Filtrácia všeobecne

Filtrácia je metóda na oddeľovanie nerozpustných tuhých látok od kvapalín alebo plynov na základe rozdielnej veľkosti častíc. Suspenzia prúdi cez filter, pričom tekutina (filtrát) pretečie a filtračný zvyšok sa zachytí vo filtri.

Pri filtrácii nám vzniká nežiadúca substancia (nečistota) a úlohou filtra je potreba jej zastavenia na presne stanovenom mieste pri použití vhodného typu filtra, alebo separátora. Túto problematiku oddeľovania jednotlivých substancií možno rozdeliť do štyroch základných skupín a to na:

• separácia pevné častice - plyn
• separácia pevné častice - kvapalina
• separácia kvapalina - kvapalina
• separácia pevné častice - pevnéč častice

Najširším záberom separácie pevných častíc - plyn, reprezentuje filtrácia vzduchu a tak isto filtrácia priemyselných plynov, plynovodov, klimatizácie apod. Pri tomto procese sa používajú hlavne filtre, potom to môžu byť aj rôzne druhy separátorov, usádzače a kefy, ktoré tieto pevné častice odstraňujú.

Separácia pevné častice - kvapalina predstavuje najširší záber mechanickej filtrácie, kde je potrebné vo väčšine prípadov prefiltrovanie pomerne veľkého množstva kvapaliny a tak isto odstránenie veľkého množstva pevných častíc. Tieto procesy sa najčastejšie používajú v priemysle, kde tieto procesy sú polo alebo úplne automatizované. Z hľadiska ekológie má v tejto oblasti aj obrovský záber separácia prípadne filtrácia vody, úžitkovej alebo pitnej.

Separácia kvapalina - kvapalina a separácia pevné častice - pevné častice je veľmi náročná z hľadiska správnej voľby filtra či separátora, aby tento proces bol efektívny z pohľadu separácie a aj ekonomicky efektívny. Tieto aplikácie sú už vysoko špecializované a sú potrebné pomerne veľké teoretické a v neposlednom rade aj praktické skúsenosti pre správnu voľbu filter / separátor. Tento druh separácie sa vo veľkej časti rôznych procesoch podieľa len partikulárne čiže rieši len čiastkovú časť celého procesu.

Základnou metódou separácie kvapalina - kvapalina je napríklad destilácia ako tepelné štiepenie, ktorá je veľmi rozdielna od povrchovej filtrácie. V tomto prípade ide o chemické postupy separácie. Iným prípadom je napríklad separácia pomocou koalescerov, ktorá dokáže rozdeliť dve rozdielne na princípe vzájomného spájania sa molekúl rovnakej veľkosti.. Zvláštnym prípadom je odseparovanie dvoch heterogénnych látok ako je voda a kyselina pomocou osmotických membrán založenej na princípe rozdielnej veľkosti molekúl.

Najjednoduchšou a historicky najstaršou formou separácie tuhá latka - tuhá látka je separácia cez sito. Tu sa využívajú rozmerové vlastnosti jednotlivých častíc. Účinnosť separácie je tu jednoznačne daná veľkosťou oka na site. Fyzikálne vlastnosti látok ako sú magnetické pole zase využívajú magnetické separátory (napr. pri oddeľovaní železnej rudy).

Rozsah filtrácie je veľmi dôležitý z hľadiska jeho účinnosti a nákladov spojených s filtráciou. Je možné dosiahnuť veľmi účinnú filtráciu za vysoké náklady, ale z konštrukčného hľadiska na zariadení takáto filtrácia nie je potrebná. Opačný prípad môže nastať, ak sa budeme uberať cestou ekonomicky najvýhodnejšej filtrácie, ale pre požadované zariadenie táto filtrácia bude málo účinná. V tomto prípade môže stroj byť veľmi poruchový, čím sa nám zvýšia náklady na údržbu, alebo sa zníži životnosť stroja a zariadenie bude potrebné často vymieňať. Preto pri rozhodovaní pre ktorý druh filtrácie sa rozhodneme, je potrebné mať dostatočné množstvo informácií o požiadavkách na čistotu jednotlivých komponentov stroja alebo na čistotu a presnosť procesu (napr. pri obrábaní).