Filtrace

, proces, při kterém je ze směsi plynu a tuhé látky (např. prachu) nebo kapaliny a tuhé látky (krystalů, sraženiny, kalu) oddělována tuhá látka. Směs prochází přes pórovitou filtrační přepážku, na které se tuhá látka zachytí (na rozdíl od kapaliny, filtrátu). Filtrační přepážka může být papírová, z tkaniny (filtrační plachetka), z pórovité keramiky, z pórovitého skla. Hnací silou, působící průtok kapaliny přepážkou, může být hydrostatický tlak kapalné směsi (volná filtrace), přetlak před přepážkou (tlaková filtrace) nebo podtlak za přepážkou (vakuová filtrace). Cílem filtrace je buď získání tuhé látky (krystalů, sraženiny), nebo odstranění tuhé látky z kapaliny nebo plynu. Zařízením pro filtraci je filtr.

Ottův slovník naučný: Filtrace

Filtrace (cezení) při pracích chemických jest výkon, jímž dělí se směs látek skupenství tuhého a kapalného stěnou, kterou toliko kapaliny procházeti mohou, nikoli však látky tuhé. Za stěnu takovou mohou sice různé látky sloužiti (plátno, bavlna, předené sklo, asbest a j.), z pravidla však bývá to neklížený papír (zv. filtrovací). Výstřižek tvaru kruhového z papíru takového (filtr) překládáme buď ve dví a po té zase ve dví, načež, rozevřeme-li, získáme dutý kužel v jedné polovině jednou, v druhé trojí vrstvou papíru ohraničený, aneb skládáme jej v četné záhyby (filtry skládací), načež do kuželovité nálevky jej vkládáme. Na filtr tak upravený vléváme směs kapaliny a hmoty tuhé (ssedliny, sraženiny). Kapalina protéká vlastním tlakem svým (filtrát), ssedlina zůstává na filtru, a možno ji opětovaným poléváním kapalinou, v níž jest nerozpustna, vymyti, to jest zbaviti látek v kapalině nalévané rozpustných. Podrobnosti práce jsou různé dle toho, jde-li jen o získání ssedliny, nebo jen o filtrát, nebo obé. Kdykoliv tedy dovedeme ze směsi kapalin některou látku převésti ve skupenství pevné (na př. srážením, to jest přičiněním látek, které tvoří s látkou žádanou sloučeniny v ostatní kapalině nerozpustné), můžeme ji filtrováním od ostatních látek v roztoku jsoucích odděliti. Na opětovaném vylučování látek ze směsí v roztoku jsoucích a na dělení jich filtrací zakládá se z valné části obvyklý pochod chemické analyse, jak kvalitativné tak kvantitativné. V prvém případu jde jen o jakost ssedlin, v druhém případu i o jejich množství. Tu pak nutno jest filtrovati buď filtrem, za jistých podmínek opatrnosti zváženým, a vážiti pak za týchž podmínek filtr i se ssedlinou. aneb filtr opatrně, kde připouští to povaha ssedliny, spáliti, spopeliti a určiti váhu ssedliny s tímto popelem. V tomto případě nutno ovšem znáti váhu popela užitého filtru, což zjistí se předběžným spopelením stejně velkých filtrů z papíru téže jakosti. I jde o to, aby váha popela byla v poměru k váze ssedliny (jakožto veličina opravná) pokud možná malá, čili aby filtr zanechával co možná málo popela. I upravuje se zvláštní papír filtrovací (dříve obyč. »švédský« zvaný) tím, že z obyčejného papíru vymýváním vodou a kyselinami (ba i fluorovodíkem) všechny nerostné součásti, jež by jako popel zbyly, hledí se odstraniti, takže pak zbývá papír, který jest téměř pouhou čistou buničinou. Filtrace i vymývání ssedlin na filtrech jest výkon velmi zdlouhavý. K urychlení jeho různých prostředků se užívá; nejúčinněji se však