Бесплатный звонок из России:
Сегодня 

Общие сведения

Дисперсные системы - это образования из двух или большего числа фаз (тел, веществ) с сильно развитой поверхностью раздела между ними. В дисперсных системах по крайней мере одна из фаз - дисперсная фаза - распределена в виде мелких частиц (кристалликов, нитей, плёнок или пластинок, капель, пузырьков) в другой, сплошной фазе - дисперсионной среде. По основной характеристике - размерам частиц - дисперсные системы делятся на грубо (низко) дисперсные и тонко (высоко) дисперсные или коллоидные системы (коллоиды). В грубодисперсных системах частицы имеют размер от 10-4 см и выше, в коллоидных - от 10-4-10-5 до 10-7 см.

Коллоидный раствор – размер частиц 1*10-7 – 1*10-4 см;

Суспензия - размер частиц более 1*10-4 см;

Примеры дисперсных систем

ВидДисперсная средаДисперсная фазаПример
СуспензияЖидкостьТвердое телоПульпа
ЭмульсияЖидкостьЖидкостьМолоко
Твердый аэрозольГазТвердое телоДым
Жидкий аэрозольГазЖидкостьТуман
ПенаЖидкостьГазПена
ГельРастворительМакромолекулыГель для волос

Фильтрование (лат. filtrum – войлок) – это процесс разделения дисперсных систем на фазы при помощи пористых перегородок, которые задерживают одни фазы и пропускают другие, путем создания разницы давлений по разным сторонам перегородки. Устройства, в которых происходит фильтрование, называются фильтрами. Разницы давлений в фильтрах можно добиться, создав вакуум с одной стороны фильтровальной перегородки, либо давление газа с другой, давлением суспензии на перегородку (при ее принудительной подаче насосом), центробежными силами.

Разделение дисперсных систем при помощи электростатических сил или сил гравитации называется осаждением.

Фильтрование суспензий – процесс разделения суспензий на жидкую и твердую фазы путем фильтрования. При этом жидкая фаза проходит сквозь поры фильтровальной перегородки, а твердые частицы задерживаются перегородкой. Таким образом, суспензия разделяется на чистый фильтрат и влажный осадок. Полезным продуктом могут быть как обе фазы, так и одна из них. Фильтрование суспензий характеризуется скоростью процесса, то есть объемом суспензии, отфильтрованной за единицу времени, а также качеством. Под качеством фильтрования суспензии понимается количество твердых частиц в фильтрате и количество жидкости в осадке после фильтрации, то есть полнота разделения фаз.

В некоторых случаях требуется промывка осадка и (или) его сушка.

Промывка осадка осуществляется промывной жидкостью с целью удалить из осадка остатки жидкой фазы суспензии и растворенных в ней веществ. Осуществляться промывка осадка может непосредственно на фильтре, где он образовался, путем пропускания через него промывной жидкости под давлением. Другой способ промывки осуществляется путем переноса осадка в отдельный резервуар, где он перемешивается с промывной жидкостью, после чего полученная смесь снова подвергается фильтрации.

Сушка осадка осуществляется под давлением (или разрежением) воздухом или другим газом с целью добиться минимальной влажности осадка.

Фильтры для разделения суспензий

Устройства для разделения суспензий подразделяются на различные группы по нескольким возможным признакам.

Например, все фильтры подразделяют на периодически действующие и непрерывно действующие. В первых, фильтровальная перегородка, как правило, неподвижна, во вторых она непрерывно движется по замкнутому пути.

Следующим основным различием фильтров является то, каким образом в них создается перепад давления:

  • - созданием вакуума под перегородкой (в области, куда должен просачиваться фильтрат);
  • - созданием избыточного давления над перегородкой (в области, где должен оставаться осадок);
  • - созданием гидравлического давления суспензии на фильтровальную перегородку при помощи подающего суспензию насоса;
  • - центробежными силами.

Можно также привести классификацию по взаимной направленности вынуждающей силы движения фильтрата в фильтровальной перегородке и направленности силы тяжести, то есть когда они совпадают, противоположны или перпендикулярны. На первый взгляд такая классификация может показаться странной, но поведение частиц твердой фазы суспензии под действием силы тяжести имеет большое значение для процесса разделения.

Существуют и другие разделения – по степени автоматизации, по конструктивным особенностям, по областям применения и так далее.

На сегодняшний день в промышленности применяются следующие основные виды фильтров для суспензий:

  • - центрифуги;
  • - ленточные фильтры;
  • - барабанные фильтры;
  • - тарельчатые фильтры;
  • - патронные фильтры;
  • - друк фильтры;
  • - нутч-фильтры;
  • - дисковые фильтры;
  • - листовые фильтры;
  • - фильтр-прессы;

В зависимости от особенностей применения, подбирают фильтры и фильтрующие перегородки соответствующего типа.