درباره فیلتر و صافی

تعریف فیلتر کردن یا فیلتراسیون

فیلتراسیون به معنی عبور یک سیال (مایع، سوسپانسیون، گاز) از درون یک دستگاه یا تجهیز برای حذف مواد ناخواسته از آن سیال می باشد. فیلتراسیون در اصل یک فرآیند جداسازی فیزیکی است در آن از طریق فیلتری با ساختار خاص و گاهی اوقات پیچیده مواد ناخواسته که معمولا جامد می باشند از سیال جدا می شوند. ذرات جامدی که نمی توانند از فیلتر عبور کنند ذرات بزرگتر از مش فیلتر و سیالی که از فیلتر عبور می کند سیال فیلتر شده نامیده می شود. گاهی اوقات همچنین جهت حذف مایعات ناخواسته مانند روغن یا بخار ازآب یا سایر مایعات از فرآیند فیلتراسیون استفاده می شود.

قرن هاست که انواع مختلفی از تکنیک های فیلتراسیون وجود دارد. حدود 500 سال قبل از میلاد مسیح ، بعد از آنکه بقراط متوجه اهمیت آب خالص شد، اولین فیلتر کیسه ای که به آستین بقراط معروف است گفتند را ساخت. یک متن «سانسکریت» که در حدود قرن چهارم میلادی نوشته شده است، فیلتر کردن آب از طریق شن و ماسه را توصیه می‌کند. با گذشت زمان روش های فیلتراسیون تکامل یافته است، فن آوری های جدید سبب تسهیل فرایند تولید سیستم های فیلتراسیون بسیار پیچیده و کارآمد شده است. حتی امروزه، از بسیاری از تکنیک‌های تاریخی البته با تغییراتی استفاده می‌کنیم.

تفاوت فیلتراسیون با دیگر فرایندهای جداسازی

فیلتراسیون با غربال کردن، الک کردن و یا سرند کردن که در آن جداسازی در یک لایه منفذ دار(غربال، الک یا سرند) اتفاق می افتد، متفاوت است. درغربال کردن، ذراتی که از سوراخ های غربال بزرگتر هستند، در بالای الک، سرند و یا غربال باقی می مانند.

فیلتراسیون با فرایند جذب (adsorption) که در آن جداسازی به بار سطح بستگی دارد، متفاوت است. برخی از دستگاه های جذب که حاوی زغال فعال و رزین تبادل یونی هستند، به اصطلاح تجاری فیلتر نامیده می شوند، اگرچه فیلتراسیون مکانیزم اصلی عملکردآنها نیست. مثال های از فرایند فیلتراسیون به روش جذبی در زیر آورده شده است:

حذف دی اکسید کربن از هوای دستگاه های تنفس مصنوعی و سیستم های تنفسی مراکز درمانی با استفاده از فیلترهای اسکرابی
فیلترهای کربن فعال جهت حذف هیدروکربن های فرار( آزاد، بخار)، بوها و سایر آلاینده های موجود در هوای موجود در مکان های سربسته.

فیلتراسیون با حذف آلاینده های مغناطیسی از سیالات (معمولاً روغن روانکاری، خنک کننده ها و روغن های سوخت) با آهنربا متفاوت است، زیرا هیچ فیلتری وجود ندارد. دستگاه‌هایی که به نام فیلترهای مغناطیسی فروخته می‌شوند، در واقع فیلتر نیستند و فقط استفاده مشابه فیلتر را دارند ولی مکانیزم عملکرد آنها متفاوت از فیلتر است.

