Филтрација је поступак који се користи за одвајање солидс од течности или гасови користећи филтерски медијум који омогућава течности да прође, али не и чврсту супстанцу. Израз "филтрација" односи се на то да ли је филтер механички, биолошки или физички. Течност која пролази кроз филтер назива се филтрат. Медијум за филтрирање може бити површински филтер, који је чврста супстанца која хвата чврсте честице, или дубински филтер, који је слој материјала који задржава чврсту чврстоћу.
Филтрација је обично несавршен процес. Нека течност остаје на доводној страни филтера или је уграђена у филтер филтер, а неке ситне чврсте честице се налазе кроз филтер. Као хемијска и инжењерска техника, увек постоји неки изгубљени производ, било да се сакупља течност или чврста супстанца.
Примери филтрације
Иако је филтрација важна техника раздвајања у лабораторији, она је такође честа у свакодневном животу.
- Варење кафе укључује пролазак топле воде кроз млевену кафу и филтер. Течна кафа је филтрат. Чај за усисавање је потпуно исти, било да користите врећицу чаја (папирни филтер) или чајну куглу (обично метални филтер).
- Тхе бубрези су пример биолошког филтра. Крв је филтрирана од стране гломерула. Есенцијални молекули се поново апсорбују у крв.
- Клима уређаји и многи усисивачи користе ХЕПА филтере за уклањање прашине и полена из ваздуха.
- Многи акваријуми користе филтере који садрже влакна која скупљају честице.
- Појасни филтери опорављају племените метале током рударства.
- Вода у водоноснику је релативно чиста јер је филтрирана кроз пијесак и пропусну стијену у земљи.
Методе филтрације
Постоје различите врсте филтрације. Који метод се користи зависи у великој мери од тога да ли је чврста супстанца чврсте честице (суспендован) или растворен у течности.
- Општа филтрација: Најосновнији облик филтрације је употреба гравитације за филтрирање смеше. Смеша се сипа одозго на филтерски медијум (нпр. Филтер папир) и гравитација повлачи течност доле. Чврста супстанца је остављена на филтеру, док течност тече испод ње.
- Вакуумска филтрација: А Бухнерова тиквица а црево се користи за стварање вакуума за усисавање течности кроз филтер (обично уз помоћ гравитације). Ово увелико убрзава одвајање и може се користити за сушење чврсте супстанце. Сродна техника користи пумпу за формирање разлике притиска на обе стране филтера. Филтери за пумпе не морају да буду вертикални, јер гравитација није извор разлике притиска на странама филтера.
- Хладна филтрација: Хладна филтрација користи се за брзо хлађење раствора, што је потакнуло да формирање ситних кристала. Ово је метода која се користи када је чврста супстанца у почетку растворен. Уобичајена метода је постављање посуде са раствором у ледену купељ пре филтрације.
- Врућа филтрација: При врућој филтрацији, раствор, филтер и левак се загревају како би се умањило стварање кристала током филтрирања. Лебдови без труна су корисни јер је за раст кристала мања површина. Ова метода се користи када би кристали зачепили левак или спречили кристализацију друге компоненте у смеши.
Понекад се помоћна средства за филтрирање користе за побољшање протока кроз филтер. Примјери помагала за филтрирање су силицијум диоксид, дијатомејска земља, перлит и целулоза. Средства за филтрирање могу се ставити на филтер пре филтрације или помешати са течношћу. Помоћна средства могу спречити зачепљење филтера и могу повећати порозност „колача“ или убацивања у филтер.
Филтрација вс. Сиевинг
Сродна техника одвајања је сито. Сијевање се односи на употребу једне мрежасте или перфорираног слоја за задржавање крупних честица, истовремено омогућавајући пролазак мањих. Супротно томе, током филтрације филтер је решеткаст или има више слојева. Течности прате канале у медијуму да би прошли кроз филтер.
Алтернатива филтрацији
Постоје ефикасније методе одвајања од филтрације за неке апликације. На пример, за веома мале узорке у којима је важно прикупити филтрат, филтер филтер може да упије превише течности. У другим случајевима, превише чврсте материје може бити заробљено у филтрирајућем медијуму.
Друга два поступка која се могу користити за одвајање чврстих материја од течности су декантирање и центрифугирање. Центрифугирање подразумева центрифугирање узорка, који тежи крути део ставља на дно посуде. Ин декантирање, течност се сифрује или излива из круте супстанце након што је испала из раствора. Декантирање се може користити након центрифугирања или самостално.