فیلتراسیون چیست و چه کاربردهایی دارد؟
فیلتراسیون چیست و چه کاربردهایی دارد؟
فیلتراسیون یک فرآیند شیمیایی است که برای جداسازی جامدات از مایعات یا گازها با استفاده از کاغذ صافی یا دستگاه فیلتر انجام می‌شود. فیلتر برای عبور آسان مایع، ضروری خواهد بود. ذرات جامد از نظر اندازه، بزرگ‌تر از منافذ موجود در فیلتر هستند و از آن عبور نمی‌کنند، بنابراین می‌توانند به عنوان باقیمانده‌های اضافی فرآیند تصفیه دور ریخته شوند. در ادامه این مطلب، اطلاعات جامعی در خصوص این فرآیند و کاربرد آن بیان شده است.
معرفی فیلتراسیون
این روش جداسازی، شکلی از تکنیک جداسازی فیزیکی است که برای جداسازی مخلوط‌ها استفاده می‌شود؛ اما نمی‌توان برای جداسازی ترکیبات شیمیایی از آن استفاده کرد. این روش یکی از ساده‌ترین فرآیندهای جداسازی می‌باشد که برای جداسازی جامد نامحلول از مایع استفاده می‌شود. برای انجام این کار، به یک محیط فیلترکننده نیاز داریم که در آن، جامدات رسوب کنند و مایعات به عنوان محصول نهایی خارج شوند.
این فرآیند به صورت یک محیط عمل می‌کند که تمام ذرات جامد را حفظ می‌نماید و فقط اجازه می‌دهد مایع از آن عبور کند. اگر فیلتراسیون بیشتری را با استفاده از همان محیط فیلتر انجام دهیم، ذرات جامدی که روی فیلتر جمع‌آوری می‌شوند، بستری از مولکول‌های جامد را تشکیل می‌دهند که به کیک فیلتر معروف است. ضخامت این کیک فیلتر با مقاومت جریان فیلتر نسبت مستقیم و با سرعت این روش، نسبت معکوس دارد.
این روش جداسازی زمانی صورت می‌گیرد که منافذ محیط فیلتر کوچک‌تر از اندازه ذرات جدا شونده باشند. بنابراین محیط فیلتر در برابر ذرات جامد مقاومت می‌کند و اجازه عبور ماده سیال را می‌دهد. کیک‌های فیلتر هم به عنوان فیلتر ثانویه عمل خواهند نمود.
انواع فیلتراسیون
ته نشینی: فرآیند جداسازی جامد نامحلول از مایع است. ذرات جامد سنگین‌تر در مایع پس از مدتی در ظرف می‌نشینند.
تقطیر: از این روش زمانی استفاده می‌شود که مخلوط‌ها از دو یا چند مایع خالص تشکیل شده باشند. فلاسک ته گرد حاوی مخلوط مایع است که در دمای بسیار بالا گرم می‌شود. هنگامی که آب شروع به جوشیدن می‌کند، اجزا با نقطه جوش پایین‌تر تبخیر می‌شوند و از طریق کندانسور حرکت می‌کنند و به عنوان یک تقطیر که مایع خالص است، جمع می‌شوند.
تبخیر: این روش شامل تبخیر حلال موجود در مخلوط است. محلول تا زمانی گرم می‌شود که حلال آلی به صورت گاز تبخیر گردد و باقیمانده جامد باقی بماند.
سرریز کردن: فرآیندی است که در آن، مایع شفافی که پس از ته نشینی به دست می‌آید، بدون ایجاد مزاحمت برای ذرات ته نشین شده به ظرف دیگری منتقل می‌شود.
کاربردهای فیلتراسیون
- از این فرآیند در طول تولید محصولات استریل با عبور هوا از HEPA برای به دست آوردن هوای استریل و تولید داروهای حجیم استفاده می‌شود.
- این روش یک مرحله مهم در تولید مایعات خوراکی، موم‌زدایی روغن‌ها و حذف روغن‌های معلق است.
- در زندگی روزمره، از این تکنیک در فیلترهای قهوه، چای کیسه‌ای، فیلترهای آب، فیلترهای خودرو و فیلترهای تسمه‌ای مورداستفاده در ماشین‌های صنعتی بهره برده می‌شود.
- واحدهای تهویه مطبوع از فیلترهای HEPA برای حذف ذرات گردوغبار از هوای بیرون استفاده می‌کنند.
- از این روش در مدیریت فاضلاب برای جداکردن مواد زائد و جامدات مضر قبل از دفع از مایع استفاده می‌شود.
معایب فیلتراسیون
شناخته‌شده‌ترین عیب این روش در این است که مواد معدنی مفید موجود در مایع را حذف می‌کند و برعکس، تمام ذرات مضر موجود در مایع را از بین نمی‌برد. همچنین فیلترها را نمی‌توان دوباره مورد استفاده قرار داد و پس از این فرآیند باید دور انداخته شوند. از آنجایی که ذرات فیلتر شده می‌توانند مضر باشند، دور انداختن فیلترها می‌تواند برای محیط‌زیست و محیط اطراف مضر باشد.
این روش معمولا یک فرآیند ناقص است. مقداری مایع در سمت تغذیه فیلتر باقی می‌ماند یا در محیط فیلتر جاسازی می‌شود و برخی ذرات جامد کوچک راه خود را از طریق فیلتر پیدا می‌کنند. به عنوان یک تکنیک شیمی و مهندسی، همیشه مقداری محصول گم شده وجود دارد.
جمع‌بندی
فیلتراسیون فرآیندی است که در آن ذرات جامد در یک سیال مایع یا گاز، با استفاده از یک محیط فیلتر که اجازه عبور سیال را می‌دهد، حذف می‌شوند. در این روش، ذرات جامد حفظ خواهند شد. محصولات حاصل از این روش می‌توانند سیال شفاف یا ذرات جامد حذف شده از سیال باشند. در برخی از فرآیندهای مورداستفاده در تولید مواد شیمیایی، هم فیلتر مایع و هم کیک فیلتر جامد بازیابی می‌گردند.
صافش یا فیلتراسیون چیست ؟
صافش[۱] یا فیلتراسیون(به انگلیسی: Filtration) یک فرایند مکانیکی است که طی آن مواد معلق جامد از سیال (مایع یا گاز) جداسازی می‌شوند. اساس جداسازی در این روش اختلاف در اندازه ذرات جامد و سیال و استفاده از نیروی خارجی برای عبور مواد از یک غشاء نیمه تراوا است. روش‌ها و دستگاه‌های بسیاری در صنایع مختلف و با ویژگی‌های خاص برای مواد کاربرد مختلف وجود دارد. اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس دو نمونه از روش‌های مبتنی بر استفاده از فیلترها هستند
عمل فیلتراسیون چگونه است؟
فیلتراسیون جداسازی مواد بر اساس کیفیت های مختلف فیزیکی و شیمیایی آنهاست که توسط انواع فیلترها و روش های مختلف انجام می شود و کاربردهای مختلفی دارد.
📌 مطالب پیشنهادی :
با یک کلیک تماس بگیرید