Филтриране

Лабораторен вакуумфилтър
(Бюхнерова фуния, свързана с вакуумна помпа)

Под филтриране се разбира метод за разделяне на твърди частици от даден флуид (газ или течност). Разделянето се извършва с помощта на пореста преграда (напр. филтрираща тъкан), която пропуска флуида, но задържа частиците с диаметър, по-голям от размера на порите. Частиците се натрупват с времето и образуват утайка. Филтрирането обикновено изисква разлика в наляганията от двете страни на преградата, за да се преодолее съпротивлението на тъканта и утайката. Когато от едната страна на преградата е приложен вакуум, методът се нарича вакуум-филтриране.

Апаратите или приспособленията за филтриране се наричат филтри. Примери от бита са филтър за кафе, маслен и въздушен филтър на автомобила, филтър за прахосмукачка и др. В индустрията се прилагат напр. нуч-филтър, филтър-преса, ръкавни филтри и др. При тези апарати постепенно се натрупва утайка, с течение на времето съпротивлението на филтъра нараства, докато стане толкова голямо, че филтрирането е невъзможно. Това налага периодична смяна на филтъра или ръчно или механизирано отстраняване на утайката, т.е. прекъсване на процеса. Прилагат се и филтри с непрекъснато действие, като напр. барабанен вакуум-филтър. При него от едната страна на въртящия се барабан се извършва филтрирането, от другата страна с помощта на острие се изстъргва утайката. Възможна е и междинна промивка на утайката.

Използван филтър за кафе
Въздушен филтър на автомобил
Маслен филтър (само филтърната тъкан)

Филтърната преграда може да бъде тъкан (плат от естествени или синтетични влакна), филтърна хартия, керамична или метална пяна, насипен материал (напр. пясък или чакъл в пречиствателните станции, ечемичени зърна при филтрирането на маишовата каша в пивоварството) и др.

Колкото по-голяма е площта на преградата, толкова по-ниско е съпротивлението (падът на налягането) на филтъра. Затова често преградата е нагъната под формата на „хармоника“ за увеличаване на работната площ (напр. при масления филтър).

Филтър-преса
Ръкавен филтър
Барабанен вакуум-филтър

Теоретичното изчисление на процеса на филтриране е трудно и зависи от много фактори (вискозитет на флуида, размер на частиците, размер на порите, приложеното налягане и др.). Затова в индустрията се събират предварително експериментални данни, получени с материала и при условията, при които ще се филтрира. С тяхна помощ се определят константите K и C в уравнението на филтрирането ^[1]:

V² + 2CV = Kτ, където

V е обемът на филтрата, преминал през 1 m² филтрираща повърхност за време τ
τ е продължителността на филтрирането

Горното уравнение важи за константно приложено налягане (ΔP = const.) и позволява мащабиране на процеса и оразмеряване на филтъра.

Вижте също

Източници

↑ Павлов, К.; Романков, П.; Носков, А.; Примери и задачи по процеси и апарати в химическата технология, Трета глава: Хидромеханични методи за разделяне..., Филтруване; Издателство „Техника“, София, 1990

[1] Павлов, К.; Романков, П.; Носков, А.; Примери и задачи по процеси и апарати в химическата технология, Трета глава: Хидромеханични методи за разделяне..., Филтруване; Издателство „Техника“, София, 1990

[1]