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La filtrazione è il processo fisico-chimico utilizzato per la separazione fisica di solidi e fluidi (liquidi o gas), mediante l’utilizzo di un mezzo detto filtro. I requisiti che devono essere soddisfatti per effettuare la filtrazione sono i seguenti:
- l’esistenza del cosiddetto « cibo », che è la sospensione di particelle in un fluido, che può essere liquido o gassoso.
- Il filtro , che è una superficie porosa che, a seconda dello spessore dei suoi pori, impedirà il passaggio di particelle di dimensioni prefissate, superiori al calibro di detti pori.
- Materiale filtrato , o semplicemente filtrato, che è la parte della separazione che passa attraverso il filtro. La filtrazione è spesso imperfetta, quindi è normale che alcune particelle fuoriescano nel filtrato.
- Forza , necessaria affinché il cibo passi attraverso il filtro. Può essere la gravità, che trascina un fluido verso il basso; la pressione, che spinge la miscela attraverso il filtro; o una forza di aspirazione che forza il fluido attraverso il filtro.
La setacciatura è spesso considerata un tipo di filtraggio, poiché entrambi funzionano secondo lo stesso tipo di principio. In effetti, un setaccio è un filtro con pori più grandi.
Tipi di filtrazione
- Filtrazione in generale . È il tipo base di filtrazione che utilizza la gravità per spostare il cibo attraverso il filtro. Un esempio di questo tipo di filtrazione sarebbe la tradizionale preparazione del caffè.
- Filtrazione sottovuoto . È un tipo di filtrazione che utilizza una beuta Büchner e un tubo che genera un vuoto per aspirare il cibo attraverso il filtro. Di solito questa configurazione di filtrazione sottovuoto è aiutata anche dalla gravità. Un altro tipo di filtrazione sottovuoto utilizza una pompa per creare una differenza di pressione tra i due lati del filtro.
- Filtrazione a freddo . Questa filtrazione consente la raccolta delle particelle disciolte. In questo metodo, la tempra cristallizza il solido in modo che possa essere raccolto sul filtro. In laboratorio, il raffreddamento della soluzione in un bagno di ghiaccio prima della filtrazione spesso funziona.
- Filtrazione a caldo . Contrariamente a quanto accade nella filtrazione a freddo, anche in questo caso si punta a minimizzare la formazione di cristalli. Il riscaldamento dell’alimentazione, del filtro e dell’imbuto aiuta a prevenire la crescita di cristalli che potrebbero intasare il filtro o la formazione di cristalli indesiderati nel filtrato.
Alternative di filtrazione
La filtrazione non è l’unico metodo utilizzato per separare le miscele, in quanto può essere effettuata anche per decantazione e centrifugazione .
Nella sedimentazione, una miscela viene separata in base alle sue proprietà, come la densità e la miscibilità. Un vantaggio della sedimentazione è che nessun materiale viene perso nel mezzo filtrante. Ma la decantazione non funziona per tutti i mix.
La centrifugazione utilizza la forza centrifuga per separare i componenti della miscela in base a dimensioni, densità e viscosità. Dopo la centrifugazione, i solidi formano una torta compatta. La decantazione del liquido comporta una minore perdita di liquido o solido dopo la centrifugazione.
Fonti
Helmenstine, A. (2020). Cos’è la filtrazione? Definizione e processi. Estratto il 5 aprile 2021 da https://sciencenotes.org/what-is-filtration-definition-and-processes/
