Chapitre 3
Filtration
1. Généralités et définitions
La filtration (parfois appelée essorage) (filtration) est l'opération fondamentale
qui consiste à séparer les particules solides en suspension dans un fluide (liquide ou
gaz) par passage à travers un milieu filtrant (filtering medium) chargé d'arrêter ces particules. Le milieu filtrant, encore appelé agent filtrant ou medium de filtration peut être
constitué de divers matériaux (tissu, papier, verre fritté, sable, laine de verre, etc.).
Cette opération peut se rapprocher du tamisage, le milieu filtrant jouant le rôle de tamis. La filtration la plus employée concerne les suspensions de particules solides de
diverses formes (grosses, fines, rigides, plastiques, flocons, etcl) dans des liquides.
L’objectif de la filtration peut être de :
• séparer un solide en suspension dans un liquide. Dans ce cas, le solide dispersé
est en concentration importante dans le liquide et sa valorisation est recherchée ;
• éliminer un solide en suspension dans un liquide. Dans ce cas, le solide dispersé est en faible concentration dans le liquide et l’objectif est de clarifier le liquide ;
• éliminer un solide dispersé dans un liquide ou un gaz. Il s’agit d’une filtration
de sécurité qui permet de purifier le fluide.
1.1. Terminologie utilisée en filtration
La définition des principaux termes utilisés dans ce chapitre est donnée cidessous.
• suspension ou préfilt (suspension) : milieu diphasique contenant le solide en
suspension dans un fluide soumis à la filtration. La composition de la suspension est
évaluée par sa teneur en solide, Ts (cf. figure 3.1 A) ;
• filtrat ou eaux-mères (filtrate) : liquide, généralement clair, recueilli à la sortie
du filtre après passage à travers le milieu filtrant (cf. figure 3.1 A) ;
• gâteau ou tourteau (cake) : solide, plus ou moins imprégné de filtrat, accumulé sur le support à la fin de l’opération (cf. figure 3.1 A). Le gâteau est caractérisé par
la nature du solide sec (grosseur des particules, porosité, surface spécifique, etc.)
bien qu’il renferme du liquide dans les pores. La relation entre le solide sec et le solide
humide est donnée par le coefficient d’humidité, Th (cf paragraphe 2.2.9 du chapitre 1).
La siccité (dryness), ts, ou taux de matière sèche, est le quotient entre la masse de
IB
1
solide sec dans le gâteau par la masse de gâteau humide (ts =
+Sm = ~ ’
Filtration
1. Généralités et définitions
La filtration (parfois appelée essorage) (filtration) est l'opération fondamentale
qui consiste à séparer les particules solides en suspension dans un fluide (liquide ou
gaz) par passage à travers un milieu filtrant (filtering medium) chargé d'arrêter ces particules. Le milieu filtrant, encore appelé agent filtrant ou medium de filtration peut être
constitué de divers matériaux (tissu, papier, verre fritté, sable, laine de verre, etc.).
Cette opération peut se rapprocher du tamisage, le milieu filtrant jouant le rôle de tamis. La filtration la plus employée concerne les suspensions de particules solides de
diverses formes (grosses, fines, rigides, plastiques, flocons, etcl) dans des liquides.
L’objectif de la filtration peut être de :
• séparer un solide en suspension dans un liquide. Dans ce cas, le solide dispersé
est en concentration importante dans le liquide et sa valorisation est recherchée ;
• éliminer un solide en suspension dans un liquide. Dans ce cas, le solide dispersé est en faible concentration dans le liquide et l’objectif est de clarifier le liquide ;
• éliminer un solide dispersé dans un liquide ou un gaz. Il s’agit d’une filtration
de sécurité qui permet de purifier le fluide.
1.1. Terminologie utilisée en filtration
La définition des principaux termes utilisés dans ce chapitre est donnée cidessous.
• suspension ou préfilt (suspension) : milieu diphasique contenant le solide en
suspension dans un fluide soumis à la filtration. La composition de la suspension est
évaluée par sa teneur en solide, Ts (cf. figure 3.1 A) ;
• filtrat ou eaux-mères (filtrate) : liquide, généralement clair, recueilli à la sortie
du filtre après passage à travers le milieu filtrant (cf. figure 3.1 A) ;
• gâteau ou tourteau (cake) : solide, plus ou moins imprégné de filtrat, accumulé sur le support à la fin de l’opération (cf. figure 3.1 A). Le gâteau est caractérisé par
la nature du solide sec (grosseur des particules, porosité, surface spécifique, etc.)
bien qu’il renferme du liquide dans les pores. La relation entre le solide sec et le solide
humide est donnée par le coefficient d’humidité, Th (cf paragraphe 2.2.9 du chapitre 1).
La siccité (dryness), ts, ou taux de matière sèche, est le quotient entre la masse de
IB
1
solide sec dans le gâteau par la masse de gâteau humide (ts =
+Sm = ~ ’