Filtratie, het proces waarbij vaste deeltjes in een vloeistof of gasvormige vloeistof worden verwijderd door het gebruik van een filtermedium dat de vloeistof doorlaat maar de vaste deeltjes vasthoudt. Ofwel de geklaarde vloeistof of de uit de vloeistof verwijderde vaste deeltjes kunnen het gewenste product zijn. Bij sommige processen die worden gebruikt bij de productie van chemicaliën, worden zowel het vloeibare filtraat als de vaste filterkoek teruggewonnen. Andere media, zoals elektriciteit, licht en geluid, kunnen ook worden gefilterd.
De kunst van het filtreren was bekend bij de vroege mens, die helder water uit een modderige rivier haalde door een gat in het zand op een rivieroever te scheppen tot een diepte onder het rivierwaterpeil. Door het zand gefilterd helder water zou in het gat druppelen. Hetzelfde proces op grotere schaal en met verfijningen wordt vaak gebruikt om water voor steden te zuiveren.
De basisvereisten voor filtratie zijn: (1) een filtermedium; (2) een vloeistof met zwevende stoffen; (3) een drijvende kracht zoals een drukverschil om vloeistof te laten stromen; en (4) een mechanisch apparaat (het filter) dat het filtermedium vasthoudt, de vloeistof bevat en het uitoefenen van kracht mogelijk maakt. Het filter kan speciale voorzieningen hebben voor het verwijderen van de filterkoek of andere vaste deeltjes, voor het wassen van de koek en eventueel voor het drogen van de koek. De verschillende methoden die worden gebruikt voor het behandelen en verwijderen van de cake, voor het verwijderen van het geklaarde filtraat en voor het creëren van de drijvende kracht op de vloeistof, zijn op verschillende manieren gecombineerd om een grote verscheidenheid aan filterapparatuur te produceren.
Filter media
Filtermedia kunnen worden onderverdeeld in twee algemene klassen: (1) dunne barrières, bijvoorbeeld een filterdoek, filterscherm of gewoon laboratoriumfilterpapier; (2) dikke of massale barrières, zoals zandbedden, cokesbedden, poreus keramiek, poreus metaal en de voorlaag van filterhulpmiddel dat vaak wordt gebruikt bij de industriële filtratie van vloeistoffen die gelatineuze neerslagen bevatten.
Een dun filtermedium biedt een enkele barrière waarin de openingen kleiner zijn dan de deeltjes die uit de vloeistof moeten worden verwijderd. Een enkel dun filtermedium is gewoonlijk bevredigend als de lagen vaste deeltjes die zich op het medium ophopen een poreuze koek produceren die permeabel is voor de vloeistof. Als de filterkoek gelatineus is of als de deeltjes zacht en samendrukbaar zijn in plaats van stevig, kan de filterkoek "verblinden"; dat wil zeggen dat de poriën in de cake kunnen sluiten en de filtratie stoppen. Als dit gebeurt, kan een filterhulpmiddel of een dik filtermedium zoals het zandbed worden gebruikt.
In tegenstelling tot de situatie met het dunne medium, kunnen de poriën in een dik filtermedium zoals een zandbed aanzienlijk groter zijn dan de te verwijderen deeltjes. De deeltjes kunnen zich over enige afstand langs het kronkelige pad van de vloeistof door het medium verplaatsen, maar zullen vroeg of laat worden opgesloten in de fijnere tussenruimten tussen de deeltjes die het filterbed vormen. Op deze manier worden de verwijderde zachte deeltjes verdeeld over een volume filtermedium dat voldoende is om verblinding en stopzetting van filtratie te voorkomen. Nadat vaste stoffen zich hebben opgehoopt, kunnen de bedden worden teruggespoeld met heldere vloeistof om het bed te reinigen.