نکاتی در مورد فیلتراسیون

فیلتراسیون در اکثر مواقع جهت جداسازی ذرات از سیال در یک سوسپانسیون استفاده می شود، که سیال می تواند مایع، گاز یا سیال فوق بحرانی باشد. فیلتراسیون به عنوان یک عملیات فیزیکی قادر است که مواد با ترکیبات شیمیایی متفاوت را جداسازی کند. به عنوان مثال میتوانیم حلال را بگونه ای انتخاب کنیم که فقط یک جزء را حل کند و جزء دیگر در آن حلال حل نشود. بنابراین با حل کردن ترکیب در حلال، یک جز در حلال حل شده و بصورت محلول در آمده و از فیلتر عبور می کند، در حالی که جزئی دیگر در حلال حل نمی شود و بروی فیلتر باقی می ماند و به این صورت دو جز از همدیگر جدا می شوند.
فیلتراسیون به طور گسترده در مهندسی شیمی استفاده می شود. فیلتراسیون ممکن است با سایر فرایندها برای فرآوری یک محصول استفاده شود، به عنوان مثال بیوفیلتر، که ترکیبی از یک فیلتر ترکیبی و دستگاه فرآوری بیولوژیکی است در صنعت استفاده فراوانی دارد.
در فیلتراسیون، یک شبکه چند لایه ذراتی را که نمی توانند کانال های پر پیچ و خم فیلتر را گیر می اندازند و به این صورت ذرات از سیال اصلی جدا می شود. در فیلتراسیون ممکن است ذرات گیر افتاده کانال های فیلتر را مسدود نمایند و مانع عبور فیلتر و از کار افتادن آن شوند.
بطور کلی در صنعت به همه فرایندهای بالا فیلتراسیون گفته میشود و کاربرد یکی به جای دیگری اشتباه محسوب نمی گردد. در فیلترهای بیولوژیکی، ذرات بزرگ گیر افتاده و بگونه ای هضم می شوند و در اثر این هضم شدن متابولیت هایی که محصول فرایند هضم شدن می باشند آزاد می گردند. به عنوان مثال، در حیوانات (از جمله انسان) در فرایند فیلتراسیون کلیوی مواد زائد از خون حذف میشود و یا در تصفیه آب و فاضلاب، ترکیبات نامطلوب از طریق جذب بروی یک زیست لایه (biofilm) که روی و یا درون فیلتر تشکیل شده است حذف می شوند.

انواع روش های فیلتراسیون در صنعت

امروزه انواع بسیاری از فیلترهای صنعتی به صورت تجاری استفاده می شود. باید بپذیریم که اصطلاح "فیلترهای صنعتی" برای اکثر مردم هیجان انگیز نیست. به عنوان مثال از آنجایی که فیلتر در داخل ماشین کار می کنند، نه در قسمت بیرونی آن، اکثر مردم اصلاً متوجه آنها نمی شوند. اما هر مهندس یا متخصص تضمین کیفیت تأکید می کند که فیلترهای صنعتی دراکثر فرآیندهای صنعتی که این روزها انجام می شوند بسیار مهم هستند. فیلترهای صنعتی بخش مهمی از تولید هستند و در صنایع مختلف مانند داروسازی، انرژی، مواد غذایی و آشامیدنی، آرایشی و بهداشتی و مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.بدون فیلترهای باکیفیت، محصولات نهایی ضعیف خواهند بود، در برخی موارد فیلتر خراب و یا عدم فیلتراسیون مناسب حتی می‌تواند ایمنی کاربران و مصرف‌کنندگان و همچنین کارکنان شاغل در تاسیسات را در معرض خطر قرار دهند. در اغلب موارد، فرآیند فیلتراسیون ذرات معلق اضافی را از مواد خام (معمولا مایعات) که برای تولید استفاده می شود، حذف می کند و یا ذرات را از هوا حذف می کند.این فرآیند با کمک یک فیلتر انجام می شود و صدها نوع فیلتر وجود دارد که ذرات ناخواسته و ناخالص را از ماده حذف می کند، که اگر این کار انجام نشود آن ذرات ناخواسته و ناخالصی ها ممکن است بر کیفیت محصول نهایی تأثیر منفی بگذارند. در زیر چند نوع از فرآیندهای فیلتراسیون که در صنایع مختلف برای حفظ استانداردهای ایمنی مورد استفاده قرار گرفته اند آورده شده است:

۱- فیلترهای سیکلون یا سایکلون (cyclone filters)

در این روش یک گردباد (cyclone) با استفاده از یک فن صنعتی ایجاد می شود و ذرات گرد و غبار را به همراه یک جریان هوا از سیستم خارج می کند. فیلترهای سیکلون جز دستگاه های ارزان قیمت محسوب می شوند و بطور وسیع در بسیاری از صنایع کاربرد دارند.

