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Chapitre 3
Rappelons que les formules sur la filtration ont été établies en supposant que :
• le régime d’écoulement du filtrat dans les pores est laminaire (ce qui est généralement le cas pour les liquides) ;
• le filtrat est un liquide newtonien (viscosité indépendante du gradient de vitesse), ce qui n’est pas toujours le cas (huiles, colles, par exemple).
3.1.2.2. Influence du solide
La granulométrie du solide conditionne le choix de la couche filtrante (texture,
porosité), la structure de la couche du précipité et sa capacité de filtration ainsi que
l’humidité résiduelle du gâteau. En général, les cristaux doivent avoir une dimension
supérieure à 1 |im pour éviter le colmatage de la membrane.
Les facteurs clés sont la nature, la forme et les dimensions des particules ainsi
que la répartition granulométrique. Plus les cristaux sont gros (porosité importante),
plus la filtration est facile. Il faut veiller à ne pas avoir des grains trop fins et de granulométrie trop resserrée pour éviter l’obturation des capillaires. Le débit étant fonction
du carré du diamètre des particules, la vitesse est multipliée par 4 quand la taille des
particules double.
Lorsque la porosité est faible, la filtration est difficile (bouillie). Il est alors
nécessaire d'augmenter artificiellement la porosité du gâteau en ajoutant des adjuvants
de filtration, si le filtrat est le produit recherché.
Les adjuvants sont des corps poreux incompressibles que l'on ajoute à la bouillie : terre de diatomées (kieselguhr, silicate d'aluminium), produits organiques à base
de cellulose. Ils peuvent être utilisés en précouche ou mélangés avec du noir animal
pour décolorer et clarifier du filtrat simultanément (cf paragraphe 3.2.1).
Pour un gâteau compressible, les dimensions des pores entre les grosses particules dépendent de la pression de filtration. Si la pression est faible, les fines particules
viennent s’accumuler au niveau du support en y formant une couche très résistante. Le
gâteau est caractérisé par une forte résistance spécifique. Pour une pression plus élevée, les pores entre les grosses particules sont trop réduits pour permettre la migration
des fines particules. La résistance spécifique moyenne du gâteau est plus faible que
dans le cas précédent et la pression de filtration est plus élevée.
3.1.2.3. Influence de la concentration de la suspension en solide
Si la suspension est :
• peu chargée en solide, il s’agit alors d’éliminer le solide par une clarification
(liquide) ou un dépoussiérage (gaz). Dans ce cas, le solide n’est pas valorisé (sauf s’il
est précieux) et seul le fluide est important ;
• chargée en solide, il faut éliminer une masse importante de solide et les deux
phases doivent être très bien séparées.
Chapitre 3
Rappelons que les formules sur la filtration ont été établies en supposant que :
• le régime d’écoulement du filtrat dans les pores est laminaire (ce qui est généralement le cas pour les liquides) ;
• le filtrat est un liquide newtonien (viscosité indépendante du gradient de vitesse), ce qui n’est pas toujours le cas (huiles, colles, par exemple).
3.1.2.2. Influence du solide
La granulométrie du solide conditionne le choix de la couche filtrante (texture,
porosité), la structure de la couche du précipité et sa capacité de filtration ainsi que
l’humidité résiduelle du gâteau. En général, les cristaux doivent avoir une dimension
supérieure à 1 |im pour éviter le colmatage de la membrane.
Les facteurs clés sont la nature, la forme et les dimensions des particules ainsi
que la répartition granulométrique. Plus les cristaux sont gros (porosité importante),
plus la filtration est facile. Il faut veiller à ne pas avoir des grains trop fins et de granulométrie trop resserrée pour éviter l’obturation des capillaires. Le débit étant fonction
du carré du diamètre des particules, la vitesse est multipliée par 4 quand la taille des
particules double.
Lorsque la porosité est faible, la filtration est difficile (bouillie). Il est alors
nécessaire d'augmenter artificiellement la porosité du gâteau en ajoutant des adjuvants
de filtration, si le filtrat est le produit recherché.
Les adjuvants sont des corps poreux incompressibles que l'on ajoute à la bouillie : terre de diatomées (kieselguhr, silicate d'aluminium), produits organiques à base
de cellulose. Ils peuvent être utilisés en précouche ou mélangés avec du noir animal
pour décolorer et clarifier du filtrat simultanément (cf paragraphe 3.2.1).
Pour un gâteau compressible, les dimensions des pores entre les grosses particules dépendent de la pression de filtration. Si la pression est faible, les fines particules
viennent s’accumuler au niveau du support en y formant une couche très résistante. Le
gâteau est caractérisé par une forte résistance spécifique. Pour une pression plus élevée, les pores entre les grosses particules sont trop réduits pour permettre la migration
des fines particules. La résistance spécifique moyenne du gâteau est plus faible que
dans le cas précédent et la pression de filtration est plus élevée.
3.1.2.3. Influence de la concentration de la suspension en solide
Si la suspension est :
• peu chargée en solide, il s’agit alors d’éliminer le solide par une clarification
(liquide) ou un dépoussiérage (gaz). Dans ce cas, le solide n’est pas valorisé (sauf s’il
est précieux) et seul le fluide est important ;
• chargée en solide, il faut éliminer une masse importante de solide et les deux
phases doivent être très bien séparées.