Фильтрование
Фильтрова́ние (от лат. filtrum – войлок), гидромеханический процесс разделения неоднородных сред (например, суспензия, пыль) путём пропускания их через пористую перегородку (фильтрующая перегородка), задерживающую дисперсную фазу (твёрдые частицы) и пропускающую дисперсионную среду (жидкость, газ). Аппараты, в которых происходит фильтрование, называют фильтрами. Применяется в химической, пищевой, металлургической и многих других отраслях промышленности.
Движущая сила процесса фильтрования – разность давлений. В зависимости от организации разности давления различают: гидростатическое фильтрование (под действием массы среды над фильтрующей перегородкой); фильтрование под разрежением (создание разрежения под фильтрующей перегородкой, аппарат – нутч-фильтр); фильтрование под давлением (создание избыточного давления над фильтрующей перегородкой, аппарат – друк-фильтр); центробежное фильтрование (увеличение массы среды над фильтрующей перегородкой за счёт центробежных сил, аппарат – центрифуга). Различают фильтрование с образованием осадка (продуктовое), с забивкой пор (очистное) и комбинированное. Осадки при продуктовом фильтровании характеризуются удельным сопротивлением (отношение общего сопротивления осадка к его высоте) и делятся на несжимаемые (удельное сопротивление не зависит от разности давления) и сжимаемые (удельное сопротивление возрастает с увеличением разности давлений).
Фильтрующие перегородки изготавливаются из различных материалов в зависимости от характеристик разделяемых сред: фильтровальная бумага, ткани, асбест, пористые твёрдые материалы (стекло, керамика, металл) и др. Для повышения качества фильтрования при разделении мелкодисперсных частиц на фильтрующую перегородку предварительно наносится слой мелких частиц или волокон (перлит, древесная мука, активированный уголь, целлюлоза и др.), способствующих образованию меньших каналов, чем в фильтрующей перегородке. Скорость фильтрования прямо пропорциональна разности давлений, обратно пропорциональна вязкости дисперсионной среды и сумме сопротивления осадка и фильтрующей перегородки, зависит от количества получаемого в единицу времени фильтрата и площади поверхности фильтрующей перегородки. Фильтрование осуществляется в режиме постоянной разности давлений (например, вакуум-фильтры) либо в режиме постоянной скорости (например, фильтр-прессы). Фильтрование проводится на фильтрах периодического и непрерывного действия. Первые могут работать при любом режиме фильтрования, вторые – только при постоянной разности давлений.