Розуміння різних типів технологічної фільтрації

Від просіювання локшини до приготування кави - фільтрація є усюди в нашому повсякденному житті.
Але чи знаєте ви, що багато повсякденних продуктів також проходять кілька етапів фільтрації під час виробництва?
У цій статті ви дізнаєтеся про основні типи технологій фільтрації, як вони працюють і де вони використовуються в технологічній фільтрації.

Технологічна фільтрація використовується для видалення частинок, забруднювачів або інших небажаних речовин з рідин або газів у рамках виробничого процесу. Він допомагає відокремлювати тверді речовини від рідин або випарів від газових потоків і забезпечує відповідність кінцевого продукту стандартам якості та безпеки. Цей крок є важливим у таких галузях, як харчова промисловість, фармацевтика, косметика, харчування тварин, хімія та мікроелектроніка. У цих секторах фільтрація допомагає підтримувати послідовність, відповідати нормативним вимогам і подовжувати термін придатності продукції.

Ми можемо розрізнити чотири основні методи фільтрації, які зазвичай визначаються способом затримання частинок і характером фільтрувального середовища.

Коли фільтрувальний матеріал захоплює велику кількість частинок, вони утворюють прошарок, який стає основним фільтрувальним середовищем і має вирішальне значення для досягнення ефективної фільтрації. Для утворення цього фільтрувального пирога додаються звичайні фільтрувальні засоби, такі як діатоміт або активоване вугілля. У харчовій промисловості цей принцип зазвичай застосовують для очищення висококолоїдних рідин, таких як пиво, вино та соки. Цей тип фільтрації також використовується при виробництві харчової олії або переробки цукру, де потрібно ефективно видаляти важкі тверді речовини. 

Глибинна фільтрація захоплює частки по всій глибині фільтрувального матеріалу, а не лише на поверхні. Фільтр зазвичай складається з волокнистих, гранульованих або спечених матеріалів, які пресуються, намотуються або іншим чином прикріплюються до лабіринту потокових каналів. Разом волокна утворюють нерівномірні канали, що утворюють перешкоди для частинок. Завдяки різним механізмам затримування, глибинні фільтри здатні захоплювати частки, значно менші за діаметр каналу на всій глибині фільтрувальної матриці. Наприклад, стерильний глибинний фільтр для повітря має середній розмір пор 8 мкм, але здатний утримувати бактерії 0,22 мкм із стерильною ефективністю.

Глибинні фільтри широко використовуються в технологічній фільтрації, наприклад, для видалення кольорів, відновлення каталізаторів або розділення нерозчинених частинок. Крім того, завдяки своїй високій здатності утримувати бруд, вони часто використовуються як етапи попередньої фільтрації для захисту дрібних мембранних фільтрів у стерильних системах або системах зворотного осмосу. Цей тип фільтрації також використовується у фармацевтичних системах або ферментативних процесах з високим рівнем твердих частинок і кінцева прозорість є важливою.

Сітчасте фільтрування - це найвідоміший тип фільтрації, що використовує ефект сітчастого фільтрування, який також називають виключенням розміру. Частки, розмір яких перевищує розмір отворів у сітці фільтра, будуть захоплюватися на поверхні, а менші частинки проходять через фільтр. Тому його також називають поверхневою фільтрацією. Під час повсякденного приготування ми проціджуємо локшину, використовуючи сито, щоб злити воду. У технологічній фільтрації хорошим прикладом є мембранні фільтри з дрібними порами, оскільки вони можуть утримувати бактерії на поверхні. Вони часто використовуються як кінцевий етап фільтрації для отримання стерильної рідини. Це робить його особливо корисним у таких галузях, як косметика, розливання води у пляшки та фармацевтика, де прозорість та мікробіологічна безпека мають важливе значення.

У перехресній фільтрації рідина не протікає через фільтрувальний засіб («тупикова фільтрація»), а проходить вздовж поверхні фільтрувального засобу («перехресна фільтрація»). Поширеним прикладом перехресної фільтрації є зворотний осмос. Лише молекули води проходять через мембрану, яка ефективно блокує та видаляє інші частинки, такі як солі, хімічні речовини та мікроорганізми.
Відходи - це очищена вода. Перехресна фільтрація широко застосовується в молочній ультрафільтрації (наприклад, розділення сироваткового білку), біофармацевтичних застосуваннях та процесах очищення води великих об'ємів, де необхідна безперервна робота та мінімальне засмічення.

• Фільтрація "пирогом" часто застосовується у виноробстві, очищенні соку та інших завданнях, що включають високий вміст твердих речовин.
  
  
• Глибинна фільтрація підтримує такі етапи, як попередня фільтрація, видалення пігментів або відновлення каталізатора.
  
  
• Поверхнева фільтрація відіграє ключову роль у переробці пляшкової води, косметики та стерильних лікарських засобів.
  
  
• Перехресна фільтрація підходить для біотехнології, молочного виробництва та очищення води, де важливий стабільний потік.

Кожна з нихмає різні переваги, будь то видалення часток, очищення рідин або допомога у створенні стерильних рідин. Знання принципу їх роботи допомагає підібрати правильне рішення для правильного процесу.

Компанія Atlas Copco співпрацює з широким спектром галузей промисловості, щоб запропонувати надійні технологічні фільтрувальні рішення. Якщо ви шукаєте правильну настройку для своєї сфери застосування, наші експерти готові допомогти. Ознайомтеся з нашим повним асортиментом, щоб знайти найкращий варіант для вашого процесу.

Ось кілька поширених запитань, які ми чуємо про методи фільтрації, корисних, якщо ви порівнюєте варіанти або вдосконалюєте свій процес.
 

• У чому різниця між поверхневою і глибинною фільтрацією?
  При поверхневій фільтрації забруднювачі утримуються на поверхні фільтра, як і мембрани. З глибинною фільтрацією
  частки збираються по всій глибині фільтра, наприклад, у поліпропіленових фільтрах, отриманих методом розплавлення
  
  
  
• У чому різниця між тупиковою фільтрацією та перехресною фільтрацією?
  Під час тупикової фільтрації (також званої прямою фільтрацією або фільтрацією із закритим кінцем) рідина проходить через фільтрувальний матеріал,
  в той час як для перехресної фільтрації (також званої тангенціальною фільтрацією) рідина циркулює вздовж фільтра. Останнє зазвичай застосовується для дуже щільних фільтрувальних середовищ, таких як ті, що використовуються в зворотному осмосі.
  
  
• У чому різниця між абсолютним та номінальним фільтрами?
  Абсолютний фільтр здатний видаляти всі частки, розмір яких перевищує зазначений (типовий коефіцієнт утримання: 99,98 %).
  Номінальний фільтр здатний видаляти певну кількість частинок, але не всі частинки (типовий коефіцієнт утримання: 98 %).
  Абсолютний або номінальний розмір завжди вказується для певного розміру забруднення. Іншими словами, фільтрувальний елемент, який має абсолютну номінальну ефективність фільтрації 5 мкм, може мати номінальну ефективність 1 мкм.