Ce este filtrarea? Definiție și procese

Filtrarea este un proces care separă particulele solide de lichide sau gaze folosind un mediu numit filtru.

Cum funcționează filtrarea

Cerințele pentru filtrare sunt:

• Alimentare – „alimentare” este o suspensie de particule dintr-un fluid, care poate fi fie un lichid, fie un gaz.
• Filtru – Un filtru este o rețea care nu permite trecerea particulelor mari. Dimensiunea porilor și grosimea filtrului determină dimensiunea particulelor permise. Un filtru de suprafață captează particulele deasupra, în timp ce un filtru de adâncime captează particule din filtru. Hârtia de filtru este un exemplu de filtru de suprafață, în timp ce nisipul este un exemplu de filtru de adâncime. Solidul colectat pe un filtru de suprafață se numește „tort” Particulele prinse pot înfunda un filtru. Aceasta se numește orbitoare. Uneori, mijloacele de filtrare sunt amestecate cu fluidul sau plasate pe filtru pentru a minimiza orbirea. Exemple de ajutoare pentru filtrare includ silice, celuloză, perlit și pământ de diatomee.
• Filtrat – Filtratul este fluidul care trece prin filtru. Filtrarea este adesea imperfectă, deci este obișnuit ca câteva particule să scape în filtrat.
• Forța – Filtrarea se bazează pe un anumit tip de forță pentru a muta alimentarea prin filtru. Aceasta poate fi gravitația care atrage un fluid în jos, împinge presiunea amestecului prin filtru sau aspiră fluidul prin vid prin filtru.

Exemple zilnice de filtrare

Filtrarea este importantă în laborator pentru separă și purifică materialele, dar este, de asemenea, obișnuit în viața de zi cu zi. Iată câteva exemple de filtrare:

• Prepararea cafelei – În timpul procesului de preparare, apa fierbinte trece peste cafeaua măcinată. Un filtru de cafea separă măcinile de cafea, care este filtratul. Ceaiul înfierbântat funcționează la fel, în cazul în care filtrul este o pungă de ceai (un tip de filtru de hârtie) sau o minge de ceai (un filtru de metal).
• Măști de față – Maschile filtrează particulele, minimizând evacuarea agenții patogeni de la o persoană infectată și inhalarea particulelor exterioare. Dimensiunea și grosimea porilor sunt factori semnificativi în eficacitatea măștii.
• Rinichi – rinichii sunt un filtru biologic. Glomerulus filtrează particulele din sânge. Apa și moleculele esențiale sunt reabsorbite, în timp ce particulele nedorite sunt descompuse sau încapsulate și îndepărtate.
• Filtre de aer – aparatele de aer condiționat folosesc adesea filtre HEPA pentru a elimina particulele din aer, în timp ce cuptorul folosește filtre pentru a le împiedica să se încălzească. elemente.
• Filtre de apă – Filtrele de apă filtrează particulele mari, care pot include agenți patogeni. De obicei, aceste filtre folosesc și schimbul de ioni pentru a elimina contaminanții. Un acvifer este un filtru natural de apă care curăță apa când trece prin nisip și roci permeabile.
• Filtre de ulei – Filtrele de ulei împiedică resturile să dăuneze motoarelor.
• Filtre de curea – Filtrele de curea se recuperează metale prețioase în minerit.
• Filtre pentru acvariu – Acvariile folosesc filtre fibroase pentru captarea particulelor.

Tipuri de filtrare

Există mai multe tipuri de filtrare . Cea mai bună metodă pentru o sarcină depinde de faptul dacă solidul este suspendat în fluid sau dizolvat în acesta.

• Filtrare generală: filtrarea generală este un tip de bază de filtrare care folosește gravitația pentru a trage hrana prin filtrul. Cafetierele se bazează pe filtrarea generală.
• Filtrarea sub vid sau sub presiune: într-un singur tip de filtrare sub vid, un balon și furtun Büchner generează un vid pentru a aspira alimentarea prin filtru. De obicei, această instalație de filtrare sub vid primește ajutorul gravitației. Un alt tip de filtrare sub vid folosește o pompă pentru a genera o diferență de presiune între părțile laterale ale filtrului. Filtrele pompei nu trebuie să fie verticale.
• Filtrare la rece: filtrarea la rece permite colectarea particulelor dizolvate. În această metodă, răcirea rapidă cristalizează solidul, astfel încât să poată fi colectat pe filtru. În laborator, răcirea soluției într-o baie de gheață înainte de filtrare face adesea trucul.
• Filtrarea la cald: în schimb, filtrarea la cald încearcă să minimizeze formarea cristalelor. Încălzirea alimentării, a filtrului și a pâlniei ajută la prevenirea creșterii cristalelor care ar putea înfunda filtrul sau formarea de cristale nedorite din filtrat. Pâlniile fără tulpină se folosesc în filtrarea la cald, deoarece o tulpină lungă oferă mai multă suprafață pentru creșterea cristalelor.

Diferența dintre un filtru și o sită

O sită este un dispozitiv care separă materialele în funcție de dimensiune folosind un ecran sau o plasă. Site-urile se mai numesc și cerne sau strecurătoare.Filtrarea și cernerea funcționează pe același principiu, dar o sită are doar un singur strat de „găuri”. Exemple bune de site sunt filtrele de bucătărie și filtrele de făină. Unii oameni consideră o sită un tip de filtru de suprafață, în timp ce alții le consideră metode distincte de separare.

Alternative la filtrare

Filtrare nu este singura metodă utilizată pentru a separa amestecurile. Două alternative sunt decantarea și centrifugarea.

În decantare, un amestec se separă pe baza diferențelor de densitate și miscibilitate. Fluidul este turnat sau sifonat, lăsând solidul Un avantaj al decantării este că nu se pierde niciun material pe mediul filtrant. Dar decantarea nu funcționează pentru toate amestecurile.

Centrifugarea folosește forța centrifugă pentru a separa componentele amestecului în funcție de dimensiune, densitate și vâscozitate. După centrifugare, solidele formează o prăjitură fermă. Decantarea lichidului are ca rezultat o pierdere mai mică de lichid sau solid după centrifugare.