過濾通常是壹個不完美的過程。壹些液體留在過濾器的進料側或嵌入過濾介質中,壹些小的固體顆粒通過過濾器。作為化學和工程技術,總會有壹些損失的產品,無論是收集的液體還是固體。
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同質和異質有什麽區別?
過濾示例
雖然過濾是實驗室中壹項重要的分離技術,但在日常生活中也很常見。
沖泡咖啡需要將熱水通過磨碎的咖啡和過濾器。液體咖啡被過濾。不管是用茶包(紙質過濾器)還是茶球(壹般是金屬過濾器),泡茶都差不多。
腎臟是生物過濾器的壹個例子。血液被腎小球過濾。必需分子被重新吸收回血液中。
空調和許多真空吸塵器使用HEPA過濾器來去除空氣中的灰塵和花粉。
許多水族館使用含有纖維的過濾器來捕捉顆粒。
帶式過濾機回收采礦過程中的貴金屬。
含水層中的水相對純凈,因為它已經被地下的沙子和滲透性巖石過濾了。
過濾方法
有不同類型的過濾。使用哪種方法很大程度上取決於固體是顆粒(懸浮)還是溶解在流體中。
普通過濾:最基本的過濾形式是通過重力過濾混合物。將混合物從上方倒在過濾介質(如濾紙)上,重力會將液體拉下。固體留在過濾器上,而液體從下面流過。
真空過濾:布氏燒瓶和軟管用於產生真空,將流體吸入過濾器(通常通過重力)。這大大加快了分離速度,可用於幹燥固體。相關技術使用泵在過濾器兩側產生壓力差。泵過濾器不需要垂直,因為重力不是過濾器兩側壓差的來源。
冷過濾:冷過濾用於快速冷卻溶液,促進小晶體的形成。這是固體開始溶解時使用的方法。壹種常見的方法是在過濾前將裝有溶液的容器放入冰浴中。
熱過濾:在熱過濾中,溶液、過濾器和漏鬥被加熱以使過濾過程中的晶體形成最小化。無莖漏鬥是有用的,因為晶體生長的表面積很小。當晶體會堵塞漏鬥或阻止混合物中第二組分的結晶時,使用這種方法。
助濾劑有時用於改善通過過濾器的流量。助濾劑的例子是二氧化矽、矽藻土、珍珠巖和纖維素。助濾劑可以放置在過濾器上或在過濾前與液體混合。添加劑有助於防止過濾器堵塞,並可增加“濾餅”的孔隙率或進入過濾器。
過濾和篩分
壹種相關的分離技術是篩分。篩選指的是使用單個網格或穿孔層來保留大顆粒,同時允許較小的顆粒通過。相反,在過濾過程中,過濾器是網格或具有多個層。流體沿著介質中的通道通過過濾器。
過濾的替代品
對於某些應用,有比過濾更有效的分離方法。例如,對於收集濾液非常重要的非常小的樣品,過濾介質可能會吸收過多的液體。在其他情況下,過量的固體可能被過濾介質截留。
另外兩種從流體中分離固體的方法是傾析法和離心法。離心包括旋轉樣品,將較重的固體推到容器底部。在潷析中,液體被虹吸出去,或者固體在從溶液中倒出後被倒出。離心後可使用傾析法,也可單獨使用。