Concentrarea produselor prin absorbție

Absorbtia prin membrane de filtrare

1. Introducere

Filtrarea prin membrană.

Filtrarea este procedeul de separare a particulelor solide prezente într-un lichid prin traversarea de catre lichid a unui mediu filtrant. Scopul este de a obtine o limpezire rapida a lichidului prin retinerea mecanica sau/si electrostatica a diverselor particule aflate în suspensie.

Mediile filtrante pentru lichide alimentare sunt special fabricate pentru contact alimentar, ele sunt sterilizate.

Mediile filtrante pot fi :

- perlita ; pudra formata din microcristale de origine minerala. Se foloseste pentru filtrari grosiere.

- kieselgur ; pudra formata din cochilii poroase de microorganisme. Compozitia lor este majoritar siliciu. Exista mai multe sortimente de kieselgur dupa gradul de finete. Kieselgur-ul se foloseste la filtrari grosiere, medii si fine.

- carton filtrant ; carton special format din fibre de celuloza special selectionate amestecate cu kieselgur de diverse granulatii. Cartoanele filtrante se folosesc pentru toate tipurile de filtrari.

- cartus filtrant ; cilindri formati din diverse medii filtrante (hîrtie, membrana, ceramica, sita inox etc.) fixati în niste sisteme de prindere speciale. Cartusele se folosesc pentru filtrari fine si sterile.

Pentru ca filtrarea sa poata fi facuta, mediul filtrant are nevoie sa fie asezat pe un suport sau într-o carcasa. Acesta este un echipament numit filtru.

Filtrele sunt de mai multe feluri, în functie de mediul filtrant cu care functioneaza :

1 - filtru cu tambur rotativ sub vid ; se foloseste în general cu perlita pentru filtrari grosiere ale lichidelor foarte încarcate (bostina, borhot, drojdie etc.)

2 - filtru cu aluvionare cu kieselgur ; se foloseste cu kieselgur pentru filtrari grosiere, medii si fine (vinuri, bere, sucuri limpezi, otet etc.)

3 - filtru cu cartoane filtrante ; se foloseste cu cartoane filtrante pentru filtrari grosiere, medii, fine si sterile (distilate, vinuri, sucuri, bere, otet etc.)

4 - filtru cu cartuse ; se foloseste cu cartuse filtrante pentru filtrari fine si sterile (distilate, vinuri, sucuri, bere, otet etc.)

5 - filtru cu membrana sau tangential ; se foloseste cu membrane speciale pentru filtrari grosiere, medii, fine si sterile.

Exista filtre pentru toate tipurile de filtrari, de la cele abordabile cu un buget redus destinate producatorilor mici si medii pîna la filtrele automate controlate de calculator si destinate industriei.

Pentru exemplificarea unor tipuri de filtre vizitati pagina filtre din sectiunea Echipamente.

Monofiltrarea suspensiilor prin membrane

Monofiltrarea este operatia de separare a sistemelor eterogene fluid-solid care consta in retinerea fazei solide pe suprafata si in porii unei membrane porose cu rol de material filtrant. Ca fenomen fizic filtrarea este o curgere printr-un mediu poros determinata de o diferenta de presiune care se mentine intre fetele opuse ale mediului de filtrare. Diferenta de presiune se poate realiza prin pomparea suspensiei, cu ajutorul vidului sau de presiunea hidrostatica a suspensiei.

La separarea unei suspensii prin filtrare se obtin: filtratul, care reprezinta faza lichida, care poate contine, eventual, si particule solide cu dimensiuni mai mici decat ale porilor materialului filtrant si precipitatul, format din faza solida ce contine o anumita cantitate de lichid. In functie de cerintele procesului tehnologic, operatia de filtrare poate fi urmata de spalarea precipitatului, cu apa sau cu un lichid adecvat.

Etapele elementare care se desfasoara la filtrarea suspensiilor sunt:

- retinerea particulelor pe suprafata si in porii materialului filtrant;

- retinerea fazei solide de catre stratul de precipitat format pe suprafata de filtrare.

In aceasta etapa se poate realiza o separare mult mai buna decat la inceputul filtrarii, de aceea uneori se procedeaza la recircularea primelor cantitati de filtrat, in special cand acesta este tulbure;

- spalarea precipitatului;

- indepartarea precipitatului de pe mediul de filtrare;

- regenerarea materialului filtrant, prin destuparea porilor acestuia cu ajutorul unui fluid ( lichid sau gaz ).

Factorii care influenteaza filtrarea

Pentru realizarea eficienta a filtrarii, la alegerea metodei si a utilajului de filtrare trebuiesc luati in considerare principalii factori care influenteaza aceasta operatie. Dintre acestia, cei mai importanti sunt:

a. Proprietatile dichidului – vascozitatea, densitatea, actiunea coroziva;

b. Natura, forma si dimensiunile particulelor solide;

c. Concentratia fazei solide, proprietatile reologice ale suspensiei, debitul si

temperatura suspensiei;

d. Comportarea precipitatului la actiunea presiunii;

e. Natura, dimensiunile porilor, rezistenta hidrodinamica, mecanica si chimica si

capacitatea de regenerare a materialului filtrant.