Фильтрация

Процесс разделения неоднородных систем за счет «просеивания» их через фильтрующею перегородку носит название фильтрование.

Фильтрацию разделяют на два вида: поверхностную и объемную.

Поверхностную фильтрацию применяют для выделения твердых частиц из раствора, то есть для разделения твердой и жидкой суспензий.

Объемную фильтрацию применяют для осветления напитков, удаления пыли из воздуха и других сред, то есть для разделения коллоидной, жидкой или газообразной фаз коллоидных растворов, золей или аэрозолей.

В качестве фильтрующих элементов используют тканевые салфетки или фиброзные материалы. Хотя отверстия в фильтрующем элементе по сравнению с диаметром частиц, отделяемых от жидкости, относительно большие, жидкости не проходят через отверстия, а улавливаются волокнами фильтрующего элемента или частицами осадка, уже адсорбированными на волокнах фильтрующего элемента, то есть накапливаются на поверхности волокон.

Скорость фильтрования зависит от падения давления при прохождении жидкости через фильтрующие элементы.

Движущей силой процесса фильтрования является перепад давлений АР над перегородкой (или слоем осадка и перегородкой) и под перегородкой. Перепад давления создается при помощи вакуума, давления сжатого воздуха, подачи суспензии механическим путем, например, насосом.

Для предотвращения быстрого забивания основных фильтров часто применяются вспомогательные вещест­ва - диатолит, перлит, целлюлоза, активированный уголь и другие в виде тонкодисперсных или тонковолокнистых веществ. Их наносят тонким слоем на фильтрующую перегородку.

В процессе фильтрования перепад давлений ΔР в большинстве случаев остается постоянным, а сопротивление слоя осадка увеличивается, так что скорость фильтрации V_Ф можно выразить уравнением в м³/(м²с):

где V – количество фильтрата, м³;

F – площадь поверхности фильтрации, м²;

τ - продолжительность фильтрации, с.

Фильтрация широко применяется в пищевой промыш­ленности. В свеклосахарном производстве фильтрованием отделяют осадок от сатурационных соков, в пивоварении отделяют дробину от сусла и осветляют готовый продукт - пиво. Широко применяется фильтрование жидкостей в ви­ноделии, ликероводочном производстве и в производстве соков.

Эффективность фильтрации, так же как и осаждения, оценивают по степени разделения смеси.