Filtrace

Filtrace je proces oddělování suspendované pevné látky od kapaliny tím, že kapalina projde póry nějaké látky, která se nazývá filtr. Kapalina, která prošla filtrem, se nazývá filtrát. Filtrem může být papír, tkanina, vata, azbest, struska nebo skelná vata, neglazovaná kamenina, písek nebo jiný porézní materiál.
V chemické technologii se často používá filtrace, která často přináší velké potíže. Ve většině technických operací je filtračním materiálem bavlněná tkanina, ale občas je nutná vlněná nebo vlasová tkanina. Látka může být upevněna na dřevěném rámu tak, že se vytvoří mělký vak, do kterého se nalije zakalená kapalina. V tomto případě je filtrát nejprve zakalený, ale brzy se vyjasní a potom se zakalená část vrací zpět na filtr. Filtrace se často zpomaluje přítomností jemných, slizkých sraženin nebo tvorbou krystalů v mezerách látky z horkého roztoku. Jakýkoli pokus o urychlení filtrace seškrábáním nebo promícháním sraženiny na hadříku vždy způsobí zakalení filtrátu.
Lepší formou je „vakový filtr“, což je dlouhá, úzká hadrová keprová bavlna podporováno vnějším krytem z hrubého, silného síťovinu, schopného udržet značnou hmotnost a hydrostatický tlak. Tyto tašky jsou často pět nebo šest stop dlouhé a osm palců nebo více v průměru. Otevřený konec vaku je pevně svázán kolem kovového prstence nebo vsuvky, kterým je celek zavěšen a skrz který je přiváděna kapalina, která má být filtrována. „Když jsou horké kapaliny filtrovány, vaky jsou často zavěšeny v parou vyhřívaných místnostech, jejichž teplota je téměř stejná jako teplota kapaliny.
Při tlakové filtraci je kapalina vytlačována skrz filtry přímým atmosférickým tlakem, vzduch, který je odváděn z přijímače, nebo hydrostatickým tlakem získávaným buď pomocí vysokého sloupce kapaliny, nebo silovým čerpadlem. První metodou, nazývanou sací filtrace, může být kapalina vytlačována dolů filtrem do přijímač; sraženina se hromadí na horní části filtru a stává se součástí filtrační vrstvy. To někdy způsobuje potíže, protože částice určitých sraženin se spojí a vytvoří nepropustnou vrstvu. Nebo může být filtrát tažen nahoru přes filtr, který je suspendován v kapalině, která má být filtrována; k ucpávání tak nedochází tak snadno, protože velká část sraženiny se usazuje na dně nádoby a nepřichází do styku s filtrem, dokud většina kapaliny ID bylo odtaženo.
V technických pracích je tlak obvykle získáván filtračním lisem (obr. 8 a 8 a). Jedná se o silný železný rám, ve kterém je podporována řada

filtrů na východ nebo železo. Každá buňka je složena ze dvou plochých kovových desek se zvýšenými okraji, oddělených dutým „distančním rámem“ ze stejného kovu. Ve středu každé desky je otvor a drážky na každém povrchu vedou k otvoru na spodním okraji desky. Filtr je vyroben ze dvou kusů látky, o něco větších než talíře, které jsou sešity podél okraje malého kruhového otvoru vyříznutého ve středu každého z nich. Jeden kus látky prochází otvorem v desce a poté se oba kusy plynule rozloží, jeden na obě strany desky.
Stejným způsobem se připraví další deska a umístí se distanční rámeček mezi nimi je takto vytvořená buňka umístěna svisle do lisovacího rámu, kde je podepřena výstupky na každé desce a distančním rámu. „Když je požadovaný počet článků připraven, jsou pevně sevřeny pomocí těžkého šroubu, který prochází jedním koncem rámu lisu. Tedy řada článků, lemovaných filtračním hadříkem a spojených přímým kanálem skrz vytvoří se centrální otvory. Výkonné silové čerpadlo pohání kapalinu, která má být filtrována, do buněk, kde prochází z jedné do druhé, dokud nejsou všechny naplněny. Hydrostatický tlak tlačí kapalinu přes filtry do drážek v deskách, podél kterého teče a uniká otvory na spodní straně desky. Sediment zachycený látkou se shromažďuje v cele a vytváří pevný koláč, který nakonec vyplní každý

