Filtration
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La filtration est réalisée sur des filtres caractérisés par leur capacité de filtration
qui représente la quantité de solide filtré par unité de surface filtrante pendant un
temps donné. La filtration se ramène alors à une notion de débit de suspension. Un
filtre a une grande capacité de filtration lorsque le dépôt est important dans un temps
assez court. Les techniques de la filtration comprennent un certain nombre d'opérations distinctes qui constituent le cycle de filtration.
3.1. Conduite d'une filtration
Avant d’aborder le cycle proprement dit, il est nécessaire de réaliser un certain
nombre d’essais préliminaires en rapport avec l’objectif recherché. Ces essais vont
permettre de choisir le filtre le mieux adapté à la séparation et sa grandeur doit être
adaptée au volume et à la nature de la suspension. De même, les propriétés chimiques
du solide et du fluide sont capitales pour déterminer le choix du matériau avec lequel
le filtre est construit. Les caractéristiques du liquide et du solide ainsi que le type de
filtration utilisée doivent permettre d’orienter le choix du milieu filtrant et du matériel.
3.1.1. Essais préliminaires
Il est possible de prévoir la filtration d’une suspension à partir de quelques
essais relativement simples tels que :
• le caler,1 de l’ordre de grandeur de la résistance du gâteau : surface spécifique,
porosité moyenne (dans les conditions de pression envisagées) ;
• des essais sous pression constante dans une cellule de filtration. La visualisation graphique de l’équation 3.20 (cf. figure 3.6), permet de déduire la résistance spécifique du gâteau et du milieu filtrant pour chaque valeur de différence de pression ;
• la résistance spécifique moyenne en fonction de la perte de charge peut être
obtenue à partir de l’équation 3.32 en modélisant les essais précédents.
3.1.2. Influence des constituants de la suspension
3.1.2.1. Influence du liquide
Il est important de prendre en compte la nature, la viscosité, la masse volumique
et les propriétés corrosives du liquide. On sait qu’un accroissement de température se
traduit par une diminution de la viscosité du filtrat et donc, par un accroissement de
son débit, toutes choses étant égales par ailleurs (débit inversement proportionnel à la
viscosité). Une augmentation de température :
• peut aussi avoir une influence sur le degré de floculation de la suspension
(augmentation de la taille des flocons avec la température) qui va dans le sens d’une
meilleure filtrabilité ;
• favorise l’évaporation du solvant, ce qui peut être un inconvénient quand on
travaille sous vide.
La vitesse de filtration décroît quand la :
• viscosité du liquide augmente (paramètre important dans le choix du liquide
de la suspension) ;
•
température du liquide décroît puisque la viscosité augmente.
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La filtration est réalisée sur des filtres caractérisés par leur capacité de filtration
qui représente la quantité de solide filtré par unité de surface filtrante pendant un
temps donné. La filtration se ramène alors à une notion de débit de suspension. Un
filtre a une grande capacité de filtration lorsque le dépôt est important dans un temps
assez court. Les techniques de la filtration comprennent un certain nombre d'opérations distinctes qui constituent le cycle de filtration.
3.1. Conduite d'une filtration
Avant d’aborder le cycle proprement dit, il est nécessaire de réaliser un certain
nombre d’essais préliminaires en rapport avec l’objectif recherché. Ces essais vont
permettre de choisir le filtre le mieux adapté à la séparation et sa grandeur doit être
adaptée au volume et à la nature de la suspension. De même, les propriétés chimiques
du solide et du fluide sont capitales pour déterminer le choix du matériau avec lequel
le filtre est construit. Les caractéristiques du liquide et du solide ainsi que le type de
filtration utilisée doivent permettre d’orienter le choix du milieu filtrant et du matériel.
3.1.1. Essais préliminaires
Il est possible de prévoir la filtration d’une suspension à partir de quelques
essais relativement simples tels que :
• le caler,1 de l’ordre de grandeur de la résistance du gâteau : surface spécifique,
porosité moyenne (dans les conditions de pression envisagées) ;
• des essais sous pression constante dans une cellule de filtration. La visualisation graphique de l’équation 3.20 (cf. figure 3.6), permet de déduire la résistance spécifique du gâteau et du milieu filtrant pour chaque valeur de différence de pression ;
• la résistance spécifique moyenne en fonction de la perte de charge peut être
obtenue à partir de l’équation 3.32 en modélisant les essais précédents.
3.1.2. Influence des constituants de la suspension
3.1.2.1. Influence du liquide
Il est important de prendre en compte la nature, la viscosité, la masse volumique
et les propriétés corrosives du liquide. On sait qu’un accroissement de température se
traduit par une diminution de la viscosité du filtrat et donc, par un accroissement de
son débit, toutes choses étant égales par ailleurs (débit inversement proportionnel à la
viscosité). Une augmentation de température :
• peut aussi avoir une influence sur le degré de floculation de la suspension
(augmentation de la taille des flocons avec la température) qui va dans le sens d’une
meilleure filtrabilité ;
• favorise l’évaporation du solvant, ce qui peut être un inconvénient quand on
travaille sous vide.
La vitesse de filtration décroît quand la :
• viscosité du liquide augmente (paramètre important dans le choix du liquide
de la suspension) ;
•
température du liquide décroît puisque la viscosité augmente.