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Silvana Cavella » 30.Operazioni di separazione meccanica: Principi teorici della filtrazione


Introduzione all’operazione di filtrazione

Operazione di separazione meccanica

  • La filtrazione è un’operazione di separazione meccanica in cui una fase solida insolubile, di una sospensione solido-liquida, è separata dalla fase liquida utilizzando una membrana o un setto poroso.
  • Il flusso del filtrato può essere dovuto solo all’azione della gravità; all’applicazione di una pressione maggiore della pressione atmosferica al di sopra del mezzo filtrante o all’applicazione del sotto vuoto al di sotto del mezzo filtrante.

Caratteristiche dei filtri

  • L’efficienza di ritenzione è la percentuale di particelle, di una data dimensione, che un mezzo filtrante riesce a trattenere; la percentuale è calcolata rispetto al totale delle particelle che lo attraversano.
  • La capacità di ritenzione dei solidi è la quantità di solidi sospesi che un mezzo filtrante, di superficie unitaria, può trattenere prima che sia necessaria la sua sostituzione o la sua rigenerazione.

Meccanismi di ritenzione dei solidi

In base alla funzione del mezzo filtrante si distinguono due tipi di filtrazione:

  • filtrazione di superficie, per la quale le particelle solide vengono fermate alla superficie del mezzo filtrante, per setacciamento (es. filtrazione su membrana);
  • filtrazione di profondità, per la quale le particelle vengono trattenute con diversi meccanismi all’interno della struttura porosa del mezzo filtrante (es. filtrazione su cartoni).

Applicazioni della filtrazione nell’industria alimentare

Possono essere classificate in tre categorie:

  • La prima abbraccia tutte quelle applicazioni per cui il prodotto di partenza, che contiene un’apprezzabile ammontare di solidi insolubili, è separato nei suoi componenti, solido e liquido, entrambi di interesse.
  • La seconda è detta chiarificazione e consiste nell’allontanamento di piccole quantità di solidi insolubili da un liquido.
  • La terza, detta anche microfiltrazione, consiste nella rimozione di particelle solide molto piccole dell’ordine di un micron o meno. Generalmente, viene effettuata per allontanare microrganismi da alimenti liquidi.

Processi di separazione su membrana

Classificazione dei sistemi di separazione su membrana

  • La filtrazione è utilizzata per separare particelle solide relativamente grandi altrimenti si ricorre a separazione su membrane.
  • Le varie tecnologie di separazione su membrana si classificano, in base alle dimensioni delle particelle solide che riescono a separare, in:
    • Osmosi inversa.
    • Nanofiltrazione.
    • Ultrafiltrazione.
    • Microfiltrazione.
    • Elettrodialisi.

Prossima lezione

Filtrazione con deposito: Modellazione matematica

  • Applicazione della filtrazione con deposito
  • Modellazione matematica della filtrazione con deposito

Le lezioni del Corso

I materiali di supporto della lezione

La filtrazione

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