Filtrieren ist allgemein die mechanische oder physische Operation, die für die Trennung von Festkörpern von Flüssigkeiten (Flüssigkeiten oder Benzin) durch das Vermitteln eines Mediums verwendet wird, durch das nur die Flüssigkeit gehen kann. Übergröße-Festkörper in der Flüssigkeit werden behalten, aber die Trennung ist nicht abgeschlossen; Festkörper werden mit etwas Flüssigkeit verseucht, und filtrate wird feine Partikeln (abhängig von Porengröße und Filterdicke) enthalten. Filtrieren wird auch verwendet, um einige biologische Prozesse, besonders in der Wasserbehandlung und Abwasser-Behandlung zu beschreiben, in der unerwünschte Bestandteile durch die Adsorption in einen biologischen Film entfernt werden, der auf oder im Filtermedium angebaut ist.

Anwendungen

• Filtrieren wird verwendet, um Partikeln und Flüssigkeit in einer Suspendierung zu trennen, wo die Flüssigkeit eine Flüssigkeit, ein Benzin oder eine superkritische Flüssigkeit sein kann. Abhängig von der Anwendung, entweder ein oder beide der Bestandteile kann isoliert werden.
• Filtrieren, weil eine physische Operation in der Chemie für die Trennung von Materialien der verschiedenen chemischen Zusammensetzung sehr wichtig ist. Ein Lösungsmittel wird gewählt, der einen Bestandteil auflöst, während er den anderen nicht auflöst. Durch das Auflösen von der Mischung im gewählten Lösungsmittel wird ein Bestandteil in die Lösung eintreten und den Filter durchführen, während der andere behalten wird. Das ist eine der wichtigsten von Chemikern verwendeten Techniken, um Zusammensetzungen zu reinigen.
• Filtrieren ist auch wichtig und als eine der Einheitsoperationen der chemischen Technik weit verwendet. Es kann gleichzeitig mit anderen Einheitsoperationen verbunden werden, um den Futter-Strom, als im biofilter zu bearbeiten, der ein vereinigter Filter und biologisches Verzehren-Gerät ist.
• Filtrieren unterscheidet sich vom Sieben, wo Trennung an einer einzelnen perforierten Schicht (ein Sieb) vorkommt. Im Sieben werden Partikeln, die zu groß sind, um die Löcher des Siebs durchzuführen, behalten (sieh Partikel-Größe-Vertrieb). Im Filtrieren behält ein Mehrschicht-Gitter jene Partikeln, die unfähig sind, den gewundenen Kanälen des Filters zu folgen. Übergröße-Partikeln können eine Kuchen-Schicht oben auf dem Filter bilden und können auch das Filtergitter blockieren, die flüssige Phase davon abhaltend, den Filter (das Blenden) zu durchqueren. Gewerblich wird der Begriff Filter auf Membranen angewandt, wo das Trennungsgitter so dünn ist, dass die Oberfläche die Hauptzone der Partikel-Trennung wird, wenn auch diese Produkte als Siebe beschrieben werden könnten.
• Filtrieren unterscheidet sich von der Adsorption, wo es nicht die physische Größe von Partikeln ist, die Trennung, aber die Effekten der Flächenladung verursacht. Einige Adsorptionsgeräte, die Aktivkohle und Ion-Austauschharz enthalten, werden Filter gewerblich genannt, obwohl Filtrieren nicht ihre Hauptfunktion ist.
• Filtrieren unterscheidet sich von der Eliminierung von magnetischen Verseuchungsstoffen von Flüssigkeiten mit Magneten (normalerweise Schmierungsöl, Kühlmittel und Brennöle), weil es kein Filtermedium gibt. Kommerzielle Geräte genannt "magnetische Filter" werden verkauft, aber der Name widerspiegelt ihren Gebrauch, nicht ihre Verfahrensweise.

Der Rest dieses Artikels konzentriert sich in erster Linie auf das flüssige Filtrieren.

Methoden

Es gibt viele verschiedene Methoden des Filtrierens; das ganze Ziel, die Trennung von Substanzen zu erreichen. Trennung wird durch eine Form der Wechselwirkung zwischen der Substanz erreicht oder protestiert, um entfernt zu werden, und der Filter. Die Substanz, die den Filter durchführen soll, muss eine Flüssigkeit, d. h. eine Flüssigkeit oder Benzin sein. Methoden des Filtrierens ändern sich abhängig von der Position des ins Visier genommenen Materials, d. h. ob es in der flüssigen Phase aufgelöst oder als ein Festkörper aufgehoben wird.

Filtermedien

Zwei Haupttypen von Filtermedien werden im chemischen Laboratorium - Oberflächenfilter, ein festes Sieb verwendet, das die festen Partikeln, mit oder ohne die Hilfe von Filterpapier fängt (z.B. Trichter von Büchner, Riemen-Filter, Drehvakuumtrommel-Filter, quer-überflutet Filter, Schirm-Filter), und einen Tiefe-Filter, ein Bett des granulierten Materials, das die festen Partikeln behält, weil es (z.B Sand-Filter) geht. Der erste Typ erlaubt die festen Partikeln, d. h. den Rückstand, um intakt gesammelt zu werden; der zweite Typ erlaubt das nicht. Jedoch ist der zweite Typ für die Blockierung wegen der größeren Fläche weniger anfällig, wo die Partikeln gefangen werden können. Außerdem, wenn die festen Partikeln sehr fein sind, ist es häufig preiswerter und leichter, die verseuchten Körnchen zu verwerfen, als, das feste Sieb zu reinigen.

