Filtración

La filtración es el proceso de separar la materia sólida suspendida de un líquido, haciendo que este último pase a través de los poros de alguna sustancia, llamada filtrar. El líquido que ha pasado a través del filtro se llama filtrado. El filtro puede ser de papel, tela, algodón, asbesto, escoria o lana de vidrio, loza sin esmaltar, arena u otro material poroso.
La filtración se emplea con mucha frecuencia en la tecnología química y, a menudo, presenta grandes dificultades. En la mayoría de las operaciones técnicas, la tela de algodón es el material filtrante, pero ocasionalmente se necesita paño de lana o pelo. La tela se puede sujetar a un marco de madera de tal manera que se forme una bolsa poco profunda en la que se vierte el líquido turbio. El filtrado, en esta facilidad, es turbio al principio, pero pronto se vuelve transparente, y luego la parte turbia se devuelve al filtro. La filtración a menudo se retrasa por la presencia de precipitados finos y viscosos o por la formación de cristales en los intersticios de la tela a partir de la solución caliente. Cualquier intento de acelerar la filtración, raspando o removiendo el precipitado en la tela, siempre hará que el filtrado se vuelva turbio.
Una mejor forma es el «filtro de bolsa», que es una bruja larga y estrecha de algodón trenzado, sostenida por una cubierta exterior de red gruesa y resistente, capaz de soportar un peso y una presión hidrostática considerables. Estas bolsas suelen tener cinco o seis pies de largo y ocho pulgadas o más de diámetro. El extremo abierto de la bolsa se ata con fuerza alrededor de un anillo metálico o un pezón, por el que se suspende el conjunto, y por el que se introduce el licor a filtrar. «Cuando se filtran líquidos calientes, las bolsas a menudo se cuelgan en cuartos calentados con vapor, la temperatura es cercana a la del líquido.
En la filtración a presión, el líquido es forzado a través de los intersticios del filtro por presión atmosférica directa, la aire que sale del receptor; o por presión hidrostática, obtenida por medio de una alta columna de líquido, o por una bomba de fuerza. Por el primer método, llamado filtración por succión, el líquido puede ser forzado hacia abajo a través del filtro en un receptor; el precipitado se acumula en la parte superior del filtro y se convierte en parte de la capa filtrante. Esto a veces causa dificultad, ya que las partículas de ciertos precipitados se unen para formar una capa impermeable. O el filtrado puede ser aspirado hacia arriba a través del filtro, que se suspende en el líquido a filtrar; por lo tanto, la obstrucción no ocurre tan fácilmente, ya que una gran parte del precipitado se deposita en el fondo del recipiente y no entra en contacto con el filtro hasta que la mayor parte del líquido id se ha extraído.
En trabajos técnicos, la presión generalmente se obtiene mediante el filtro prensa (Figs. 8 y 8 a). Se trata de un marco de hierro resistente, en el que se admiten una serie de

celdas de filtro de bronce o hierro del este. Cada celda está formada por dos placas metálicas planas con bordes elevados, separadas por un «marco distanciador» hueco del mismo metal. Hay un agujero en el centro de cada placa y ranuras en cada superficie que conducen a una abertura en el borde inferior de la placa. Un filtro está hecho de dos piezas de tela, ligeramente más grandes que las placas, cosidas juntas a lo largo del margen de una pequeña abertura circular cortada en el centro de cada una. Se pasa un trozo de tela por el orificio de la placa, y luego se extienden suavemente ambas piezas, una a cada lado de la placa.
Se prepara otra placa de la misma manera, y se ha colocado un marco distanciador entre ellos, la celda así formada se coloca verticalmente en el marco de la prensa, donde está soportada por orejetas en cada placa y marco distanciador. «Cuando el número deseado de celdas está listo, se sujetan firmemente por medio de un tornillo pesado, que pasa a través de un extremo del marco de la prensa. Por lo tanto, una serie de celdas, revestidas con tela filtrante y conectadas por un canal recto a través del se forman orificios centrales. Una potente bomba de fuerza impulsa el líquido a filtrar en las celdas, donde pasa de una a otra hasta que se llenan todas. La presión hidrostática obliga al líquido a pasar a través de los filtros hacia las ranuras de las placas, por donde fluye, y escapa por las aberturas en la parte inferior de la placa. El sedimento retenido por la tela se acumula en la celda y forma una torta sólida, que finalmente llena cada uno

