여과는 유체가 통과하지만 고체를 통과하지 못하게하는 여과 매체를 사용하여 액체 또는 가스로부터 고체를 분리하는 데 사용되는 공정이다. "여과"라는 용어는 필터가 기계적, 생물학적 또는 물리적인지 여부를 적용합니다. 필터를 통과하는 유체를 여과물이라고합니다. 필터 매체는 표면 필터 일 수 있는데, 이는 고체 입자를 가두는 고체 일 수 있으며, 깊이 필터는 고체를 갇히는 재료의 층이다.
.여과는 일반적으로 불완전한 과정입니다. 일부 유체는 필터의 공급쪽에 있거나 필터 매체에 내장되어 있으며 일부 작은 고체 미립자는 필터를 통해 길을 찾습니다. 화학 및 엔지니어링 기술로서, 액체가 수집 되든 고체이든 항상 잃어버린 제품이 있습니다.
여과의 예
여과는 실험실에서 중요한 분리 기술이지만 일상 생활에서도 일반적입니다.
- 양조 커피에는 지상 커피와 필터를 통해 뜨거운 물을 통과하는 것이 포함됩니다. 액체 커피는 여과체입니다. 티백 (종이 필터) 또는 티볼 (보통 금속 필터)을 사용하든 넓은 차는 차가 거의 동일합니다.
- 신장은 생물학적 필터의 예입니다. 혈액은 사구체에 의해 여과됩니다. 필수 분자는 혈액으로 다시 흡수됩니다.
- 에어컨 및 많은 진공 청소기는 HEPA 필터를 사용하여 먼지와 꽃가루를 공중에서 제거합니다.
- 많은 수족관은 미립자를 포착하는 섬유가 함유 된 필터를 사용합니다.
- 벨트 필터는 채굴 중에 귀금속을 회수합니다.
- 대수층의 물은 땅의 모래와 투과성 바위를 통해 여과 되었기 때문에 비교적 순수합니다.
여과 방법
여과에는 다른 유형이 있습니다. 사용되는 방법은 고체가 미립자 (현탁)인지 또는 유체에 용해되는지에 달려 있습니다.
- 일반 여과 : 가장 기본적인 형태의 여과 형태는 중력을 사용하여 혼합물을 필터링하는 것입니다. 혼합물을 상기에서 필터 매체 (예를 들어, 여과지)에 붓고 중력은 액체를 아래로 당깁니다. 고체는 필터에 남아 있고 액체는 아래로 흐릅니다.
- 진공 여과 : Büchner Flask와 Hose는 필터를 통해 유체를 빨기 위해 진공 청소기를 생성하는 데 사용됩니다 (일반적으로 중력을 사용하여). 이것은 분리 속도를 크게 높이고 고체를 건조시키는 데 사용될 수 있습니다. 관련 기술은 펌프를 사용하여 필터의 양쪽에 압력 차이를 형성합니다. 중력이 필터 측면의 압력 차이의 원인이 아니기 때문에 펌프 필터는 수직 일 필요가 없습니다.
- 감기 여과 : 냉의 여과는 용액을 빠르게 냉각시키는 데 사용되어 작은 결정의 형성을 촉구합니다. 이것은 고체가 처음 용해 될 때 사용되는 방법입니다. 일반적인 방법은 여과 전에 용액이있는 용액을 컨테이너에 배치하는 것입니다.
- 뜨거운 여과 : 뜨거운 여과에서, 용액, 필터 및 깔때기를 가열하여 여과 동안 결정 형성을 최소화한다. 스템리스 깔때기는 결정 성장을위한 표면적이 적기 때문에 유용합니다. 이 방법은 결정이 깔때기를 막거나 혼합물에서 두 번째 성분의 결정화를 방지 할 때 사용됩니다.
때로는 필터 보조 장치가 필터를 통한 흐름을 개선하는 데 사용됩니다. 필터 보조제의 예는 실리카, 규조토, 펄라이트 및 셀룰로오스입니다. 여과기 보조 장치는 여과 전에 필터에 배치하거나 액체와 혼합 될 수 있습니다. AIDS는 필터가 막히는 것을 방지하고 "케이크"의 다공성을 증가 시키거나 필터에 공급할 수 있습니다.
여과 대 체질
관련 분리 기술이 체질됩니다. Sieving은 단일 메쉬 또는 천공 된 층을 사용하여 큰 입자를 유지하면서 작은 입자의 통과를 허용합니다. 대조적으로, 여과 동안, 필터는 격자이거나 여러 층이 있습니다. 유체는 매체의 채널을 따라 필터를 통과합니다.
여과에 대한 대안
일부 응용 분야의 여과보다 효과적인 분리 방법이 있습니다. 예를 들어, 여과 액을 수집하는 것이 중요한 매우 작은 샘플의 경우, 필터 매체가 너무 많은 유체를 흡수 할 수 있습니다. 다른 경우에는 너무 많은 고체가 필터 매체에 갇히게 될 수 있습니다.
고체를 유체로부터 분리하는데 사용될 수있는 두 가지 다른 공정은 디랜테이션 및 원심 분리이다. 원심 분리에는 샘플을 회전시키는 것이 포함되며, 이는 무거운 고체를 용기의 바닥으로 강제합니다. 디 캔테이션에서, 유체는 용액에서 빠져 나온 후에 고체에서 사이펀 또는 쏟아져 나옵니다. 원심 분리 후 또는 자체적으로 데 어려움을 겪을 수 있습니다.