Filtermedien können gereinigt werden, indem sie mit Lösungsmitteln oder Reinigungsmitteln spülen. Wechselweise, in Technikanwendungen, wie Schwimmbad-Wasserbehandlungswerke, können sie durch backwashing gereinigt werden. Selbstreinigungsschirm-Filter verwerten Punkt des Ansaugens backwashing, um den Schirm zu reinigen, ohne Systemfluss zu unterbrechen.

Das Erzielen des Flusses der Filter

Flüssigkeiten fließen durch einen Filter wegen eines Unterschieds im Druck — Flüssigkeitsströmungen von der Seite des Hochdrucks bis die Tiefdruck-Seite des Filters, ein Material zurücklassend. Die einfachste Methode, das zu erreichen, ist durch den Ernst und kann im Kaffeemaschine-Beispiel gesehen werden. Im Laboratorium kann der Druck in der Form von Druckluft auf der Futter-Seite (oder Vakuum auf der filtrate Seite) angewandt werden, um das Filtrieren schneller in einer Prozession gehen zu lassen, obwohl das zu Blockierung oder dem Durchgang von feinen Partikeln führen kann. Wechselweise kann die Flüssigkeit durch den Filter durch die Kraft fließen, die durch eine Pumpe, eine in der Industrie allgemein verwendete Methode ausgeübt ist, wenn eine reduzierte Filtrieren-Zeit wichtig ist. In diesem Fall braucht der Filter nicht vertikal bestiegen zu werden.

Filterhilfe

Bestimmte Filterhilfe kann verwendet werden, um Filtrieren zu helfen. Diese sind häufig incompressible diatomaceous Erde oder kieselguhr, der in erster Linie der Kieselerde zusammengesetzt wird. Auch verwendet sind Holzzellulose und andere träge poröse Festkörper wie der preiswertere und sicherere perlite.

Diese Filterhilfe kann auf zwei verschiedene Weisen verwendet werden. Sie können als ein Vormantel verwendet werden, bevor der Schlicker gefiltert wird. Das wird Festkörper des gallertartigen Typs davon abhalten, das Filtermedium zuzustopfen, und auch einen klareren filtrate geben. Sie können auch zum Schlicker vor dem Filtrieren hinzugefügt werden. Das vergrößert die Durchlässigkeit des Kuchens und reduziert Widerstand des Kuchens während des Filtrierens. In einem Drehfilter kann die Filterhilfe als ein Vormantel angewandt werden; nachher werden dünne Scheiben dieser Schicht mit dem Kuchen abgeschnitten.

Der Gebrauch der Filterhilfe wird gewöhnlich auf Fälle beschränkt, wo der Kuchen verworfen wird, oder wo das jäh hinabstürzende chemisch vom Filter getrennt werden kann.

Alternativen

Filtrieren ist eine effizientere Methode für die Trennung von Mischungen als decantation, aber ist viel mehr zeitaufwendig. Wenn sehr kleine Beträge der Lösung beteiligt werden, kann der grösste Teil der Lösung durch das Filtermedium aufgesaugt werden.

Eine Alternative zum Filtrieren ist centrifugation - anstatt die Mischung von festen und flüssigen Partikeln zu filtern, die Mischung wird zentrifugiert, um den (gewöhnlich) dichteren Festkörper zum Boden zu zwingen, wo es häufig einen festen Kuchen bildet. Die Flüssigkeit kann dann oben umgefüllt werden. Diese Methode ist besonders nützlich, um Festkörper zu trennen, die so, wie gallertartige oder feine Partikeln nicht durchscheinen. Diese Festkörper können behindern oder den Filter beziehungsweise durchführen.

Beispiele

Beispiele des Filtrierens schließen ein

• Der Kaffee-Filter, um den Kaffee zu behalten, trennt sich vom Boden
• HEPA Filter in der Klimatisierung, um Partikeln von Luft zu entfernen
• Riemen-Filter, um Edelmetalle im Bergwerk herauszuziehen.
• Horizontaler Teller-Filter, auch bekannt als Diamant-Filter.
• Brennöfen verwenden Filtrieren, um die Brennofen-Elemente davon abzuhalten, mit particulates schmutzig zu werden.
• Pneumatische Übermitteln-Systeme verwenden häufig Filtrieren, um anzuhalten oder den Materialfluss zu verlangsamen, der durch den Gebrauch eines baghouse transportiert wird.
• Im Laboratorium wird ein Trichter von Büchner häufig mit einer Filterzeitung verwendet, die als die poröse Barriere dient.

Ein Experiment, um die Existenz von mikroskopischen Organismen zu beweisen, ist mit dem Vergleich vom durchgeführten unglasierten Porzellan von Wasser und ungefiltertem Wasser verbunden. Wenn verlassen, in gesiegelten Behältern nimmt das gefilterte Wasser länger, um stinkend zu gehen, demonstrierend, dass sehr kleine Sachen (wie Bakterien) von Flüssigkeiten durch das Filtrieren entfernt werden können.

In der Niere ist Nierenfiltrieren das Filtrieren des Bluts im glomerulus, der von auswählendem reabsorbtion von vielen für den Körper notwendigen Substanzen gefolgt ist.

Links

• Die Enzyklopädie von Filtern - Flüssiges Filtrieren Eine Übersicht der vielen Typen des flüssigen Filtrierens.

Siehe auch

• Trennung von Mischungen
• Mikrofiltrieren
• Ultrafiltrieren
• Nanofiltration
• Rückosmose
• Filter (Wasser)
• Filtrieren von Crossflow