképződés minimalizálására törekszik. A betáplálás, a szűrő és a tölcsér melegítése megakadályozza a kristályok szaporodását, amelyek eltömíthetik a szűrőt, vagy a nem kívánt kristályképződést a szűrletben. A szár nélküli tölcsérek felhasználhatók a forró szűrésben, mert egy hosszú szár nagyobb felületet kínál a kristálynövekedéshez.

Különbség a szűrő és a szita között

A szita olyan eszköz, amely szitával vagy hálóval elválasztja az anyagokat méretük alapján. A szitákat szitáknak vagy szűrőknek is nevezik.A szűrés és a szitálás ugyanazon az elven működik, de a szitán csak egyetlen réteg “lyuk” van. A rosták jó példái a konyhai szűrők és a lisztsziták. Vannak, akik a rostát a felületi szűrők egyikének tekintik, mások pedig külön elválasztási módszereket.

A szűrés alternatívái

Szűrés nem az egyetlen módszer a keverékek szétválasztására. Két alternatíva a dekantálás és a centrifugálás.

A dekantálás során egy keverék elválik a sűrűség és a keverhetőség különbségei alapján. A folyadékot öntik vagy szifonozzák, így a szilárd anyag . A dekantálás előnye, hogy a szűrőközegben semmilyen anyag nem veszik el. De a dekantálás nem minden keveréknél működik.

A centrifugálás centrifugális erővel választja el a keverék komponenseit méret, sűrűség és viszkozitás alapján. Centrifugálás után a szilárd anyagok szilárd pogácsát képeznek. A folyadék dekantálásával kevesebb folyadék vagy szilárd anyag veszteséget okoz centrifugálás után.