۲- فیلتر سانتریفیوژ یا گریز از مرکز (centrifugal filter)

این روش فیلتراسیون بدون نیاز به هیچ گونه فیلتر به عنوان واسطه انجام می شود. یک حرکت دایره ای یا چرخشی در داخل مایع یا سوسپانسیونی که قرار است فیلتر شود ایجاد می شود و سرعت چرخش مواد را بر اساس اختلاف در چگالی آنها از هم جدا میکند. به عبارت دیگر ماده ای که چگالی بیشتری دارد در بیرون قرار میگرد و ماده با چگالی کمتر نزدیک تر به مرکز جمع می شود.

۳- فیلتر گرانشی (Gravity filtration)

در این روش فیلتراسیون مانند روش فیلتراسیون گریز از مرکز، به هیچ فیلتری به عنوان جسم واسطه نیاز نیست و فیلتراسیون تنها توسط نیروی جاذبه انجام می پذیرد. جریان مایع از بالا به پایین که توسط فشار اتمسفر ایجاد می شود باعث جدا شدن و در واقع شستن و حذف مواد جامد می شود

۴- فیلترهای کارتریج (Cartridge filter)

در این نوع فیلتراسیون صنعتی از روش غربالگری (sift method) برای حذف رسوبات مضر از طریق یک کارتریج استفاده می شود. کارتریج های معمولا استوانه ای شکل ساخته میشوند هر چند شکل های دیگر آن نیاز وجود دارد. در واقع مواد داخل کارتریج فیلتر جلوی حرکت مواد مضر را گرفته و بقیه سیال می تواند به مسیر خود ادامه دهد و در نتیجه مواد مضر در داخل کارتریج فیلتر باقی می مانند. بسیاری از فیلترهای آب خانگی و صنعتی از فیلترهای کارتریجی استفاده می کنند. کارتریج فیلتر پس از مدتی از مواد و رسوبات ناخواسته و مضر پر می شود و نیاز به عوض کردن دارد.

۵- فیلترهای مکشی یا خلاء (Vacuum filters)

همانطورکه از نام این روش پیداست ، فیلترهای مکشی از نیروی مکش یا خلاء و برای ایجاد فشار استاتیک منفی در مخزن و یا محفظه کاری استفاده می کنند و از طریق گرد و غبار و سایر ذرات ناخواسته) را از مواد مفید مورد استفاده جدا می کنند.

۶- فیلترهای سرد (Cold filters)

در این روش فیلتراسیون سیال یا مایع مورد نظر از داخل فیلترهای سرد عبور داده می شود و مواد ناخواسته در اثر سرما به شکل امولسیون و جامد در می آیند و از سیال اصلی جدا می گردند.

۷- فیلترهای داغ (Hot filters)

زمانی که ترکیبات کریستالی کوچک نیاز به خالص سازی دارند، ناخالصی های موجود در کریستال در دمای بالاتری از کریستال ذوب می شوند. در نتیجه کریستال مایع را می توان از ذرات ناخالصی جامد جدا کرد و سپس با سرد کردن مذاب، مجددا آن را به کریستال تبدیل نمود، منتهی اینبار کریستال عاری از ناخالصی می باشد.

۸- فیلتراسیون چند لایه (Multi-layered filtration)

در این نوع فیلترها چندین لایه از شن و سنگ با اندازه های مختلف وجود دارد که در هنگام عبور سیال از بین آنها باعث جدا کردن و گیر انداختن ذرات جامد ناخواسته از سیال مورد نظر می گردد. معمولا اندازه ذرات به تدریج با فاصله گرفتن از ورودی فیلتر کوچک تر می شود.

۹- فیلترهای کیسه ای (Bag filters)

جهت شفاف سازی مایعات از طریق ته نشین شدن ذرات در کیسه هنگامی که مایع در همان کیسه ریخته می شود استفاده می شود. کیسه ها به ماده ای که باید فیلتر شود بستگی دارد و در اندازه های متفاوتی هستند.