buňka úplně. Proces je poté zastaven, buňky rozebrány a koláč sedimentu odstraněn, buňky jsou vráceny do lisovacího rámu, aby byly „znovu uvedeny do provozu. Filtrát je zachycen v korytě.
V jiné formě lisu je místo centrálního otvoru v korne „otvor“ každé desky a distančního rámu v takové poloze, že při umístění do lisu otvory tvoří souvislý kanál v rohu celé řady buněk.Malý otvor vyvrtaný na vnitřní straně každého distančního rámu, kolmý ke směru kanálu, vpouští kapalinu do každé buňky. Filtr je kus látky zavěšený nad distančním rámem tak, že jsou obě strany rámu zakryty. Takto zakrytý rám se vloží mezi každou dvojici drážkovaných desek. V hadříku jsou vyříznuty malé otvory, které odpovídají kanálu v rozích buněk. Způsob filtrace je stejný jako u centrálních podavačů.

Tlak získaný silovým čerpadlem může být jen několik kilogramů nebo může stoupat na několik set liber na čtvereční palec. Filtrační lis může obsahovat od tuctu do padesáti nebo více buněk a tyto buňky mohou mít průměr až čtyři stopy. Pro mnoho účelů je lis obklopen cívkami nebo plášti, kterými mohou cirkulovat páry nebo chladicí roztoky, podle toho, jak je požadována horká nebo studená filtrace. Filtrační lis je ve své činnosti velmi rychlý
je hojně využíván v průmyslových chemických pracích. Pro použití s kyselými nebo korozivními kapalinami jsou desky a distanční rámy často pokryty olovem nebo nějakou slitinou, která není snadno korodována.
Odstředivý stroj (obr.9) do značné míry nahrazuje filtrační lis a jiné filtry, zvláště když mají být odstraněny krystaly. To poskytuje nejrychlejší metodu a zanechává látku téměř suchou. Odstředivý stroj je válcová skříň nebo koš (A) z drátěného pletiva nebo perforovaného plechu, upevněný 011 svislým hřídelem (B), který se otáčí velmi vysokou rychlostí. Obsah krabice je poháněn odstředivou silou na vnější stěnu, přičemž pevná látka je zadržována gázou nebo sítem. Kapalina prochází a je zachycena ve pevné skořápce (C) obklopující rotující koš. Tyto stroje mají různé velikosti od průměru 12 do 60 palců a hloubky koše od 8 do 36 palců. Používají se dvě obecné
formy: typ s nadměrným pohonem, ve kterém je hnací kladka (P) upevněna na horním konci hřídele nad košem; a typ s nedostatečným pohonem, ve kterém je koš umístěn na horním konci hřídele a kladka dole. U typu s nadměrným pohonem je často zvykem zavěsit hřídel do pružných ložisek. Takto je koš schopen přizpůsobit se jakékoli změně v těžišti způsobené nerovnoměrným zatížením a běhu bez vibrací.
Pro práce ve velkém měřítku se někdy používají pískové filtry. Tyto
jsou vyrobeny následovně; Do krabice s perforovaným dnem se vloží vrstva hrubého štěrku; toto je pokryto jemnějšími oblázky; tyto
pískem a juta nebo plátno pokrývají celek. Když je sediment odhazován, přidá se k ochraně filtru dřevěná rohož nebo železná mřížka. Filtr je často umístěn nad nádobou, ze které může být odsáván vzduch, což v případě potřeby umožňuje tlakovou filtraci