Фильтровальная бумага — это полупроницаемый бумажный барьер, размещенный перпендикулярно потоку жидкости или воздуха. Используется для отделения мелких твердых частиц от жидкостей или газов.
Сырьем обычно служат различные виды бумажной массы . Масса может быть изготовлена из мягкой древесины , твердой древесины , волокнистых культур или минеральных волокон .
Фильтровальная бумага имеет различные свойства. Важными параметрами являются прочность во влажном состоянии , пористость , удержание частиц , объемный расход , совместимость, эффективность и производительность.
Существует два механизма фильтрации с помощью бумаги: объемный и поверхностный. При объемной фильтрации частицы улавливаются в объеме фильтровальной бумаги. При поверхностной фильтрации частицы улавливаются на поверхности бумаги. Фильтровальная бумага в основном используется из-за способности небольшого куска фильтровальной бумаги поглощать значительный объем жидкости.
Сырьем служат различные виды бумажной массы . Масса может быть из мягкой древесины , твердой древесины , волокнистых культур , минеральных волокон . Для высококачественных фильтров используется растворимая масса и мерсеризованная масса . Большинство фильтровальной бумаги изготавливается с использованием небольших бумагоделательных машин . Для лабораторных фильтров машины могут быть шириной всего 50 см. Бумагу часто крепируют для улучшения пористости. Фильтровальную бумагу также можно обрабатывать реагентами или пропитывать для получения нужных свойств.
.JPG/1280px-Air_filter,_opel_astra(2).JPG)
Основное применение воздушных фильтров — это воздух для сгорания в двигателях . Фильтровальная бумага преобразуется в фильтрующие картриджи, которые затем устанавливаются в держатель. Конструкция картриджей в основном требует, чтобы бумага была достаточно жесткой, чтобы быть самонесущей. Бумага для воздушных фильтров должна быть очень пористой и иметь вес 100–200 г/м 2 . Обычно для получения этих свойств используется особенно длинноволокнистая целлюлоза, которая мерсеризуется. Бумага обычно пропитывается для повышения устойчивости к влаге . [1] : 113 Некоторые прочные качества изготавливаются для промывки и, таким образом, продлевают срок службы фильтра.
Традиционно для извлечения фильтрованного кофе использовались промокательная бумага или ткань .
Современные кофейные фильтры из бумаги изготавливаются из крепированной бумаги плотностью около 100 г/ м2 . Крепирование позволяет кофе свободно течь между фильтром и фильтрационной воронкой . [2] Сырьем ( целлюлозой ) для фильтровальной бумаги являются грубые длинные волокна , часто из быстрорастущих деревьев. Например, Melitta использует до 60% бамбука в своих фильтрах с 1998 года. [3] Изготавливаются как отбеленные , так и неотбеленные фильтры. [1] : 114 Кофейные фильтры изготавливаются разных форм и размеров, чтобы соответствовать различным держателям. Наиболее примечательными являются (бумажные) системы кофейных фильтров, представленные Melitta (1908, 1932, 1936, 1965), Chemex (1941) и Hario (2004).
Важными параметрами являются прочность, совместимость, эффективность и производительность.
Чайные пакетики также работают как своего рода бумажный фильтр. Они сделаны из волокон абаки , очень тонкого и длинного волокна манильской пеньки. Часто бумага дополняется небольшой порцией синтетических волокон . Бумага для пакетов очень пористая и тонкая и имеет высокую прочность во влажном состоянии . [1] : 114
Бумага, используемая для топливных фильтров, представляет собой крепированную бумагу с контролируемой пористостью, которая гофрируется и наматывается на картриджи. Сырьем для фильтровальной бумаги, используемой в топливных фильтрах, является смесь волокон лиственных и хвойных пород древесины. Плотность бумаги составляет 50–80 г/м 2 . [1] : 114
Горизонтальная пластинчатая фильтровальная бумага обычно используется в промышленной обработке. Фильтровальная бумага обычно разрабатывается в соответствии со спецификациями производителей. Абсолютное удержание микрон может варьироваться от 1 до 100 микрон, но диатомовая земля обычно используется с фильтровальной бумагой для получения субмикронной фильтрации. Активированный уголь или другие фильтрующие добавки могут использоваться с фильтровальной бумагой для формирования фильтрационного осадка для достижения определенных результатов. Фильтровальная бумага может быть пропитана ДЭ или активированным углем.
