Фильтрование

Фильтрованием называется процесс разделения суспензий, пылей и туманов через пористую, так называемую фильтровальную перегородку, способную пропускать жидкость или газ, но задержи­вать взвешенные в них частицы (фильтрация в отличие от фильтро­вания — это движение жидкости или газа сквозь пористую среду).

Фильтрование осуществляется под действием разности давлений перед фильтрующей перегородкой и после нее или в поле центро­бежных сил.

Разность давлений можно получить разными способами: соз­данием избыточного давления над фильтровальной перегородкой либо подсоединением пространства под фильтровальной перегород­кой к вакуумной линии. В этих случаях фильтрование происходит при постоянном перепаде давлений и скорость процесса прямо про­порциональна разности давлений и обратно пропорциональна сопротивлению осадка.

Фильтрование под действием центробежной силы проводят в фильтрующих центрифугах. Фильтрующая центрифуга имеет перфорированный барабан, обтя­нутый внутри фильтровальной тканью. Суспензия под действием центробежной силы отбрасывается на фильтровальную ткань. Дис­персионная жидкая фаза фильтруется через ткань, фильтрат выво­дится из центрифуги, а взвешенные истицы задерживаются на фильтровальной ткани, образуя осадок.

Процесс фильтрования можно разделить на три периода: образо­вание осадка, его уплотнение и отжим.

Интенсивность фильтрования зависит от качества суспензий, полученных на предыдущих стадиях технологического процесса: дисперсной системы с пониженным сопротивлением осадка, без смо­листых, слизистых и коллоидных веществ.

При разделении неоднородных систем фильтрованием возникает необходимость выбора конструкции фильтра или фильтрующей центрифуги, фильтровальной перегородки, режима фильтрования.

В качестве фильтрующих материалов применяют зернистые мате­риалы — песок, гравий для фильтрования воды, различные ткани, картон, сетки, пористые полимерные материалы, керамику и т.д.

По целевому назначению процесс фильтрования может быть очистным или продуктовым.

Очистное фильтрование применяют для разделения суспензий, очистки растворов от различного рода включений. В этом случае целевым продуктом является фильтрат. В пищевой промышленно­сти очистное фильтрование используют при осветлении вина, виноматериалов, молока, пива и других продуктов.

Назначение продуктового фильтрования — выделение из суспен­зии диспергированных в них продуктов в виде осадка. Целевым про­дуктом является осадок. Примером такого фильтрования является разделение дрожжевых суспензий.

При разделении суспензий в зависимости от вида фильтроваль­ной перегородки и свойств самой суспензии фильтрование может происходить

- с образованием осадка на поверхности перегородки,

- с закупориванием пор фильтрующей перегородки,

- с тем и другим явлениями одновременно (промежуточный вид фильтрования).

Фильтрование с образованием осадка на поверхности фильтру­ющей перегородки имеет место, когда диаметр твердых частиц больше диаметра пор перегородки (рис. 1,а). Этот способ осуще­ствим при концентрации твердой фазы суспензии более 1 мас. %, когда создаются благоприятные условия для образования сводиков над входами в поры фильтровальной перегородки. Образованию сводиков способствует увеличение скорости осаждения и концентра­ции твердой фазы в суспензии.

Фильтрование с закупориванием пор (рис. 1,б) происходит, когда твердые частицы проникают в поры фильтровальной перегородки.

Закупоривание пор твердыми частицами наблюдается уже в начальный период процесса фильтрования, что снижает производи­тельность фильтра. Для поддержания ее на должном уровне фильтр регенерируют, промывая обратным током жидкости либо прокали­вая металлические фильтровальные перегородки.

Промежуточный вид фильтрования имеет место в случае одно­временного закупоривания пор фильтровальной перегородки и отложения осадка на поверхности фильтровальной перегородки.

Для повышения скорости фильтрования при разделении суспен­зий с небольшой концентрацией твердой фазы либо содержащих слизистые вещества фильтрование проводят в присутствии вспомо­гательных веществ, препятствующих закупориванию пор фильтро­вальной перегородки. Слой вспомогательного вещества наносят на фильтровальную перегородку перед фильтрованием суспензии. В качестве вспомогательных веществ используют тонкодисперсные угли, перлит, асбест, кизельгур, фиброфло, аксанит и другие мате­риалы.

В зависимости от вида силы, которая используется при протекании процесса фильтрования, различают:

- самотечное фильтрование (под действием силы тяжести - гравитационной силы);

- напорное.

Поиск по сайту: