Filtravimas atlieka svarbų vaidmenį įvairiose pramonės srityse, padeda atskirti daleles nuo skysčių (skysčių ir dujų) per laidžias terpes. Kai dalelės užima didelę skysčio dalį, šis procesas gali būti vadinamas „disperguotu kietųjų medžiagų surinkimu“. Tačiau kai dalelės sudaro labai nedidelę dalį (0,01% ar mažiau), procesas vadinamas „skysčių valymu“.
Daugumoje filtravimo sistemųfiltraiyra naudojami nuo kelių mikronų iki daugiau nei 40 mikronų dydžio dalelėms pašalinti. Mažiausia plika akimi matoma dalelė yra apie 40 mikronų skersmens. Vienas mikronas (µm) yra lygus 1/1000 milimetro arba 0,000039 colio. Filtrai, galintys užfiksuoti tokias mažas daleles, yra būtini tais atvejais, kai reikia didelio -grynumo skysčių ar dujų.
Filtravimo mechanizmai
Suspenduotos kietosios medžiagos nuo skysčių atskiriamos trimis pagrindiniais mechanizmais:inercinis smūgis, difuzijos perėmimas, irtiesioginis perėmimas. Kiekvieno mechanizmo reikšmė ir efektyvumas priklauso nuo filtro tipo ir filtruojamo skysčio savybių.
Inercinis poveikis
Skysčių srautuose esančios dalelės turi tiek masę, tiek greitį, sukurdamos impulsą. Kai skystis teka ir dalelės praeina per filtravimo terpę, skystis juda mažiausio pasipriešinimo keliu ir keičia kryptį aplink pluoštus. Dėl savo impulso dalelės linkusios keliauti tiesia linija, atsitrenkdamos į pluoštus ir pašalinamos. Didesnės dalelės lengviau nukreipiamos nuo skysčio kelio, o mažesnės dalelės gali atidžiau sekti srautą. Tais atvejais, kai tankio skirtumas tarp dalelių ir skysčio yra minimalus, inercinis smūgis turi mažesnį poveikį.
Difuzijos perėmimas
Labai mažoms dalelėms, kurių masė yra minimali,difuzijos perėmimastampa pagrindiniu pašalinimo būdu. Šiame procese dalelės susiduria su skysčių molekulėmis, todėl atsiranda atsitiktinis judėjimas, žinomas kaipBrauno judesys. Kadangi dalelės juda atsitiktinai dėl šio judesio, jos nukrypsta nuo skysčio srauto kelio ir padidina susidūrimo su filtro pluoštais tikimybę. Šis mechanizmas yra svarbesnis dujų filtravimui, tačiau vis tiek atlieka mažesnį vaidmenį filtruojant skysčius.
Tiesioginis perėmimas
Kai inercinio smūgio ir difuzijos perėmimo nepakanka,tiesioginis perėmimastampa idealiu dalelių šalinimo mechanizmu. Taikant šį metodą, dalelės, didesnės už filtro porų dydį, sulaikomos tiesiogiai filtro medžiagos. Filtrai paprastai susideda iš daugelio pluoštų, kurie nustato angų, per kurias praeina skystis, dydį. Kai dalelė yra didesnė už porų dydį, ją tiesiogiai sulaiko filtras, kaip parodyta proceso diagramoje.
Šis mechanizmas ypač tinka metaliniams tinkliniams filtrams, kurių poros yra vienodos ir mažo storio, kai dalelės pašalinamos, kai jos praeina. Tačiau net ir nevienodo porų dydžio filtrai gali būti tiesioginiai perimti, kai dėl filtro struktūros susidaro netolygus srauto kelias.