۱۰- فیلترهای پانلی یا پنلی (Panel filters)

فیلتر پانل اغلب در واحدهای تهویه استفاده می شود و در انواع و اندازه های مختلف برای رنج وسیعی از کاربردها تولید می شود.

۱۱- فیلترهای هیدرولیکی (Hydraulic filters)

برای فیلتر کردن نفت و سایر مایعات مشابه، و تصفیه ناخالصی های آنها از فیلتر هیدرولیک استفاده می گردد.

۱۲- صافی یا الک (Strainers)

زمانی که یک فرآیند تولیدی مقدار زیادی ضایعات جامد دارد، از روش مرسوم فیلتراسیون با الک های پیاپی و سری استفاده می شود. با استفاده از این روش می توان ضایعات را از محصول اصلی جدا نمود.

۱۳- فیلتر هوا (Air filter)

این یکی از روش های رایج و شناخته شده فیلتراسیون است که در خانه ها و ماشین ها و همچنین در صنعت استفاده می شود. در این روش هوا با فشار وارد شبکه فیلتر شده و مواد ناخواسته با چسبیدن به بدنه شبکه فیلتر حذف می شوند.

14- فیلتراسیون مکانیکی (Mechanical filtration)

در این روش از نیروی فشار اتمسفر برای انجام فیلتراسیون استفاده می شود و مواد ناخواسته یا بر روی سطح فیلتر جمع می گردند و جدا می شوند و یا در داخل شبکه فیلتر

همانطور که می بینید، روش های مختلفی برای فرایند فیلتراسیون در صنعت وجود دارد، و به همان اندازه تجهیزات متنوعی برای هر کدام وجود دارد. به همین دلیل مهم است که یک متخصص فیلتر صنعتی در کنار شما باشد تا به شما کمک کند کدام محصولات برای تاسیسات شما بهتر است. چه یک کارخانه تولید مواد شیمیایی، چه بیوتکنولوژی یا یک نیروگاه انرژی، فیلتراسیون پیشرفته به شما کمک می کند تا فرایند و محصولی با کیفیت و بازدهی بالاتر داشته باشید.

انواع تکنیک های فیلتراسیون

در این قسمت تکنیک های اصلی فیلتراسیون توضیح داده می شود.

فیلتراسیون گرانشی

فیلتراسیون گرانشی (Gravity filtration) این ساده ترین روش فیلتراسیون است که به طور گسترده در آزمایشگاه های شیمیایی استفاده می شود.در این فرآیند یک کاغذ (صفحه) فیلتردر قیف قرار داده میشود و با استفاده از یک حلقه یا کش به دور آن ثابت نگه داشته می شود. سپس مایع درون قیف ریخته می شود. هنگامی که مایع از فیلترعبور می کند، در یک ظرف که زیر آن قرار دارد، جمع می شود. مواد جامدی که بزرگتراز منافذ فیلتر هستند در بالای فیلتر گیر می کنند. از آنجایی که از نیروی گرانشی برای حرکت سیال به سمت پایین استفاده می شود، این روش با عنوان تکنیک فیلتراسیون گرانشی نام گذاری می شود.

فیلتراسیون خلاء یا مکشی

روش فیلتراسیون مکشی (Vacuum filtration) تا حدودی شبیه به فیلتراسیون گرانشی است، زیرا شما به یک قیف که یک صفحه فیلتر که در آن قرار داده شده باشد نیاز دارید و سیال از صفحه فیلتر عبور می کند. تفاوت اینجاست که برای فیلتر به روش خلاء به جای یک ظرف با فلاسک ساده در زیر فیلتر، به یک فلاسک بوشنر (فلاسک با یک پورت دنده دار در جداره اش) نیاز دارید. پورت فلاسک بوشنر از طریق یک لوله به آسپیراتور یا یک خط مکشی متصل می شود. با روشن کردن پمپ خلاء مکش ایجاد شده و فشار داخل فلاسک و یه همان زیر فیلتر منفی شده و سیال از صفحه فیلتر عبور کرده و وارد فلاسک می شود و مواد ناخواسته در بالای صفحه فیلتر باقی می مانند. در مقایسه با فیلتراسیون گرانشی، این فرآیند سریعتر و کارآمدتر است.

