Memahami Berbagai Jenis Filtrasi Proses

Mulai dari menyaring pasta hingga menyiapkan kopi, filtrasi ada di mana-mana dalam kehidupan sehari-hari kita.
Tapi tahukah Anda bahwa banyak produk sehari-hari juga menjalani beberapa tahap filtrasi selama produksinya?
Dalam artikel ini, Anda akan menemukan jenis dasar teknik filtrasi, cara kerjanya, dan di mana teknik ini digunakan dalam filtrasi proses.

Filtrasi proses digunakan untuk menghilangkan partikel, kontaminan, atau zat lain yang tidak diinginkan dari cairan atau gas sebagai bagian dari proses produksi. Produk ini membantu memisahkan zat padat dari cairan atau uap dari aliran gas dan memastikan produk akhir memenuhi standar kualitas dan keamanan. Langkah ini sangat penting dalam industri seperti makanan dan minuman, farmasi, kosmetik, nutrisi hewan, bahan kimia, dan mikroelektronika. Di sektor ini, filtrasi membantu mempertahankan konsistensi, memenuhi persyaratan peraturan, dan memperpanjang masa simpan produk.

Kita dapat membedakan empat metode filtrasi dasar, yang biasanya ditentukan oleh cara partikel ditahan dan sifat media filter.

Ketika sejumlah besar partikel terperangkap oleh media filter, partikel tersebut membentuk lapisan partikel. Setelah kue filter ini dibuat, kue filter menjadi media filter utama dan sangat penting untuk mencapai filtrasi yang efektif. Alat bantu filter umum seperti bumi diatom atau karbon aktif ditambahkan untuk membentuk kue filter ini. Dalam industri makanan & minuman, prinsip ini biasanya diterapkan untuk mengklarifikasi cairan yang sangat koloidal seperti bir, anggur, dan jus. Jenis filtrasi ini juga digunakan di area seperti minyak goreng atau pemurnian gula, di mana padatan berat perlu dihilangkan secara efisien. 

Filtrasi mendalam menangkap partikel di seluruh kedalaman media filter, bukan hanya di permukaan. Filter biasanya terdiri dari bahan serat, butiran, atau sinter yang ditekan, digulung, atau diikat ke dalam labirin saluran aliran. Bersama-sama, serat membentuk saluran tidak teratur, sehingga menghasilkan jalur berliku untuk partikel. Dikarenakan mekanisme retensi yang berbeda, filter kedalaman mampu menangkap partikel yang jauh lebih kecil daripada diameter saluran di seluruh kedalaman matriks filter. Misalnya, filter kedalaman kelas steril untuk udara memiliki ukuran pori-pori rata-rata sebesar 8 µm tetapi mampu menahan bakteri sebesar 0,22 µm dengan efisiensi kelas steril.

Filter kedalaman digunakan secara luas dalam filtrasi proses, misalnya, untuk menghilangkan warna, memulihkan katalis, atau memisahkan partikel yang tidak terlarut. Selain itu, berkat kapasitas penahan kotoran yang besar, filter ini sering digunakan sebagai langkah prafiltrasi untuk melindungi filter membran yang lebih halus dalam aplikasi steril atau reverse osmosis. Jenis filtrasi ini juga ditemukan dalam aplikasi farmasi atau proses enzim di mana padatan tinggi dan kejernihan akhir penting.

Penyaringan adalah jenis filtrasi yang paling mudah dikenali yang menggunakan efek saringan, yang juga disebut pengecualian ukuran. Partikel yang lebih besar dari lubang pada mesh filter akan tertangkap di permukaan, sedangkan partikel yang lebih kecil akan melewatinya. Inilah sebabnya mengapa ini juga disebut filtrasi permukaan. Dalam memasak sehari-hari, pasta disaring dengan menggunakan saringan untuk menguras air. Dalam filtrasi proses, filter membran dengan pori-pori kecil adalah contoh yang baik karena dapat menyimpan bakteri di permukaan. Produk ini sering diterapkan sebagai langkah filtrasi akhir untuk membuat cairan kelas steril. Hal ini membuatnya sangat berguna dalam industri seperti kosmetik, pembotolan air, dan farmasi di mana kejelasan dan keamanan mikrobiologis sangat penting.