Dalelių išleidimas „Poveikio“ sąlygomis
Dėl tam tikrų filtrų tam tikromis sąlygomis gali išsiskirti dalelės. Pavyzdžiui, jei minkštas tinklinis filtras surenka daleles esant mažam pastoviam skysčio srautui, padidėjus srautui šios dalelės gali būti išstumtos ir išleisti pasroviui. Išsiskyrimą galima išbandyti greitai keičiant srauto sąlygas ir stebint, ar dalelės vėl patenka į sistemą. Siekiant užkirsti kelią šiai problemai, filtrai turi būti suprojektuoti pakankamai vientisai, kad būtų išvengta dalelių išsiskyrimo esant įvairaus slėgio sąlygoms.
Skysčių filtravimo efektyvumo didinimas
Yra keletas būdų, kaip padidinti skysčių filtrų filtravimo efektyvumą ir užtikrinti efektyvų dalelių pašalinimą. Tai apima:
Elektrostatiniai krituliai
Daugelis dalelių turi neigiamus krūvius, o filtravimo terpės paprastai taip pat yra įkrautos. Sąveika tarp dalelių ir filtro paviršiaus krūvių gali žymiai pagerinti dalelių surinkimo efektyvumą. Tai žinoma kaipelektrostatiniai krituliai. Kai filtravimo medžiaga įkraunama (paprastai neigiamai), ji pritraukia priešingai įkrautas daleles, padedančias jas pašalinti. Šis procesas pagerina dalelių sulaikymą, ypač smulkių dalelių, kurios kitu atveju galėtų prasiskverbti pro filtrą, sulaikymą.
Flokuliacija
Itin smulkioms dalelėms,flokuliacijagali būti naudojamas šioms dalelėms agreguoti į didesnes grupes, kurias lengviau filtruoti. Šis procesas apima polimerinių elektrolitų -ilgų molekulinių grandinių su daugybe teigiamų ir neigiamų įkrautų jonų- į skystį pridėjimą. Šie elektrolitai padeda dalelėms agreguotis, padidina jų dydį ir leidžia lengviau jas pašalinti. Norint užtikrinti, kad dalelės aglomeruotųsi, nesuardytų flokuliuotos masės, būtinas tinkamas maišymas ir maišymas.
Pagalbinės filtravimo priemonės
Pridedant nedidelius kiekiusfiltravimo pagalbinės priemonėsį skystį taip pat gali lengviau pašalinti smulkias daleles. Įprastos filtravimo priemonės apimadiatomitinė žemė, perlitas, anglis ir celiuliozė. Šios medžiagos pagerina filtro pyrago poringumą ir pralaidumą, todėl jis efektyviau sulaiko smulkias daleles. Pagalbinės filtravimo priemonės dažnai naudojamos ankstesniuose procesuose arba prieš-dengimą, kai jos padeda suformuoti filtro pyragą, kuris pagerina filtravimo sistemos veikimą.
Nuo vandens valymo iki maisto gamybos ir farmacijos, filtravimas yra esminis procesas visose pramonės šakose. Būdama pirmaujanti Kinijos įmonė, kuri daugelį metų aktyviai dalyvauja filtravimo pramonėje,Hanzhikangįvaldė pažangias filtravimo technologijas ir aistringai teikia profesionalius filtravimo sprendimus. Suprasdami įvairius veikiančius mechanizmus,{1}}pvz., inercinį poveikį, difuzijos perėmimą ir tiesioginį perėmimą-, inžinieriai gali sukurti efektyvesnius filtrus, pritaikytus konkrečioms programoms. Be to, filtravimo pagerinimas naudojant tokius metodus kaip elektrostatinis nusodinimas, flokuliacija ir filtravimo pagalbinės priemonės gali žymiai pagerinti dalelių šalinimo efektyvumą, užtikrinant švaresnius ir grynesnius skysčius pramoniniam naudojimui.
Įdiegę tinkamus filtravimo būdus ir technologijas, įmonės gali ne tik pagerinti produktų kokybę, bet ir prisidėti prie tvaresnės praktikos, efektyviai valdydamos išteklius ir mažindamos atliekas.