فیلتراسیون گریز از مرکز

در فرآیند فیلتراسیون گریز از مرکز (centrifugal filtration) از " نیروی گریز از مرکز " برای انجام فیلتراسیون استفاده می کند. نیروی گریز از مرکز نیرویی است که جسمی که در یک مسیر دایره‌ای حرکت می‌کند متحمل می شود و این نیرو جسم را به سمت بیرون دایره هل می دهد. تجهیزات فیلتراسیون برای این روش شامل یک درام چرخان است، که سیال بروی آن پمپ می شود. به دلیل نیروی ایجاد شده توسط سرعت بالای چرخش درام، مواد جامد معلق از مرکز خارج شده و بر روی دیواره درام گیر می کند و مایع به بیرون منتقل می شود.

فیلتراسیون داغ

فیلتراسیون داغ (Hot filtration) زمانی مناسب است که ترکیبات خاصی در داخل محلول امکان کریستال تشکیل دادن داشته باشند. . اگر به کریستال ها اجازه رشد داده شود، امکان دارد منفاذ فیلتر را مسدود نمایند و فرآیند فیلتراسیون را مختل نمایند.. بنابراین، هنگام تصفیه چنین نوع سیالی، لازم است دمای آن در هنگام فیلتراسیون افزایش یابد تا از تشکیل کریستال جلوگیری شود. عمل فیلتراسیون باید به سرعت انجام شود تا زمانی برای کریستالیزاسیون ایجاد نشود. در صورت نیاز حتی کل دستگاه باید گرم شود. کاغذ فیلتر قیفی (کاغذ فیلتر فلوت دار) و قیف فیلتر بدون ساقه برای این فرآیند توصیه می شود.

فیلتراسیون سرد

فیلتراسیون سرد (Cold filtration) همانطور که از نامش پیداست، کاملاً معکوس فیلتراسیون داغ است. در این روش مایع به سرعت سرد می شود تا تشکیل کریستال ها را تسریع بخشد و سپس کریستال ها می توانند از مایع اصلی جدا شوند. در صنعت تخمیر، از این روش برای ایجاد توده های پروتئین استفاده می شود که سپس می توان آنها را حذف کرد.

فیلتراسیون گرانولی

فیلتراسیون گرانول (Granular filtration) این یکی از روش های مرسوم است که قرن ها مورد استفاده قرار گرفته است. در این فرآیند ساده، مایع از بسترهای دانه ای مانند ماسه، شن، یا کربن فعال عبور داده می شود. مواد جامد معلق در داخل فیلتر گیر می کنند و در انتها ماده خالص تصفیه شده به دست می آید. در اکثر تصفیه خانه های آب و فاضلاب از این سیستم تصفیه در مراحل اولیه استفاده می کنند.

فیلتراسیون مکانیکی

فیلتراسیون مکانیکی (Mechanical filtration) این فرآیند یک روش مدرن است و کاربرد وسیعی در فیلتراسیون صنعتی دارد. فیلتراسیون مکانیکی شامل عبور دادن سیال از میان فیلتر جهت حذف یا جداسازی جامدات معلق از سیال است. نیرو توسط پمپ یا فشار خود سیال ایجاد می شود. فیلترهایی که بیشتر در فیلتراسیون مکانیکی استفاده می شود ، شامل فیلترهای کارتریجی، فیلترهای کیسه ای، فیلترهای متخلخل فلزی ، پد فیلترها و فیلترهای پارچه ای هستند.

شما میتوانید انواع فیلترهای صنعتی از قبیل فیلتر هوا، فیلتر گاز، فیلتر روغن و فیلتر آب، صافی و الک های شن و ماسه را از دسته فیلتر و صافی سایت kaalaak.com بصورت آنلاین خریداری نمایید. چنانچه محصول مورد نظر خود را در سایت پیدا نکردید لطفا درخواست خود را از طریق تماس با ما ثبت نمایید.

محتوی ارائه شده متعلق به کالاک می باشد و هر گونه استفاده با هدفی غیر از خرید محصول مجاز نمیباشد و مطابق با شرایط و ضوابط کالاک عمل خواهد شد.

فیلتر روغن