celda por completo. Luego se detiene el proceso, se desarman las celdas y se retira la torta de sedimento, las celdas se devuelven al marco de la prensa, para «ser nuevamente puesta en funcionamiento». El filtrado se recoge en una artesa.
En otra forma de prensa, en lugar de la abertura central, hay un orificio en el cornel «de cada placa y marco distanciador en tal posición que, cuando se coloca en la prensa, el los agujeros forman un canal continuo a través de la esquina de toda la serie de celdas.Un pequeño orificio perforado en el interior de cada marco de distancia, en ángulo recto con la dirección del canal, admite el líquido en cada celda. El filtro es un trozo de tela que se cuelga sobre el marco distanciador de tal manera que ambos lados del marco queden cubiertos. Se coloca un marco así cubierto entre cada par de placas ranuradas. Se cortan pequeños agujeros en la tela para que correspondan con el canal en las esquinas de las celdas. El método de filtración es el mismo que en las máquinas de alimentación central.

La presión obtenida por la bomba de fuerza puede ser solo de unos pocos kilos o puede aumentar. a varios cientos de libras por pulgada cuadrada. El filtro prensa puede contener de una docena a cincuenta o más celdas, y estas celdas pueden tener hasta cuatro pies de diámetro. Para muchos propósitos, la prensa está rodeada de bobinas o camisas, a través de las cuales puede circular vapor o soluciones de refrigeración, según se desee la filtración en frío o en caliente. El filtro prensa es muy rápido en su acción y se emplea ampliamente en trabajos químicos industriales. Para usar con líquidos ácidos o corrosivos, las placas y los marcos distanciadores a menudo están cubiertos con plomo o alguna aleación que no se corroe fácilmente.
La máquina centrífuga (Fig. 9) está, en gran medida, reemplazando el filtro prensa y otros filtros, especialmente cuando se deben eliminar los cristales. Esto proporciona el método más rápido y deja la sustancia casi seca. La máquina centrífuga es una caja o cesta cilíndrica (A) de malla metálica o chapa perforada, 011 fijada a un eje vertical (B), que gira a muy alta velocidad. El contenido de la caja es conducido a la pared exterior por la fuerza centrífuga, la materia sólida es retenida por la gasa o pantalla. El líquido pasa a través y es atrapado en una carcasa fija (C), que rodea la cesta giratoria. Estas máquinas son de varios tamaños, de 12 a 60 pulgadas de diámetro y de 8 a 36 pulgadas de profundidad de canasta. Se utilizan dos formas generales de transmisión: la de transmisión excesiva, en la que la polea impulsora (P) se fija en el extremo superior del eje, por encima de la cesta; y el tipo de transmisión inferior, en el que la cesta se coloca en el extremo superior del eje y la polea debajo. En el tipo sobreimpulso, con frecuencia se acostumbra suspender el eje en cojinetes flexibles. De esta forma, la cesta puede ajustarse a cualquier cambio en el centro de gravedad, provocado por una carga desigual, y funciona sin vibraciones.
Los filtros de arena se utilizan a veces para trabajos a gran escala. Estos
se hacen de la siguiente manera; En una caja que tiene un fondo perforado, se coloca una capa de grava gruesa; esto está cubierto con guijarros más finos; éstos por arena, y un paño de yute o lona cubre todo. Se agrega una rejilla de madera o hierro para proteger el filtro, cuando el sedimento se retira con una pala. El filtro a menudo se coloca sobre un recipiente del que puede salir el aire, lo que permite una filtración a presión
si es necesario.