ფილტრაცია

ფილტრაცია ან ფილტრირება — არაერთგვაროვანი სისტემების (მაგალითად, სუსპენზია, აეროზოლი) გამოყოფა, მარტივი ტიხრის მეშვეობით, რომელიც უშვებს დისპერსიულ გარემოსდა აკავებს დისპერსულ მყარ ფაზას. ეს მეთოდი გამოიყენება წყალში ხსნად და უხსნად ნივთიერებათა ნარევების გასაყოფად. მისი მოქმედება დაფუძნებულია წყალზე, ნარევზე წყლის მოქმედებით ხდება ხსნადი ნივთიერებების ძალიან ძლიერი დაქუცმაცება. ნარევის შენჯღრევისას მიიღება მღვრიე სითხე, რომელშიც არის ხსნადი ნივთიერების ისეთი წვრილი ნაწილაკები, რომლებიც წყლის მოლეკულებთან ერთად გადის ფორებიან მასალაში, ხოლო უხსნადი ნაწილაკები რჩება ზედაპირზე. იმ მასალას, რომელშიც ატარებენ ნარევს, ფილტრი ეწოდება. უხსნადი ნაწილაკები, რომელიც ფილტრზე რჩება, ნალექი ეწოდება. ხოლო ხსნარი, რომელიც გადის ფილტრს, ფილტრატი ეწოდება. ყოფაცხოვრებაში ფილტრად გამოიყენებენ ქსოვილებს, ხოლო წყალსაწმენდ სადგურებში ფილტრად სუფთა ქიშის ფენას ხმარობენ.

ფილტრაციის ტექნიკა
ლაბორატორიაში ფილტრაციას ძაბრების მეშვეობით ანხორციელებენ.

ფილტრაცია ხორციალდება ან მუდმივი წნევათა სხვაობის რეჟიმში (მაგალითად, ვაკუუმ-ფილტრები) ან მუდმივი სიჩქარის რეჟიმში (მაგალითად, ჩარჩული ფილტრი-წნეხი).

გაწმენდის ყველა თანამედროვე ხერხი შეიძლება უფრო ფართოდ დაიყოს ორ ჯგუფად: მექანიკური ფილტრები, სხვადასხვა კონსტრუქციის პერფორირებული ტიხრებით, და ძალოვანი ველების გამწმენდები (გრავიტაციული, ცენტრიდანული, მაგნიტური, ელექტროსტატიკური). პირველის ნაკლია მცირე ჭუჭყტევადობა, ფორების გაქვიშვის დროს წნევის მატება და სარქველის არსებობა, რომელიც გაწმენდის გარეშე ატარებს სითხის ნაწილს და ურევს გაწმენდილ და გაუწმენდავს ერთად, დიდი გაბარიტები, ის მატულობს გამტარობის და გაწმენდის მომატებასთან ერთად. ეს იწვევს პერიოდულად ფილტრის ელემენტის ცვლას ან რეგენერაციას.

ასეთ მეთოდებს აქვს რიგი ნაკლოვანებები გრავიტაციული გაწმენდა საჭიროებს გასუფთავების დიდ დროს. გასაწმენდი აუზების დიდ ფართობს, დაბალი მწარმოებლობა დამოკიდებული ნაწილაკების სიმკვრივეზე, ტემპერატურაზე და სხვა პირობებზე; ცენტრიფუგისას – კონსტრუქციის სირთულე, პერიოდულად კონსტრუქციის დაშლის საჭიროება შემდეგი ბალანსირებით, ძალიან დიდი ენერგეტიკული დანახარჯები წმენდაზე და სხვა; მაგნიტური წმენდისას – ძირითადად ფერომაგნიტური ნაწილაკების, დაბალი სიჩქარეები (0,01მ/წმ-მდე), მაგნიტზე შეუძლებელია შეჩერებული ნაწილაკების დიდი მასის დაკავება, ტემპერატურაზე დამოკიდებულება; ელექტროსტატიკური წმენდისას – მხოლოდ დენის გაუმტარ სითხეებში მუშაობა, დაბალი მწარმოებლობა.

ამ მდგომარეობიდან გამოსავალი სხვადასხვა სითხეების გაწმენდის დარგში არის პრინციპი ჰიდროგინამიკური გაწმენდის. მას საფუძვლად უდევს ყოველ ფილტროელემენტის უჯრედთან დინების შექმნა, რომელიც იძლევა შესაძლებლობას გაატაროს ნაწილაკები რომლის ზომები (3-10 -ჯერ) ნაკლებია ვიდრე ნახვრეტის ზომა. უფრო დიდი ზომების ნაწილაკები ფილტრიდან გადაისროლება ან გროვდება ბუნკერში. რეალიზდება ძირითადი პრინციპი: ფილტრის ამოცანა არაა მსხვილი ნაწილაკების შეჩერება, არამედ გასული სითხის სიწმინდე. ასეთი პრინციპული გადაწყვეტილების შედეგად ფილტრი არ ივსება ნაწილაკებით და არ საჭიროებს ტექნიკურ მომსახურებას დიდი პერიოდის მანძილზე.

ტექნიკაში ფილტრაციას სპეციალურ აპარატებში — ფილტრებში აწარმოებენ, აღჭურვილია ფორებიანი ფილტრ ტიხრებისაგან, რომლებიც ატარებენ სითხეებსა და აირებს, ხოლო მყარ ფაზას აკავებენ.

ძირითადი ცნებები
გაყოფის ხარისხი სუსპენზიის განისაზღვრება საფილტრი მასალის ფორების რაოდენობით.

საფილტრე მასალები
სუსპენზიების ან აეროზოლების გაყოფა ხდება ფორებიანი ტიხრების საშუალებით, რომლებიც ატარებენ სითხესა ან აირს.

საფილტრ მასალად გამოიყენება საფილტრი ქაღალდების სპეციალური ლაბორატორიული ფილტრები.

მრეწველობაში გამოიყენება საფილტრი ქსოვილები (მაგალითად ბელტინგი), ფორებიანი ნივთიერებები (მაგალითად, დაწნეხილი ტიტანის, ასბესტის, ფორებიანი მინის ფილტრების მასალები.).