Filtrering

Filtrering är processen att separera suspenderat fast ämne från en vätska genom att få den senare att passera genom porerna i något ämne, kallat en filtrera. Vätskan som har passerat genom filtret kallas filtratet. Filtret kan vara papper, tyg, bomullsull, asbest, slagg eller glasull, oglaserad lergods, sand eller annat poröst material.
Filtrering används mycket ofta inom kemisk teknik, och det ger ofta stora svårigheter. I de flesta tekniska operationer är bomullsduk filtreringsmaterialet, men ibland är ull- eller hårduk nödvändigt. Tyget kan fästas på en träram på ett sådant sätt att en grund påse bildas i vilken den grumliga vätskan hälls. Filtratet, i denna lätthet, är grumligt först men blir snart klart och sedan återlämnas den grumliga delen till filtret. Filtrering fördröjs ofta av närvaron av fina, slimiga fällningar eller genom bildandet av kristaller i tygens mellanrum från den heta lösningen. Varje försök att påskynda filtrering, genom att skrapa eller röra ned fällningen på duken, kommer alltid att få filtratet att bli grumligt.
En bättre form är ”påsfiltret”, som är en lång, smal hak av tvättad bomull, stöds av ett yttre hölje av grovt, starkt nät, som kan bibehålla en betydande vikt och hydrostatiskt tryck. Dessa väskor är ofta fem eller sex fot långa och åtta tum eller mer i diameter. Den öppna änden av påsen är tätt bunden runt en metallring eller en nippel, genom vilken det hela hängs upp och genom vilket vätskan som ska filtreras införs. ”När heta vätskor filtreras, hängs påsarna ofta i ånguppvärmda rum, varvid temperaturen är nästan vätskans temperatur.
Vid tryckfiltrering tvingas vätskan genom filterets mellanrum genom direkt atmosfärstryck, luft som släpps ut från mottagaren eller genom hydrostatiskt tryck, erhållet antingen med hjälp av en hög vätskekolonn eller med en kraftpump. Genom den första metoden, kallad sugfiltrering, kan vätskan tvingas nedåt genom filtret till en mottagaren; fällningen samlas på toppen av filtret och blir en del av filtreringsskiktet. Detta orsakar ibland svårigheter, för partiklarna av vissa fällningar förenas för att bilda ett ogenomträngligt skikt. Eller filtratet kan dras uppåt genom filtret, vilket är upphängd i vätskan som ska filtreras, så att igensättning inte sker så lätt, eftersom en stor del av fällningen sätter sig i botten av kärlet och kommer inte i kontakt med filtret förrän det mesta av vätskan id har tagits bort.
I tekniskt arbete erhålls vanligtvis tryck med filterpressen (Fig. 8 och 8 a). Detta är en stark järnram, där ett antal

östjärn- eller bronsfilterceller stöds. Varje cell består av två platta metallplattor med upphöjda kanter, åtskilda av en ihålig ”avståndsram” av samma metall. Det finns ett hål i mitten av varje platta och spår på varje yta som leder till en öppning i plattans nedre kant. Ett filter är tillverkat av två tygstycken, något större än plattorna, sys ihop längs kanten på en liten cirkulär öppning som skär i mitten av varje. En bit av duken passeras genom hålet i plattan och sedan sprids båda bitarna smidigt, en på vardera sidan om plattan.
En annan platta förbereds på samma sätt och en avståndsram har placerats mellan dem är den så bildade cellen inställd vertikalt i pressramen, där den stöds av klackar på varje platta och avståndsram. ”När det önskade antalet celler är färdiga, kläms de tätt ihop med hjälp av en tung skruv, som passerar genom ena änden av pressramen. Således en serie celler, fodrade med filterduk och förbundna med en rak kanal genom centrala hål, bildas. En kraftfull kraftpump driver vätskan som ska filtreras in i cellerna, där den passerar från den ena till den andra tills de alla är fyllda. Det hydrostatiska trycket tvingar vätskan genom filtren in i spåren i plattorna, längs den flyter och flyr genom öppningarna på plattans nedre sida. Sedimentet som tyget behåller samlar ihop cellen och bildar en solid tårta som slutligen fyller varje

cell helt. Processen stoppas sedan, cellerna tas isär och sedimentkakan har tagits bort, cellerna återförs till pressramen för att ”åter tas i drift. Filtratet fastnar i ett tråg.
I en annan form av press, i stället för den centrala öppningen, finns det ett hål i kornen ”på varje platta och avståndsram i ett sådant läge att när det placeras i pressen, hål bildar en kontinuerlig kanal genom hörnet av hela cellserien.Ett litet hål borrat på insidan av varje avståndsram, i rät vinkel mot kanalens riktning, släpper in vätskan i varje cell. Filtret är ett tygstycke som hängs över avståndsramen så att ramens båda sidor täcks. En ram så täckt läggs mellan varje par rillade plattor. Små hål skärs i duken för att motsvara kanalen i hörnen på cellerna. Filtreringsmetoden är densamma som i de centrala matningsmaskinerna.

Trycket som erhålls av kraftpumpen kan bara vara några pund, eller så kan det stiga till flera hundra pund per kvadrattum. Filterpressen kan innehålla ett dussin till femtio eller fler celler, och dessa celler kan vara så stora som fyra meter i diameter. För många ändamål är pressen omgiven av spolar eller mantlar, genom vilka ånga eller kyllösningar kan cirkuleras, efter önskad varm eller kall filtrering. Filterpressen är mycket snabb i sin verkan och används i stor utsträckning i industriellt kemiskt arbete. För användning med syra eller frätande vätskor är plattorna och avståndsramarna ofta täckta med bly eller någon legering som inte är lätt korroderad.
Centrifugalmaskinen (fig. 9) ersätter till stor del filterpressen och andra filter, särskilt när kristaller ska tas bort. Detta ger den snabbaste metoden och lämnar ämnet nästan torrt. Centrifugalmaskinen är en cylindrisk låda eller korg (A) av trådgas eller perforerad plåt, fixerad 011 en vertikal axel (B), som roterar med mycket hög hastighet. Innehållet i lådan drivs till ytterväggen av centrifugalkraften, varvid det fasta materialet kvarhålls av gasväven eller silen. Vätskan passerar igenom och fastnar i ett fast skal (C) som omger den roterande korgen. Dessa maskiner har olika storlekar från 12 till 60 tum diameter och 8 till 36 tum, korgdjup. Två allmänna former används: den överdrivna typen, i vilken drivremskivan (P) är fixerad vid den övre änden av axeln, ovanför korgen; och den underdrivna typen, i vilken korgen är placerad på axelns övre ände, och remskivan nedan. I den överdrivna typen är det vanligt att upphänga axeln i flexibla lager. Således kan korgen anpassa sig till alla förändringar i tyngdpunkten, orsakad av ojämn belastning och går utan vibrationer.
Sandfilter används ibland för arbete i stor skala. Dessa är gjorda enligt följande: I en låda med en perforerad botten läggs ett lager grovt grus; detta är täckt med finare stenar; dessa av sand, och en jute eller duk täcker hela. Ett trägaller eller järngaller läggs till för att skydda filtret när sedimentet skyfflas ut. Filtret placeras ofta över ett kärl från vilken luften kan tömmas ut, vilket ger tryckfiltrering vid behov.