Povrchová a hĺbková filtrácia
Povrchová filtrácia
Povrchová filtrácia je priame zachytávanie častíc na filtračnom médiu. Častice, ktoré sú väčšie ako je veľkosť otvorov alebo pórov filtračného média sa zachytia na povrchu filtra. Veľkosti týchto otvorov chránia takýmto spôsobom systém. Táto filtrácia sa často používa v kombinácii s hĺbkovou filtráciou z dôvodu ochrany hĺbkových filtrov, ktoré sú často mnohokrát drahšie ako povrchové filtre. Povrchová filtrácia sa často používa pri oddeľovaní kvapalín a pevných častíc a pri oddeľovaní dvoch pevných častíc. V mnohých prípadoch ( okrem membránových filtrov ) tieto filtre predstavujú nominálnu filtráciu a používajú sa ako sacie alebo vratné filtre resp. v kombinácii s ostatnými filtrami.
Spôsob ukladania častíc pri povrchovom sitovaní:
1- kvapalina na vstupe do filtra, 2- nečistoty
3- filtračné médium 4- medzný otvor
5- kvapalina na výstupe z filtra
Ak sú však filtre s povrchovou filtráciou vplyvom prietoku média znečistené môžu nastať tieto efekty:
- Ak sú všetky póry, alebo otvory zaplnené nečistotami, novo prichádzajúce nečistoty môžu spôsobiť uvoľňovanie častíc, ktoré tam boli zachytené predtým. Tým sa systém ďalej nečistí, naopak môže spôsobiť uvoľnenie zhlukov a tým ho znečistiť ešte viac. Havarijným prípadom je keď nastane roztrhnutie povrchu filtračného média a častice sa uvoľnia do nosnej kvapaliny. Systém ostáva bez filtrácie.
- Ak sú všetky póry alebo otvory zaplnené časticami, novo prichádzajúce nečistoty a to najmä veľmi malé (často zhluky) vytvoria na povrchu novú filtračnú vrstvu, ktorá sama osebe je filtrom. Vytvorí sa tzv. filtračný koláč. Tento efekt sa využíva najmä pri filtrácii rezných a brúsnych emulzií. Výšku koláča je však potrebné kontrolovať, lebo pri prekročení kritickej hrúbky sa silne znižuje prietok, alebo dochádza k pretrhnutiu filtračného materiálu.
- Pri vyšších tlakoch, alebo prúdení kvapaliny z vysokou rýchlosťou môže nastať jav, ako cez otvor alebo póry s určitou veľkosťou prejde častica väčšia ako je veľkosť otvoru alebo póru.
Hĺbková filtrácia
Ďalším základným typom mechanickej filtrácie, ktorá závisí od filtračného média je filtrácia v hĺbke filtračného média. Mechanizmus tejto filtrácie sa stáva viac komplexnejším. Dráha častice cez filter je oveľa dlhšia a kľukatejšia čím sa dosahuje obrovská schopnosť jej zadržiavania sa vo filtri. Veľké častice sa zachytávajú na povrchových vrstvách a veľmi jemné zase na vnútorných hustejších vrstvách. Pri uniformovaných časticiach, ktoré sú približne rovnakej veľkosti sa pri tomto spôsobe filtrácie ukladajú smerom od vnútorných vrstiev až po vonkajšiu, čo je z hľadiska účinnosti filtrácie veľmi dôležitá vlastnosť. Difúzia malých častíc vplyvom skladby vnútorných vrstiev je oveľa menšia a dokážu sa vytvoriť a zadržať zhluky častíc do veľkosti 1 μm. Taktiež je treba poznamenať, že hĺbková filtrácia má za následok vyšší tlakový spád ako povrchová filtrácia. Tento princíp sa okrem kvapalín aj z vysokou viskozitou veľmi úspešne využíva aj pri filtrácii plynov.
Spôsob ukladania častíc pri hĺbkovom sitovaní
1- kvapalina na vstupe do filtra 2- nečistoty
3- filtračné médium 4- medzný otvor
5- kvapalina na výstupe z filtra
Spôsob ukladania častíc pri hĺbkovej filtrácii
1- kvapalina na vstupe do filtra 2- nečistoty
3- filtračné médium 4- medzný otvor
5- kvapalina na výstupe z filtra
