Filtrering

Filtrering er processen med at adskille suspenderet fast stof fra en væske ved at få sidstnævnte til at passere gennem porerne i et eller andet stof, kaldet en filter. Væsken, der har passeret gennem filteret, kaldes filtratet. Filtret kan være papir, klud, bomuldsuld, asbest, slagge eller glasuld, ikke-glaseret fajance, sand eller andet porøst materiale.
Filtrering anvendes meget ofte inden for kemisk teknologi, og det giver ofte store vanskeligheder. I de fleste tekniske operationer er bomuldsklud det filtrerende materiale, men lejlighedsvis uld eller hårklæde er nødvendig. Kluden kan fastgøres på en træramme på en sådan måde, at der dannes en lav pose, hvori den uklare væske hældes. Filtratet er i denne lethed først uklart, men bliver snart klart, og derefter returneres den uklare del til filteret. Filtrering forsinkes ofte ved tilstedeværelsen af fine, slimede bundfald eller ved dannelsen af krystaller i kludens mellemrum fra den varme opløsning. Ethvert forsøg på at fremskynde filtrering ved at skrabe eller røre bundfaldet på kluden vil altid få filtratet til at blive uklart.
En bedre form er “posefilteret”, som er en lang, smal hak af twilled bomuld, understøttet af et udvendigt låg af groft, stærkt net, der er i stand til at opretholde en betydelig vægt og hydrostatisk tryk. Disse poser er ofte fem eller seks fod lange og otte inches eller mere i diameter. Den åbne ende af posen er tæt bundet omkring en metallisk ring eller en brystvorte, hvorved det hele hænges op, og hvorigennem væsken, der skal filtreres, indføres. “Når varme væsker filtreres, hænges poserne ofte i dampopvarmede rum, hvor temperaturen er næsten væskens temperatur.
Ved trykfiltrering tvinges væsken gennem filterets mellemrum ved direkte atmosfærisk tryk, luft udtømmes fra modtageren eller ved hydrostatisk tryk, opnået enten ved hjælp af en høj søjle af væsken eller ved hjælp af en kraftpumpe. Ved den første metode, kaldet sugefiltrering, kan væsken tvinges nedad gennem filteret til et modtager; bundfaldet samles på toppen af filteret og bliver en del af filtreringslaget. Dette medfører undertiden vanskeligheder, for partiklerne af visse udfældninger forenes for at danne et uigennemtrængeligt lag. Eller filtratet kan trækkes opad gennem filteret, som er suspenderet i væsken, der skal filtreres; tilstopning sker således ikke så let, da en stor del af bundfaldet bundfældes til bunden af beholderen og ikke kommer i kontakt med filteret, før det meste af væsken id er trukket af.
I teknisk arbejde opnås normalt tryk ved filterpressen (fig. 8 og 8 a). Dette er en stærk jernramme, hvor et antal

øst-jern- eller bronzefilterceller understøttes. Hver celle består af to flade metalplader med hævede kanter adskilt af en hul “afstandsramme” af samme metal. Der er et hul i midten af hver plade og riller på hver overflade, der fører til en åbning i den nederste kant af pladen. Et filter er lavet af to stykker stof, lidt større end pladerne, syet sammen langs kanten af en lille cirkulær åbning, der er skåret i midten af hver. Et stykke af kluden føres gennem hullet i pladen, og derefter fordeles begge stykker glat, en på hver side af pladen.
En anden plade fremstilles på samme måde, og en afstandsramme er blevet placeret mellem dem er den således dannede celle indstillet lodret i presserammen, hvor den understøttes af knaster på hver plade og afstandsramme. “Når det ønskede antal celler er klar, klemmes de tæt sammen ved hjælp af en tung skrue, der passerer gennem den ene ende af presserammen. Således en række celler, foret med filterdug og forbundet med en lige kanal gennem der dannes centrale huller. En kraftig kraftpumpe driver væsken, der skal filtreres ind i cellerne, hvor den passerer fra den ene til den anden, indtil de alle er fyldt. Det hydrostatiske tryk tvinger væsken gennem filtrene ind i rillerne i pladerne, langs hvilken det strømmer og undslipper gennem åbningerne på undersiden af pladen. Sedimentet, der holdes af kluden, samler syg cellen og danner en solid kage, som til sidst fylder hver

celle fuldstændigt. Processen stoppes derefter, cellerne adskilles, og sedimentkagen er fjernet, cellerne returneres til presserammen for at “igen blive taget i brug. Filtratet fanges i et trug.
I en anden form for presse er der i stedet for den centrale åbning et hul i cornel “på hver plade og afstandsramme i en sådan position, at når den placeres i pressen, huller danner en kontinuerlig kanal gennem hjørnet af hele serien af celler.Et lille hul boret på indersiden af hver afstandsramme, vinkelret på kanalens retning, optager væsken ind i hver celle. Filteret er et stykke klud, der er hængt over afstandsrammen på en sådan måde, at begge sider af rammen er dækket. En ramme, der er så dækket, sættes mellem hvert par rillede plader. Små huller skæres i kluden for at svare til kanalen i hjørnerne af cellerne. Filtreringsmetoden er den samme som i de centrale tilførselsmaskiner.

Trykket opnået med kraftpumpen kan kun være et par pund, eller det kan stige til flere hundrede pund pr. kvadrat tomme. Filterpressen kan indeholde fra et dusin til halvtreds eller flere celler, og disse celler kan være så store som fire meter i diameter. Til mange formål er pressen omgivet af spoler eller kapper, hvorigennem damp eller køleopløsninger kan cirkuleres, i henhold til ønsket om varm eller kold filtrering. Filterpressen er meget hurtig og fungerer i vid udstrækning i industrielt kemisk arbejde. Til brug med sure eller ætsende væsker er pladerne og afstandsrammerne ofte dækket med bly eller en legering, der ikke er let korroderet.
Centrifugalmaskinen (fig. 9) udskifter i vid udstrækning filterpressen og andre filtre, især når krystaller skal fjernes. Dette giver den hurtigste metode og efterlader stoffet næsten tørt. Centrifugalmaskinen er en cylindrisk kasse eller kurv (A) af trådgas eller perforeret metalplade, fastgjort 011 en lodret aksel (B), der roterer med en meget høj hastighed. Indholdet af kassen drives til den ydre væg af centrifugalkraften, idet det faste stof tilbageholdes af gazen eller skærmen. Væsken passerer igennem og fanges i en fast skal (C), der omgiver den roterende kurv. Disse maskiner har forskellige størrelser fra 12 til 60 tommer diameter og 8 til 36 tommer kurvedybde. To generelle formularer er i brug: den overdrevne type, hvor drivremskiven (P) er fastgjort i den øverste ende af skaftet over kurven; og den underdrevne type, hvor kurven er placeret på den øverste ende af skaftet, og remskiven nedenunder. I den overdrevne type er det ofte almindeligt at ophænge akslen i fleksible lejer. Således er kurven i stand til at tilpasse sig til enhver ændring i tyngdepunktet forårsaget af ulige belastninger og kører uden vibrationer.
Sandfiltre bruges undertiden til arbejde i stor skala. Disse
er lavet som følger; I en kasse med en perforeret bund sættes et lag af grov grus; dette er dækket af finere småsten; disse
med sand, og en jute eller lærredsklud dækker det hele. Et trærist eller jernrist tilføjes for at beskytte filteret, når sedimentet skyves ud. Filteret placeres ofte over en beholder, hvorfra luften kan være udtømt, hvilket giver trykfiltrering om nødvendigt.