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In base al tipo di funzionamento, le apparecchiature adoperate per effettuare la filtrazione si dividono in filtri continui e filtri discontinui.
La soluzione costruttiva degli elementi filtranti dei filtri discontinui è simile a quella dei filtri continui. L'unico parametro diverso è quello di continuità (come, per esempio, la continuità di rotazione del disco filtrante).
Se classificare i filtri per la pressione generante la forza fluidomotrice necessaria per far passare il liquido attraverso il setto filtrante, si possono dividere i filtri in:
In base al tipo del mezzo filtrante i filtri possono essere suddivisi in seguenti gruppi:
Nella scelta del mezzo filtrante bisogna tener conto dei seguenti fattori:
I liquidi con concentrazione delle particelle solide nella sospensione pari al 5-30% e le dimensioni delle particelle di 5-40 mµ vengono filtrati con le centrifughe discontinue. Tali dispositivi possono funzionare in due modi: in funzione del tempo prestabilito o dello spessore prestabilito dello strato del materiale depositato. Nel primo caso il filtrato viene pompato ed inviato nell'apposita tubazione di scarico, mentre il residuo viene tolto tramite un coltello raschiante a comando idraulico. Nel secondo caso il liquido da trattare viene continuamente erogato nella centrifuga e il filtrato esce dallo stramazzo finché non sia accumulato lo strato di spessore prestabilito che viene successivamente rimosso esattamente come nel primo caso.
Per la filtrazione dei liquidi a concentrazioni particolarmente basse (con il contenuto del solido in sospensione inferiore all'1%) con particelle di dimensioni pari 0,5-1,5 mµ sono utilizzate le centrifughe a tamburo verticale con il rapporto tra la lunghezza e il diametro pari a 7:5. Per mantenere la velocità del liquido uguale a quella di rotazione della centrifuga, all'interno della stessa sono previste 3-4 nervature longitudinali. Il valore "F" di tali centrifughe è pari a 17000 per le attrezzature industriali e a 30000 per quelle di laboratorio.
Un alto valore dell'indice di separazione consente di usare le ultracentrifughe tubolari per la separazione delle emulsioni stabili in regime continuo. La separazione tra la frazione leggera e quella pesante avviene alla linea dell'anello smontabile il cui diametro corrisponde ai valori di densità delle frazioni. Grazie all'elevata velocità di rotazione le ultracentrifughe dii laboratorio hanno le dimensioni compatte (con il diametro fino a 150 mm, la lunghezza fino a 1 mt e la capacità del tamburo fino a 10 litri).
Il filtro a gravità è la più semplice apparecchiatura ad azione discontinua che viene normalmente usata presso le piccole aziende. Il filtro a gravità è costituito da un verticale recipiente cilindrico diviso dal setto orizzontale in due parti disuguali. Il liquido viene erogato nella parte superiore e il filtrato si accumula nella parte inferiore. La differenza delle pressioni è dovuta alla depressione generata nella parte inferiore e l'aumento della pressione nella parte superiore.
All'ultimazione del processo di filtrazione il residuo viene scaricato e il setto filtrante viene lavato. A tale scopo la parte inferiore del filtro datata del setto viene fabbricata ribaltabile oppure sul corpo dell'apparecchiatura vengono realizzati i portelli laterali.
Il filtro per gravità è il più semplice filtro discontinuo che funziona in pressione e in depressione. In tali filtri la direzione di scorrimento del filtrato e quella della forza di gravità coincidono.
Il filtro a gravità è costituito dal serbatoio a fondo doppio. Il fondo superiore è falso ed è destinato a trattenere lo strato del materiale filtrante. Il materiale depositato si accumula sul setto filtrante, mentre il filtrato, sotto l'azione della depressione generata dalla pompa a vuoto, passa attraverso la bocca di scarico dopodiché viene pompato nel recipiente di raccolta. Da questo recipiente il liquido è evacuato con la pompa o sotto l'azione dell'aria compressa per il successivo trattamento o per l'ulteriore ciclo di filtrazione nel caso in cui il grado di filtrazione non risulti sufficiente.
Schema di processo di filtrazione con il filtro a gravità:
I liquidi che emettono i gas facilmente infiammabili o nocivi devono essere filtrati sotto pressione dei gas inerti o dell'aria compressa nei filtri chiusi.
Nel caso in cui il residuo depositato sia sottoposto al successivo trattamento nell'ambiente liquido, il filtro può essere dotato degli agitatori che consentono di facilitare lo scarico. Nel processo di filtrazione gli agitatori vengono sollevati sopra la massa da filtrare. All'ultimazione del processo di filtrazione gli agitatori vengono abbassati nel materiale depositato preventivamente diluito con una piccola quantità del liquido di lavaggio. Gli agitatori devono essere abbassati piano piano in modo tale da permettere l'asportazione dei sottili strati del residuo solido e il mescolamento dello stesso con il liquido di lavaggio. Il residuo intorbidito viene pompato o scaricato nella tubazione.
Nel filtro a gravità di tipo chiuso il processo di filtrazione avviene sotto l'azione della pressione esercitata dall'aria compressa o dal gas inerte. Il residuo viene evacuato attraverso il portello laterale o tramite il fondo ribaltabile.
I vantaggi di tali dispositivi sono un'alta velocità di filtrazione, la capacità di filtrare i materiali difficilmente separabili e di separare le sospensioni che possono emettere i gas infiammabili e tossici.
Filtri
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