Szűrési kémia

Szűrés: az a folyamat, amelynek során a folyékony vagy gáznemű folyadékban lévő szilárd részecskéket szűrőközeg alkalmazásával távolítják el, amely lehetővé teszi a folyadék átjutását, de megtartja a szilárd részecskéket. A tisztított folyadék vagy a folyadékból eltávolított szilárd részecskék lehetnek a kívánt termék. A vegyi anyagok előállításához alkalmazott egyes eljárásokban mind a folyékony szűrletet, mind a szilárd szűrőpogácsát kinyerik. Más adathordozókat, például elektromosságot, fényt és hangot is szűrhetünk.

A szűrés művészetét a korai emberek ismerték, akik tiszta vizet kaptak egy sáros folyóból azáltal, hogy a folyó vízpartján lévő homokba lyukat csaptak a folyó vízszintje alá. A homok által szűrt tiszta víz beszivárog a lyukba. Ugyanezt a folyamatot nagyobb léptékben és finomításokkal általában használják a városok vízének tisztítására.

A szűrés alapvető követelményei a következők: (1) szűrőközeg; (2) folyadék szuszpendált szilárd anyaggal; (3) olyan hajtóerő, mint például a nyomáskülönbség, amely a folyadék áramlását okozza; és (4) egy mechanikus eszköz (a szűrő), amely tartja a szűrőközeget, tartalmazza a folyadékot, és lehetővé teszi az erő alkalmazását. A szűrőnek külön rendelkezései lehetnek a szűrőpogácsa vagy más szilárd részecskék eltávolítására, a sütemény mosására és esetleg a pogácsa szárítására. A sütemény kezelésére és eltávolítására, a tisztított szűrlet eltávolítására és a folyadék hajtóerejének megteremtésére alkalmazott különféle módszereket különféle módon kombinálják, hogy a szűrőberendezés sokféle változatát előállítsák.

Média szűrése

A szűrőanyagokat két általános osztályra lehet osztani: (1) vékony védőkorlátok, például szűrőkendővel, szűrőszűrővel vagy közönséges laboratóriumi szűrőpapírral; (2) vastag vagy tömeges akadályok, például homokágyak, kokszágyak, porózus kerámiák, porózus fém, valamint a szűrő segédanyag előfestéke, amelyet gyakran használnak a zselatinos csapadékot tartalmazó folyadékok ipari szűrésére.

A vékony szűrőközeg egyetlen gátat kínál, amelyben a nyílások kisebbek, mint a folyadékból eltávolítandó részecskék. Az egyetlen vékony szűrőközeg általában akkor kielégítő, ha a közegen felhalmozódó szilárd részecskék rétegei porózus tortát képeznek, amely áthatol a folyadékra. Ha a szűrőpogácsa zselés vagy a részecskék lágyak és összenyomhatók, nem pedig kemények, a szűrőpogácsa „vak” lehet; vagyis a tortán a pórusok bezárhatják és megállíthatják a szűrést. Ha ez megtörténik, szűrő segédanyagot vagy vastag szűrőközeget, például homokágyat lehet használni.

Ellentétben a vékony közeggel, a vastag szűrőközegben, például egy homokágyban lévő pórusok észrevehetően nagyobbak lehetnek, mint az eltávolítandó részecskék. A részecskék bizonyos távolságon haladhatnak a folyadék kanyargós útja mentén a közegen keresztül, de előbb vagy utóbb be vannak csavarodva a finomabb résekbe a szűrőágyat alkotó részecskék között. Ily módon az eltávolított lágy részecskék eloszlanak a szűrőközeg olyan mennyiségében, amely elegendő a vakítás és a szűrés leállásának megakadályozására. Miután a szilárd anyagok felhalmozódtak, az ágyakat átmoshatjuk tiszta folyadékkal az ágy tisztításához.