3.1 Nguyên lý thực hiện quá trình lọc:Nguyên lý thực hiện quá trình lọc:
Lọc là quá trình phân riêng hỗn hợp không đồng nhất qua lớp lọc, bã được giữ lại trên lớp lọc, dung dịch đi qua lớp lọc dưới áp suất dư so với áp suất bên dưới vật ngăn.
Nguyên tắc của quá trình lọc: cho huyền phù vào một bên vách ngăn lọc rồi tạo ra trên bề mặt lớp hyền phù một áp suất P1, dưới tác dụng của áp suất P1 pha liên tục chảy qua phía bên kia nhờ việc xuyên qua các mao dẫn trên vách ngăn lọc, còn pha phân tán bị giữ lại trên vách ngăn lọc. Pha liên tục xuyên qua vách ngăn được gọi là nước lọc, còn pha phân tán bị giữ lại tạo thành bã lọc.
Khi pha phân tán có kích thước lớn hơn đường kính mao quản của vách ngăn lọc thì sẽ bị giữ lại trên vách ngăn lọc và tạo thành lớp bã lọc. Chiều cao của lớp bã lọc sẽ tăng theo thời gian và làm trở lực của lớp bã lọc cũng tăng theo. Khi đó quá trình lọc được gọi là lọc tạo bã hay lọc bề sâu.
P1 P2 Huyền phù Bã lọc Vách ngăn lọc
Ngược lại, khi pha phân tán có kích thước nhỏ hơn đường kính mao quản của vách ngăn lọc thì sẽ khuếch tán vào bên trong các mao quản của vách ngăn lọc, bị giữ lại bên trong và bã lọc được hình thành trong các mao quản. Khi đó quá trình lọc được gọi là lọc bề sâu.
Hình 3. 2: Lọc bề sâu
Quá trình lọc là quá trình vật lý dùng để tách các hỗn hợp khó lắng, nó nằm trung gian giữa ba quá trình: lắng, lọc, ly tâm.
Sự lọc qua vách ngăn được phân ra: lọc thông dụng, vi lọc và lọc phân tử (gồm siêu lọc và lọc thẩm thấu ngược).
Động lực của quá trình lọc là sự chênh lệch áp suất giữa hai bên màng lọc, để quá trình lọc có thể diễn ra, ta cần có:
ΔP = P1 – P2 > 0 Theo lý thuyết để ΔP > 0, ta có ba giải pháp sau:
Sử dụng áp suất thủy tĩnh (áp suất của cột chất lỏng phía trên màng lọc nằm ngang): giải pháp này giúp tiết kiệm chi phí cho việc vận hành quá trình lọc nhưng thời gian lọc thường kéo dài.
P1
P2
Huyền phù Bã lọc Vách ngăn lọc
Sử dụng bơm để đưa huyền phù qua màng lọc, khi đó: P1 > P2 = 1atm
Tạo áp lực chân không từ bên dưới màng lọc, khi đó: P1 = 1atm > P2