zrychluje filtrace, dáme-li nálevce, v níž sedí filtr, ústiti do nádoby, z níž vzduch přiměřeně vyssáváme, což se děje vývěvou vodní. Aby se tu filtry velikým tlakem protékající kapaliny netrhaly, podkládají se malým kuželíkem z tenkého plechu platinového, jemnými otvory opatřeného. Ošc. V technických odborech cedíváme tekutiny porovatou hmotou, a tu kal zadržuje se skorem výhradně na povrchu. Příbližně vzato, nemá tlouštka filtrační vrstvy skoro žádný vliv, a správný výkon žádá malý tlak tekutiny, malou prostupnou rychlost a velkou plochu. Nejlepší Filtraci koná slabá vrstva kalu pro svoji kyprost a jemnou průlinčitost, a valná většina filtračních hmot je vlastně jen podložkou pro filtrující kalovou vrstvu. Má-li filtr vzdorovati kyselinám, užije se vláknitého asbestu buď nespředeného nebo jako papíru, podobně skelné vlny. Z porósních kamenů, jako je přirozená neb umělá pemza, pískovec, lisované uhlí atd., vyrábějí se filtry ve tvaru nádob, do kterých buď se tekutina naleje, nebo, což lepší jest, prostupuje z venku dovnitř. Vyobr. č. 1435. představuje úpravu malého filtru na pitnou vodu, kde voda u a vstupuje, u b vytéká; c jest filtrační zvon, d a e jsou části nádoby. Při nich se hlavně užívá lisovaného uhlí a to pro jeho silnou absorpci kalů i organismů, což r. 1811 Figuier objevil. Činnost filtru netrvá dlouho; neboť když se nasytí kaly, rozmnožují se v nich zadržené organismy tak, ze prostupující vodu ještě více znečistí. Drátěná síta a dírkované plechy samy nefiltrují, nýbrž až se na nich kalová vrstva vytvoří. Proto se dává na ně slabá vrstva jiné hmoty. Filtry pro domácnost slouží k čištění pitné nebo říčné vody, a berou se k nim mimo uvedené již hmoty též písek, strusky, koks, rašelina, cellulosa z borového dříví, dřevěné uhlí atd. Jemný písek a skelný prášek zadržují až 96% bakterií, jak Frankland a Petri našli. Kdežto H. Das praví, že asbestové neb mikromembránové filtry nejsou s to, aby zadržely bakterie, nalezli Weichselbaum ve Vídni a Plagge v Berlíně, že komprimovaný asbest zadržuje skoro všechny. Rozdíl záleží hlavně v tom, jak je účinnou kalová vrstva, která skorem výhradně bakterie zadržuje. Filtry Chamberland-Pasteurovy skládají se z vypálených kaolinových válečků, jimiž se voda protlačuje. Činnost jejich, jako všech, není trvalá. Chamberlandův filtr je naplněn uhlím z kostí; zadržuje nejen bakterie a minerální kaly, ale absorbuje i rozpuštěné látky. Vyčištění filtru opačným proudem tekutiny se nikde neosvědčilo, a to proto, že je k tomu třeba dlouhé doby a mnoho vody. Piefke sestavil filtr z mnoha sít a, nad sebou umístěných, v plechových objímkách. Plnění vykoná se asbestem a cellulosou tak, že tyto jako řídká kaše do filtru se vlejí a přirozeným tokem vody skrze b na síta ulehnou. Čistá voda pak odtéká rourou c. Čištění koná se při plné nádobě vody, kde klikou d a hřebly e filtrační vrstva se roztrhá, promíchá a vypere, načež opět sama se na sítech sléhá. – Domácí filtry na vodu se nedoporučují, neboť neví se, kdy se mají čistiti, a když jsou zaneseny, spíše vodu kazí než lepší. – Filtrace vody ve velkém užívá se ve vodárnách na říčnou vodu a upotřebuje se k tomu výhradně štěrku a písku. Tato filtrace jest známou od nejstarších dob, neboť se jí již u cisteren užívalo. Kolébkou moderní