Filtração

Filtração é o processo de separar a matéria sólida suspensa de um líquido, fazendo com que este passe pelos poros de alguma substância, chamada de filtro. O líquido que passou pelo filtro é denominado filtrado. O filtro pode ser papel, tecido, algodão, amianto, escória ou lã de vidro, faiança não vidrada, areia ou outro material poroso.
A filtração é frequentemente empregada em tecnologia química e freqüentemente apresenta grandes dificuldades. Na maioria das operações técnicas, o tecido de algodão é o material de filtragem, mas ocasionalmente lã ou tecido de cabelo são necessários. O pano pode ser preso a uma moldura de madeira de forma que se forme um saco raso, no qual o líquido turvo é vertido. O filtrado, nesta facilidade, fica turvo a princípio, mas logo se torna límpido, e então a porção turva é devolvida ao filtro. A filtração é freqüentemente retardada pela presença de precipitados finos e viscosos, ou pela formação de cristais nos interstícios do pano, a partir da solução quente. Qualquer tentativa de acelerar a filtração, raspando ou mexendo o precipitado no pano, sempre fará com que o filtrado fique turvo.
Uma forma melhor é o “filtro de mangas”, que é uma longa e estreita mecha de algodão retorcido, suportado por uma cobertura externa de rede grossa e resistente, capaz de suportar um peso considerável e uma pressão hidrostática. Esses sacos geralmente têm um metro e meio de comprimento e 20 centímetros ou mais de diâmetro. A extremidade aberta da bolsa é amarrada firmemente em torno de um anel metálico ou de um bico, pelo qual o todo é suspenso e através do qual o licor a ser filtrado é introduzido. “Quando os líquidos quentes são filtrados, os sacos são frequentemente pendurados em salas aquecidas a vapor, a temperatura sendo quase a do líquido.
Na filtração por pressão, o líquido é forçado através dos interstícios do filtro pela pressão atmosférica direta, o ar sendo exaurido do receptor; ou por pressão hidrostática, obtida por meio de uma coluna alta de líquido, ou por uma bomba de força. Pelo primeiro método, chamado de filtração por sucção, o líquido pode ser forçado para baixo através do filtro em um receptor; o precipitado se acumula na parte superior do filtro e torna-se parte da camada de filtragem. Isso às vezes causa dificuldade, pois as partículas de certos precipitados se unem para formar uma camada impermeável. Ou o filtrado pode ser puxado para cima através do filtro, que é suspenso no líquido a ser filtrado; assim, o entupimento não ocorre tão facilmente, pois uma grande parte do precipitado se deposita no fundo do vaso e não entra em contato com o filtro até a maior parte do líquido id foi retirado.
Em trabalhos técnicos, a pressão é geralmente obtida pelo filtro-prensa (Figs. 8 e 8 a). Esta é uma forte estrutura de ferro, na qual uma série de

células de filtro de ferro oriental ou bronze são suportadas. Cada célula é composta por duas placas de metal planas com bordas elevadas, separadas por uma “moldura de distância” oca do mesmo metal. Há um orifício no centro de cada placa e ranhuras em cada superfície que levam a uma abertura na borda inferior da placa. Um filtro é feito de duas peças de tecido, ligeiramente maiores que as placas, costuradas ao longo da margem de uma pequena abertura circular cortada no centro de cada uma. Um pedaço do pano é passado pelo orifício da placa e, em seguida, ambas as peças são espalhadas suavemente, uma de cada lado da placa.
Outra placa é preparada da mesma forma, e uma moldura distanciadora foi colocada entre eles, a célula assim formada é colocada verticalmente na moldura da prensa, onde é suportada por saliências em cada placa e moldura distanciadora. “Quando o número desejado de células está pronto, elas são firmemente presas umas às outras por meio de um parafuso pesado, que passa por uma das extremidades da moldura da prensa. Assim, uma série de células, forradas com tela de filtro e conectadas por um canal reto através do orifícios centrais são formados. Uma poderosa bomba de força impulsiona o líquido a ser filtrado para as células, onde passa de uma para a outra até que estejam todas preenchidas. A pressão hidrostática força o líquido através dos filtros para as ranhuras nas placas, ao longo do qual flui e escapa pelas aberturas na parte inferior da placa. O sedimento retido pelo pano se acumula na célula e forma um bolo sólido, que finalmente preenche cada

