Фильтрование (от лат. filtrum — войлок, англ. filtration, фр. filtration) — процесс разделения неоднородных систем (например, суспензия, аэрозоль) при помощи пористых перегородок, пропускающих дисперсионную среду и задерживающих дисперсную твёрдую фазу.
Фильтрование жидкостей в лаборатории проводят с помощью воронок, в которые вкладывается специальная фильтровальная бумага.
Фильтрование осуществляется либо в режиме постоянной разности давлений (например, вакуум-фильтры), либо в режиме постоянной скорости (например, рамный фильтр-пресс).
Все современные способы очистки можно разделить укрупнённо на две группы: механические фильтры, являющиеся перфорированной перегородкой той или иной конструкции, и очистители в силовых полях (гравитационные, центробежные, магнитные, электростатические). Недостатком первых является малая грязеёмкость, увеличение перепада давления по мере забивания отверстий или пор в перегородке, наличие байпасного клапана, перепускающего без очистки часть жидкости из линии загрязнённой жидкости в линию очищенной жидкости, ограничения по степени загрязнённости, подаваемой на очистку жидкостей, большие габаритные размеры, увеличивающиеся по мере увеличения пропускной способности или тонкости очистки, и др. Всё это приводит к необходимости периодической замены или регенерации фильтрующего элемента, встройки сигнальных устройств и т. п. Следует попутно отметить, что запылённость окружающей среды зачастую настолько велика, что простая замена фильтроэлементов в гидросистемах вносит загрязнений больше, чем изнашивание за всё время эксплуатации.
Очистка в силовых полях при достаточно большой грязеёмкости имеет свои недостатки. К ним относятся для гравитационной очистки (осаждения) большое время на очистку, большие площади очистительных ванн, малая производительность, зависимость от плотности частиц, температурных и других условий; для центрифуг — сложность конструкции, невозможность встройки непосредственно в технологический цикл, необходимость периодической разборки для очистки с последующей балансировкой, огромные энергетические затраты на очистку и др.; для магнитной очистки — отбор в основном ферромагнитных частиц, необходимость в малой скорости обтекания (до 0,01 м/с), тонкость слоя жидкости, в котором магнитное воздействие эффективно, невозможность удерживания на магните большой массы уловленных частиц, зависимость от температуры, ударов (для постоянных магнитов) и др.; для электростатической очистки — возможность работы только в токонепроводящих жидкостях, низкая производительность.
Выходом из этого положения в области очистки различных жидкостей явился принцип гидродинамической очистки. В её основе лежит создание возле каждой ячейки фильтроэлемента потоков, которые позволяют проникнуть через отверстие только частицам, размер которых заведомо (в 3÷10 раз) меньше размера отверстия. Более крупные частицы сбрасываются из фильтра или складируются в бункере. Реализуется основной принцип: задача фильтра не в том, чтобы задержать на поверхности фильтроэлемента недопустимо крупные частицы, а в обеспечении чистоты жидкости, прошедшей через фильтр. Благодаря такому принципиальному решению фильтроэлемент не засоряется и не требует технического обслуживания в течение длительного времени работы, не нуждается в сменных элементах либо периодической регенерации, имеет меньший и постоянный перепад давления, большую пропускную способность.
В технике фильтрование осуществляют в специальных аппаратах — фильтрах, снабжённых пористыми фильтровальными перегородками, которые пропускают жидкость или газ, но задерживают твёрдую фазу (например, рукавные фильтры).
Разделение суспензий или аэрозолей производят с помощью пористых перегородок, пропускающих жидкость или газ.
В качестве фильтрующего материала применяют специальные лабораторные фильтры из фильтровальной бумаги. В промышленности используют фильтровальные ткани (напр. бельтинг), пористые вещества (например, фильтры из прессованного титана, асбеста, пористого стекла, полимеров и др.).
| Химическое лабораторное оборудование | ||
|---|---|---|
| Лабораторная посуда | Аллонж · Аппарат Киппа · Бюкс · Бюретка · Воронка · Колба · Кювета · Мензурка · Осушающая трубка[en] · Пипетка · Пробирка · Реторта · Сосуд Дьюара · Сосуд Ландольта · Стакан · Тигель | |
| Аппаратура для разделения | Абсорбер · Дистиллятор · Роторный испаритель · Скруббер · Фильтр · Хроматограф · Центрифуга · Эксикатор · Экстрактор Сокслета | |
| Средства измерения | Ареометр · Весы · Вискозиметр · Калориметр · Индикаторы pH · Пикнометр · Спектрофотометр · Термометр · Фотоколориметр · Эвдиометр | |
| Различная аппаратура | Вакуумный насос · Водяная баня · Вытяжной шкаф · Горелка Бунзена · Масс-спектрометр · Микроскоп · Печь · Спиртовка · Химический реактор · Холодильник · Штатив | |
| Безопасность | Защитные очки · Огнетушитель · Перчатки · Респиратор · Халат | |
Фильтрование.