filtrace jest Anglie, kde ji zavedl James Simpson, ředitel vodáren Chelsea a Lambeth Water Works v Londýně. Hlavní pozornost k ní obrátil James P. Kirkwood ze St. Louisu v Americe. Říční kaly jsou jemně rozptýlené zemité látky. Čirost a jasnost vody měří se tlouštkou vodní vrstvy, kdy týž a stejně osvětlený předmět je stejně zřetelně viděti. Přístroje zhotovili Samuelson a Salbach. – Kal zadržuje se hlavně na povrchu filtračnf hmoty, a prakticky lze za to míti, že činným je pouze povrch filtru. Zde se vytvoří kalová pokožka, která je nejlepším filtrem nejen pro kaly, ale i pro organismy, ovšem dokud není tak silnou a slehlou, že více vody nepropouští. – Povrch filtru má skládati se z písku, jehož zrnka mají o 3 až 0,5 mm v průměru; neboť písek o 0,2 mm v průměru dle Ortha nepropouští vodu. Ostatní vrstvy, prakticky vzato, nemají vliv na filtraci a slouží nejjemnějšímu písku za podklad. Pro průtok vody užívá se vzorce Dupuit-Darcyho. Je-li F plocha filtru, h rozdíl hladin vody přitékající nad odtékající, l dráha, kterou voda pískem koná, a k příslušná konstanta, je množství vody Q=kF.h/l, ale tento zákon jest jen příbližný. Tlak vody a její rychlost má býti malá, aby se kalová vrstva neprotrhla. – Zvýšiti effekt filtru snažili se mnozí vynálezci, jako Spencer, Gerson, Röckner-Rothe, Sagasser, Rotten a j. Spencer vložil do obyčejného filtru vrstvu hmoty, povstalé z magnetitu a hoblovaček, spolu v retortě vypálených a pak s pískem promíchaných. Pak užíval železného carburu, což je haematit a dřevěné piliny v retortě spolu vypálené. Gerson použil železem praeparované houby a pemzy, potom železné rudy, písku, železem praeparované vlny a pemzy. Soustavy ty se neosvědčily. Soustava Röckner-Rotheho zakládá se zprvu na chemickém čištění vody, pak hlavně na usazování se kalů; neboť voda prochází jedním přístrojem celou hodinu a pak teprve na filtraci, která koná se beze všech filtračních hmot, jen průchodem vody usazenými kaly. Tato i ostatní jí podobné soustavy slouží však hlavně k čištění vod splaškových. Filtrace přirozená koná se při průtoku pramenů štěrkem a pískem, a to právě tak jako umělá. Dříve byl tak nazýván zjev, že říčná voda vniká do pobřežního štěrku a písku a že lze z pobřežních studní čerpati přirozeně filtrovanou říčnou vodu. Tato hypothesa však při trvalém čerpání ukázala se býti klamnou; neboť jsou-li břehy tvořeny čistým pískem, pak ze studny nebo drenáže čerpaná voda ukládá v něm svůj kal, zabahní jej, a studna přestává dávati vodu. Namáháme-li ji silně, protrhnou se vrstvy a kal vniká až do studny. Předpokládalo se, že proudem řeky čistí se štěrk od kalu, což není správné; nebo děje-li se to, stává se tak jen na povrchu štěrku a ne uvnitř. Písek na břehu je jen tehdáž vždy čistým, když jím teče pramenitá neb zpodní voda do řeky a tak ho vymývá. Ale tak ze studny čerpáme obyčejně pramenitou vodu; pak i stále se měnící smíšeninu z pramenité a říčné vody a jen mimořádně, a to ještě nedlouho, vodu říčnou. Studny na břehu umístěné byly zvány studnami filtračními, strouhy podél břehu vedené, otevřené nebo přikryté, z nichž se voda čerpala, filtračními galeriemi, a veliké nádržky, do nichž voda dnem vstupovala a které jsou jen velikými studnami, sluly filtračními bassiny. Krý-

Související hesla