Filtration

Nous expliquons ce qu’est la filtration et les types qui existent. De plus, quelques exemples et méthodes de séparation de mélanges.

Qu’est-ce que la filtration ?

La filtration est connue comme une technique de séparation des solides en suspension au sein d’un fluide ( liquide ou gaz ) , à l’aide d’un média filtrant constitué d’un matériau poreux appelé tamis, filtre ou passoire. Ce filtre retient les plus gros solides et permet le passage du fluide, ainsi que les plus petites particules .

Le procédé de filtration est donc très similaire à celui du tamisage , sauf que ce dernier sert à séparer des matières solides d’épaisseur ou de taille différente. La filtration est l’une des méthodes de séparation des mélanges les plus utilisées dans la vie quotidienne des êtres humains . C’est aussi une méthode largement utilisée dans différents types d’ industries , il existe donc différents dispositifs mécaniques capables de l’exécuter avec une gamme de précision variée.

Communément, on parle de fuites dans la vie de tous les jours quand on se réfère à un excès d’ humidité qui ramollit le ciment et d’autres matériaux de construction, permettant à l’eau d’inonder les pores des murs, des plafonds et des sols , de se frayer un chemin et de les détériorer. Dans ce cas, c’est l’ eau qui filtre à travers le ciment, et familièrement on dit souvent « il y a des fuites dans les murs ou au plafond ».

Voir aussi: États de la matière

Types de filtration

Dans le processus de filtration, ce qui reste dans le filtre est appelé « résidu », et ce qui le traverse est appelé « filtré » . Le matériau filtrant qui compose le filtre est essentiel pour garantir que la filtration fonctionne correctement pour les objectifs spécifiques. Il existe différents types de matériaux poreux utilisés comme média filtrant, par exemple des tissus, des solides poreux ou perforés, des fibres polymères. D’autre part, selon la taille des pores du matériau filtrant utilisé, le procédé de filtration peut être classé en différents types :

• filtrage ordinaire. C’est le procédé qui est réalisé avec des membranes ou des tamis dont les pores sont égaux ou supérieurs à un millimètre (mm).
• Microfiltration. C’est le type de filtration qui s’effectue avec des tamis dont les pores sont compris entre 0,1 et 10 microns (1 mm = 1000 microns).
• Ultrafiltration. C’est le procédé de filtration qui retient les molécules dont le poids dépasse 10 ³ Dalton/gmol, permettant de séparer les protéines ou de désinfecter l’eau avec des bactéries . Ainsi, ce type de filtration permet de filtrer des particules d’un diamètre allant jusqu’à 0,01 micron.
• Nanofiltration. Ce procédé permet de retenir dans la membrane filtrante des molécules sans charge électrique de poids supérieur à 200 Dalton/gmol, et est appliqué dans l’ industrie chimique essentiellement pour concentrer les composés organiques.

Exemples de filtrage

Quelques exemples quotidiens de filtration peuvent être :

• Préparez du café. Pour faire du café ou d’autres infusions, la substance (thé, café, etc.) est mise en contact avec de l’eau bouillante ou très chaude, pour la forcer à libérer son contenu dans l’eau. Ensuite, il faut les séparer, et pour cela le mélange est versé dans un filtre, tissu ou papier, qui retient les particules les plus grossières de l’infusion (les soi-disant « marcs de café ») et on laisse passer le liquide.
• Fuites dues à des tuyaux cassés. L’eau d’un tuyau cassé peut s’accumuler et s’infiltrer à travers le ciment avec lequel les bâtiments sont fabriqués, ramollir sa consistance et se frayer un chemin vers le bas en raison de la gravité , ou vers le haut en raison de la pression . Dans les deux cas, l’eau s’infiltre à travers le ciment, laissant derrière elle d’éventuelles particules de l’autre côté du mur.
• Purificateurs d’eau. Les filtres à eau fonctionnent depuis des siècles en tamisant l’eau potable, soit à travers des pierres spécialement poreuses (comme dans des bocaux ou des bocaux), soit à travers du papier, des bouchons et d’autres solides qui servent à retenir les particules que l’eau apporte avec elle. De cette façon, l’eau est aussi propre que possible.
• Filtrer la pâte. Lorsque nous préparons des pâtes ou des spaghettis, nous faisons bouillir les aliments dans de l’eau, puis nous les séparons à travers une passoire, qui n’est rien de plus qu’un filtre grossier. Ainsi, il est possible de conserver les pâtes cuites et de jeter l’eau chaude.

filtration de l’eau

La filtration de l’eau est un processus nécessaire pour garantir sa potabilité minimale , c’est-à-dire qu’elle ne contient pas de pierres, de terre, de métaux ou d’autres déchets qu’elle a pu entraîner sur son chemin vers nos maisons.

Pour cela , on utilise des dispositifs ou mécanismes de filtrage installés dans le tuyau lui-même , qui retiennent la saleté et les matériaux solides, laissant passer l’eau à travers leurs corps poreux. Ce mécanisme ne prévient pas contre les micro -organismes , il ne garantit donc qu’une première mesure sanitaire pour la consommation d’eau.

Méthodes de séparation des mélanges

Le filtrage n’est qu’une des méthodes de séparation des mélanges, c’est-à-dire des procédures que nous avons lorsqu’il s’agit de séparer deux ou plusieurs substances mélangées. D’autres méthodes de séparation des mélanges sont :

• Décantation . C’est une méthode physique de séparation qui consiste à attendre que la gravité agisse sur les solides présents dans un fluide, leur permettant de se déposer et d’être éliminés mécaniquement. Il peut également être utilisé pour séparer un mélange de deux liquides de densités différentes , c’est-à-dire qu’ils ne sont pas miscibles entre eux. Dans ce cas, on laisse décanter le mélange contenu dans un système de séparation (par exemple une ampoule à décanter), où le liquide le plus dense passe en bas, et le liquide le moins dense reste en haut, ce qui permet de séparer les deux .
• séparation magnétique . Pour séparer les métaux ou les particules magnétiques d’un liquide ou d’un autre solide, un aimant peut être utilisé car il n’attirera que les particules métalliques et laissera intactes les particules diamagnétiques (particules qui repoussent les champs magnétiques , c’est-à-dire qu’elles ne sont pas attirées par le champ magnétique). champ) qui génère un aimant).
• Distillation . C’est une procédure qui consiste à séparer les composants d’un mélange liquide en utilisant la différence entre leurs points d’ ébullition et de condensation. Ainsi, de la chaleur est fournie au mélange, jusqu’à ce que le composant avec le point d’ébullition le plus bas passe en phase vapeur. Ensuite, cette vapeur se condense dans un autre récipient et le liquide avec le point d’ébullition le plus élevé reste dans le récipient d’origine. De cette façon, les deux liquides sont séparés.
• Évaporation . C’est un processus similaire à la distillation. Il permet de séparer des mélanges de solides dans des liquides. Dans ce cas, le liquide dans lequel le solide est dissous est évaporé, et ainsi le solide peut être récupéré au fond du récipient. Ce processus est utilisé dans les salines pour séparer le sel que nous utilisons plus tard dans nos repas (NaCl), de l’eau de mer.

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