célula completamente. O processo é então interrompido, as células desmontadas e o bolo de sedimento removido, as células são devolvidas ao quadro de prensa, para “serem novamente colocadas em operação. O filtrado é retido em uma calha.
Em outra forma de prensa, ao invés da abertura central, há um orifício na cornija “de cada placa e moldura distanciadora em uma posição que, quando colocada na prensa, a buracos formam um canal contínuo através do canto de toda a série de células.Um pequeno orifício perfurado no interior de cada quadro de distância, perpendicularmente à direção do canal, permite a entrada do líquido em cada célula. O filtro é um pedaço de pano pendurado sobre o quadro distanciador de forma que ambos os lados do quadro sejam cobertos. Uma moldura assim
coberta é colocada entre cada par de placas ranhuradas. Pequenos orifícios são cortados no tecido para corresponder ao canal nos cantos das células. O método de filtração é o mesmo que nas máquinas de alimentação central.

A pressão obtida pela bomba de força pode ser de apenas algumas libras ou pode aumentar a várias centenas de libras por polegada quadrada. O filtro-prensa pode conter de uma dúzia a cinquenta ou mais células, e essas células podem ter até quatro pés de diâmetro. Para muitos fins, a prensa é rodeada por serpentinas ou camisas, através das quais podem ser circulados vapor ou soluções refrigerantes,
conforme se pretenda uma filtração quente ou fria. O filtro-prensa é muito rápido
em sua ação e é amplamente empregado em trabalhos químicos industriais. Para uso com líquidos ácidos ou corrosivos, as placas e quadros distanciadores são freqüentemente cobertos com chumbo ou alguma liga que não é facilmente corroída.
A máquina centrífuga (Fig. 9) está, em grande parte, substituindo o filtro-prensa e outros filtros, especialmente quando os cristais devem ser removidos. Isso fornece o método mais rápido e deixa a substância quase seca. A máquina centrífuga é uma caixa cilíndrica ou cesto (A) de tela de arame ou chapa perfurada, fixada 011 em um eixo vertical (B), que gira em alta velocidade. O conteúdo da caixa é conduzido para a parede externa pela força centrífuga, a matéria sólida sendo retida pela gaze ou tela. O líquido passa e fica preso em uma concha fixa (C), envolvendo a cesta giratória. Essas máquinas têm vários tamanhos, de 12 a 60 polegadas de diâmetro e 8 a 36 polegadas de profundidade de cesto. Duas formas gerais são utilizadas: o tipo sobre-acionado, no qual a polia motriz (P) é fixada na extremidade superior do eixo, acima da cesta; e o tipo com tração inferior, em que a cesta é colocada na extremidade superior do eixo e a polia abaixo. No tipo sobre-acionado, é freqüentemente comum suspender o eixo em mancais flexíveis. Assim, a cesta pode se ajustar a qualquer mudança no centro de gravidade, causada por carregamento desigual, e funciona sem vibração.
Os filtros de areia às vezes são usados para trabalhos em grande escala. Estes produtos são feitos da seguinte maneira; Em uma caixa de fundo perfurado, é colocada uma camada de cascalho grosso; está coberto com seixos mais finos; estes são pela areia, e um pano de juta ou lona cobre o todo. Uma grade de madeira ou ferro é adicionada para proteger o filtro, quando o sedimento é removido. O filtro é frequentemente colocado sobre um recipiente de
do qual o ar pode ser exaurido, proporcionando filtração de pressão
se necessário.