STRUKE:

filtracija

ilustracija
FILTRACIJA - uređaj za tlačnu filtraciju kroz kolač: 1. ulaz suspenzije pod tlakom; 2. izlaz filtrata; 3. okvir za skupljanje filtarskoga kolača; 4. filtarsko sredstvo; 5. ploča s brazdama za otjecanje filtrata

filtracija (prema filtar), fizikalna separacijska tehnika i tehnološka operacija razdvajanja heterogenih smjesa čvrstih tvari od kapljevitih ili plinovih tvari s pomoću porozne pregrade (filtarsko sredstvo), koja je smještena u prikladnoj napravi ili aparatu (filtru).

Razdvajanje čvrstih od kapljevitih tvari. Filtracijom se djelotvorno rastavljaju suspenzije s pomoću filtarskih sredstava propusnih samo za kapljevitu komponentu (filtrat). Protjecanje kapljevine kroz filtar uzrokovano je razlikom tlaka ispred i iza filtarskog sredstva. Ta se sredstva mogu podijeliti na kruta (sipka kao pijesak ili kompaktna kao keramika) i savitljiva (tekstilno tkanje, netkane tekstilije, tkanje od metalnih žica ili mineralnih vlakana).

U usporedbi s drugim tehnikama odjeljivanja čvrstih od kapljevitih tvari, kao što je npr. sedimentacija, filtracija ima ove prednosti: odjeljivanje čvrstih suspendiranih čestica općenito je brže i potpunije, udio vlage filtarskoga kolača malen je (manji od 5%), mogu se odvajati vrlo sitne čestice i čestice male gustoće, filtarski aparati zauzimaju manje prostora. Nedostatak je filtracije njezina razmjerno skupa provedba.

Prilikom filtracije čvrste se čestice zaustavljaju na filtarskom sredstvu, nagomilavaju se i tvore tzv. filtarski kolač, kroz koji kapljevina protječe, ili se adsorbiraju unutar filtarskoga sredstva, pa se prema tome razlikuje filtracija kroz kolač i filtracija kroz filtarsko sredstvo.

Filtracija kroz kolač provodi se kada su ili kolač, ili filtrat, ili oboje produkti koje valja odijeliti i sačuvati. Filtrat protječe u početku samo kroz filtarsko sredstvo, a zatim i kroz stvoreni kolač, kojemu debljina stalno raste i koji pruža otpor protjecanju kapljevine. Ako je tijekom operacije sila koja tjera kapljevinu kroz kolač stalna, količina protekle kapljevine, zbog povećanja otpora s debljinom kolača, stalno opada, a na kraju protjecanje sasvim prestaje. U tom trenutku treba ukloniti kolač. Moglo bi se očekivati da će se u tom procesu zaustavljati i kolač stvarati samo čvrste čestice s promjerom većim od pora filtarskoga sredstva. Međutim, u praksi se pokazalo da je pri filtraciji kroz kolač filtrat bistar i kada se upotrebljavaju filtarska sredstva kojima je promjer pora veći od promjera najmanjih čestica u suspenziji. To je zbog toga što filtarsko sredstvo u fazi stvaranja kolača ne djeluje kao jednostavno sito, nego njegovu ulogu preuzima kolač, koji zadržava čestice svih veličina zbog premoštenja što ih manje čestice stvaraju u njegovoj unutrašnjosti.

Filtracija kroz kolač načelno se razlikuje prema tome provodi li se pod hidrostatskim, sniženim ili povišenim tlakom. Pri filtraciji pod hidrostatskim tlakom (gravitacijska filtracija) protjecanje kapljevine posljedica je hidrostatskog tlaka stupca kapljevine. Uređaji za takvu filtraciju (stacionarni i pokretni gravitacijski filtar) upotrebljavaju se za razdvajanje suspenzija s krupnim česticama, koje stvaraju kolač velike poroznosti. Filtracija pod sniženim tlakom (vakuumska filtracija) provodi se u uređajima s podtlakom ispod filtarske pregrade (vakuumske nuče, lisnati i tanjurasti filtri, filtri s rotirajućim bubnjem, diskom ili beskrajnom vrpcom). Pri filtraciji pod povišenim tlakom (tlačna filtracija) suspenzija se pumpom dovodi na željeni tlak i uvodi u zatvoreni, nepropusni filtar (tlačni lisnati, pločasti i cijevni filtri) ili u niz komora koje se nakon filtracije jedna od druge rastavljaju.

Pri filtraciji kroz filtarsko sredstvo (dubinska filtracija) čvrste se čestice zaustavljaju unutar filtarskoga sredstva, na zrncima pijeska, vlakancima i sl., mimo kojih kapljevina protječe, ili u kapilarama, kroz koje struji, a cilj je filtracije dobivanje čistoga filtrata. Tijekom filtracije djelovanje filtra opada, jer odloženi materijal sprječava daljnju adsorpciju. Dubinska je filtracija ekonomski opravdana za filtraciju suspenzija s malim udjelom čvrste tvari (do 0,1%). Suspenzije s većim udjelom čvrste tvari mogu uzrokovati začepljenje uskih pora i međuprostorâ, što dovodi do većeg gubitka tlaka i duljih razdoblja pročišćavanja. Provedba filtracije kroz filtarsko sredstvo zahtijeva filtre posebne konstrukcije (npr. dubinski disk-filtri, filtri s patronama).

Razdvajanje čvrstih od plinovitih tvari. Filtri za plinove mehanički su uređaji koji plinove čiste propuštanjem kroz porozno filtarsko sredstvo (tkanina, pust, žičano pletivo, porozan papir). Ono zadržava čvrste čestice veće od otvora ili pora, ali i mnogo manje, jer vlakna i niti djeluju slično deflektoru u inercijskim otprašivačima (→ ciklon). Razlikuju se filtri za čišćenje industrijskih plinova (obično sadrže i više od 50 g/m³ praha koji potječe od mehaničkih ili kemijskih operacija i koji često treba hvatati radi daljnje preradbe) i za čišćenje zraka (sadrže manje od 10 g/m³ praha, koji gotovo nikada ne treba hvatati). Filtri za industrijske plinove grade se u obliku vreća, cijevi ili komora od uokvirenih ploča, a rabe se u proizvodnji čađe, cementa i kemijskih proizvoda, u željezarama, talionicama, ljevaonicama, mlinovima, u rudarstvu i dr., dok se filtri za čišćenje zraka (od prašine, dima i sl.) najčešće ugrađuju u sustave za grijanje, ventilaciju i klimatizaciju.

filtracija. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 10.12.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=19635>.