O que é filtração? Definição e processos

Filtração é um processo que separa partículas sólidas de líquidos ou gases usando um meio chamado filtro.

Como funciona a filtração

Os requisitos para filtração são:

• Feed – O “feed” é uma suspensão de partículas em um fluido, que pode ser um líquido ou um gás.
• Filtro – um filtro é uma rede que não permite a passagem de partículas grandes. O tamanho dos poros e a espessura do filtro determinam o tamanho das partículas permitidas. Um filtro de superfície retém as partículas na parte superior, enquanto um filtro de profundidade retém partículas dentro do filtro. O papel de filtro é um exemplo de filtro de superfície, enquanto a areia é um exemplo de filtro de profundidade. O sólido coletado em um filtro de superfície é chamado de “bolo”. Partículas presas podem obstruir um filtro. Isso é chamado de cegueira. Às vezes, os auxiliares de filtro são misturados com o fluido ou colocados no filtro para minimizar a obstrução. Exemplos de auxiliares de filtro incluem sílica, celulose, perlita e terra diatomácea.
• Filtrado – O filtrado é o fluido que passa pelo filtro. A filtração costuma ser imperfeita, por isso é comum que algumas partículas escapem para o filtrado.
• Força – a filtração depende de algum tipo de força para mover a alimentação através do filtro. Isso pode ser a gravidade puxando um fluido para baixo, a pressão empurrando a mistura através do filtro ou a sucção a vácuo do fluido pelo filtro.

Exemplos diários de filtração

A filtração é importante no laboratório para separar e purificar materiais, mas também é comum na vida diária. Aqui estão alguns exemplos de filtração:

• Café – durante o processo de fermentação, a água quente passa sobre o café moído. Um filtro de café separa o pó do café, que é o filtrado. A infusão do chá funciona da mesma maneira, onde o filtro é um saquinho de chá (um tipo de filtro de papel) ou uma bola de chá (um filtro de metal).
• Máscaras faciais – Máscaras de partículas de filtro, minimizando o escape de patógenos de uma pessoa infectada e a inalação de partículas externas. O tamanho e a espessura dos poros são fatores significativos na eficácia da máscara.
• Rins – os rins são um filtro biológico. O glomérulo filtra as partículas do sangue. Água e moléculas essenciais são reabsorvidas, enquanto partículas indesejáveis são quebradas ou encapsuladas e removidas.
• Filtros de ar – os condicionadores de ar costumam usar filtros HEPA para remover as partículas do ar, enquanto o forno usa filtros para evitar que alcancem o aquecimento elementos.
• Filtros de água – os filtros de água filtram partículas grandes, que podem incluir patógenos. Normalmente, esses filtros também usam troca iônica para remover contaminantes. Um aquífero é um filtro de água natural que limpa a água à medida que ela passa pela areia e pela rocha permeável.
• Filtros de óleo – os filtros de óleo evitam que os detritos danifiquem os motores.
• Filtros de correia – Recuperação de filtros de correia metais preciosos na mineração.
• Filtros de aquário – Aquários usam filtros fibrosos para capturar partículas.

Tipos de filtração

Existem vários tipos de filtração . O melhor método para uma tarefa depende se o sólido está suspenso no fluido ou dissolvido nele.

• Filtração geral: a filtração geral é um tipo básico de filtração que usa a gravidade para puxar a alimentação o filtro. Os fabricantes de café dependem da filtragem geral.
• Filtração a vácuo ou de pressão: em um tipo de filtragem a vácuo, um frasco Büchner e uma mangueira geram um vácuo para sugar a alimentação através do filtro. Normalmente, esta configuração de filtração a vácuo obtém ajuda da gravidade. Outro tipo de filtragem a vácuo usa uma bomba para gerar uma diferença de pressão entre os lados do filtro. Os filtros da bomba não precisam ser verticais.
• Filtração a frio: a filtração a frio permite a coleta de partículas dissolvidas. Neste método, o resfriamento rápido cristaliza o sólido para que ele possa ser coletado no filtro. No laboratório, resfriar a solução em um banho de gelo antes da filtração geralmente resolve.
• Filtração a quente: Em contraste, a filtração a quente busca minimizar a formação de cristais. O aquecimento da alimentação, do filtro e do funil ajuda a evitar o crescimento de cristais que podem obstruir o filtro ou a formação indesejável de cristais no filtrado. Os funis sem haste são utilizados na filtração a quente porque uma haste longa oferece mais área de superfície para o crescimento do cristal.

Diferença entre um filtro e uma peneira

Uma peneira é um dispositivo que separa materiais com base no tamanho usando uma tela ou malha. As peneiras também são chamadas de peneiras ou filtros.Filtração e peneiramento funcionam com o mesmo princípio, mas uma peneira tem apenas uma única camada de “orifícios”. Bons exemplos de peneiras são peneiras de cozinha e peneiras de farinha. Algumas pessoas consideram uma peneira um tipo de filtro de superfície, enquanto outras consideram-nos métodos de separação distintos.

Alternativas para filtração

Filtração não é o único método utilizado para separar misturas. Duas alternativas são a decantação e a centrifugação.

Na decantação, uma mistura se separa com base nas diferenças de densidade e miscibilidade. O fluido é derramado ou sifonado, deixando o sólido . Uma vantagem da decantação é que nenhum material é perdido no meio do filtro. Mas, a decantação não funciona para todas as misturas.

A centrifugação usa a força centrífuga para separar os componentes da mistura com base no tamanho, densidade e viscosidade . Após a centrifugação, os sólidos formam um bolo firme. A decantação do líquido resulta em menos perda de líquido ou sólido após a centrifugação.