Dalam filtrasi aliran silang, cairan tidak mengalir melalui media filter ("filtrasi ujung mati"), tetapi di sepanjang permukaan media filter ("filtrasi aliran silang"). Contoh umum filtrasi aliran silang adalah osmosis terbalik. Hanya molekul air yang melewati membran yang secara efektif menghalangi dan menghilangkan partikel lain seperti garam, bahan kimia, dan mikroorganisme.
Limbahnya adalah air murni. Filtrasi aliran silang secara luas diterapkan dalam ultrafiltrasi susu (misalnya, pemisahan protein whey), aplikasi biofarmasi, dan proses pemurnian air volume tinggi di mana pengoperasian berkelanjutan dan penyumbatan minimal sangat penting.

• Filtrasi kue sering diterapkan dalam pembuatan anggur, penjelasan jus, dan tugas lain yang melibatkan kandungan padatan tinggi.
  
  
• Filtrasi mendalam mendukung langkah-langkah seperti prafiltrasi, pembuangan pigmen, atau pemulihan katalis.
  
  
• Filtrasi permukaan berperan penting dalam pemrosesan air kemasan, kosmetik, dan obat-obatan steril.
  
  
• Filtrasi aliran silang cocok untuk bioteknologi, produksi susu, dan pengolahan air, di mana aliran yang stabil penting.

Setiap cara memiliki keunggulan berbeda, baik untuk menghilangkan partikel, menjernihkan cairan, atau membantu menciptakan cairan steril. Mengetahui cara kerjanya membantu mencocokkan solusi yang tepat dengan proses yang tepat.

Di Atlas Copco, kami bekerja sama dengan berbagai industri untuk menghadirkan solusi filtrasi proses tepercaya. Jika Anda mencari pengaturan yang tepat untuk aplikasi Anda, pakar kami siap membantu. Jelajahi portofolio lengkap kami untuk menemukan yang paling sesuai untuk proses Anda.

Berikut adalah beberapa pertanyaan umum yang kami dengar tentang metode filtrasi, yang berguna jika Anda membandingkan pilihan atau menyempurnakan proses Anda.
 

• Apa perbedaan antara filtrasi permukaan dan filtrasi kedalaman?
  Dalam filtrasi permukaan, kontaminan disimpan di permukaan filter, seperti membran. Dengan filtrasi mendalam,
  partikel dikumpulkan di seluruh kedalaman filter, misalnya, dalam filter polipropilena leleh.
  
  
  
• Apa perbedaan antara filtrasi dead-end dan filtrasi cross-flow?
  Dalam filtrasi dead-end (juga disebut filtrasi langsung atau filtrasi ujung tertutup), cairan melewati media filter,
  sementara untuk filtrasi cross-flow (juga disebut filtrasi tangensial), cairan bersirkulasi di sepanjang filter. Metode yang terakhir biasanya diterapkan untuk media filter yang sangat padat seperti dalam osmosis terbalik.
  
  
• Apa perbedaan antara filter dengan rating absolut dan filter dengan rating nominal?
  Filter dengan rating absolut mampu menghilangkan semua partikel di atas ukuran yang ditentukan (tingkat retensi umum: 99,98%).
  Filter dengan rating nominal mampu menghilangkan sejumlah partikel tertentu, tetapi tidak semua partikel (tingkat retensi umum: 98%).
  Ukuran absolut atau nominal selalu ditentukan untuk ukuran kontaminasi tertentu. Dengan kata lain, elemen filter yang memiliki efisiensi filtrasi terukur absolut pada 5 µm mungkin terukur nominal pada 1 µm.