Моторное масло фильтруется для удаления примесей. Фильтрация масла обычно выполняется с помощью объемной фильтрации. Фильтровальная бумага для смазочных масел пропитывается для устойчивости к высоким температурам. [1] : 113
Фильтровальная бумага широко используется в лабораторных экспериментах во многих областях, от биологии до химии. Тип используемого фильтра будет отличаться в зависимости от цели процедуры и используемых химикатов. Обычно фильтровальная бумага используется в лабораторных методах, таких как гравитационная или вакуумная фильтрация. [4]
Исторически сложилось так, что в фармацевтике в качестве фильтра и упаковочной бумаги использовался тип мягкой, пористой бумаги, называемый charta emporetica . [5]
Качественная фильтровальная бумага используется в качественных аналитических методах для определения материалов. Существуют различные сорта качественной фильтровальной бумаги в зависимости от размера пор. Всего существует 13 различных сортов качественной фильтровальной бумаги. Самый большой размер пор — сорт 4; самый маленький размер пор — сорт 602 h; наиболее часто используемые сорта — сорт 1–4. [6]
Качественная фильтровальная бумага класса 1 имеет размер пор 11 мкм. Этот сорт фильтровальной бумаги широко используется во многих областях сельскохозяйственного анализа, мониторинга загрязнения воздуха и других подобных экспериментах. [6]
Фильтровальная бумага качественного класса 2 имеет размер пор 8 мкм. Этот класс фильтровальной бумаги требует больше времени фильтрации, чем фильтровальная бумага класса 1. Эта фильтровальная бумага используется для мониторинга определенных загрязняющих веществ в атмосфере и тестирования почвы. [6]
Фильтровальная бумага качества 3 класса имеет размер пор 6 мкм. Этот класс фильтровальной бумаги очень подходит для переноса образцов после фильтрации. [6]
Фильтровальная бумага качественного класса 4 имеет размер пор 20~25 мкм. Этот класс фильтровальной бумаги имеет самый большой размер пор среди всех стандартных качественных фильтровальных бумаг. Он очень полезен в качестве быстрого фильтра для очистки геологических жидкостей или органических экстрактов во время эксперимента. [6]
Фильтровальная бумага качественного качества марки 602 h имеет размер пор 2 мкм. Этот сорт фильтровальной бумаги имеет наименьший размер пор среди всех стандартных качественных фильтровальных бумаг. Используется для сбора или удаления мелких частиц. [6]
Количественная фильтровальная бумага, также называемая беззольной фильтровальной бумагой, используется для количественного и гравиметрического анализа. В процессе производства производители используют кислоту, чтобы сделать бумагу беззольной и достичь высокой чистоты. [7] [8]
Хроматография — это метод, который химики используют для разделения соединений. Этот тип фильтровальной бумаги имеет определенную скорость потока воды и скорость абсорбции, чтобы максимизировать результат бумажной хроматографии. Скорость абсорбции этого типа фильтровальной бумаги составляет от 6 см до 18 см, а толщина — от 0,17 мм до 0,93 мм. [9]
Экстракционные гильзы — это стержневая фильтровальная бумага, часто используемая в экстракторах Сокслета или распылительных экстракторах. Идеально подходит для очень чувствительного обнаружения, производительность зависит от толщины внутреннего диаметра. Также обычно используется в областях контроля пищевых продуктов и мониторинга окружающей среды. [10]
Стекловолоконный фильтр имеет размер пор 1 мкм, он полезен для фильтрации сильно загрязненных растворов или труднофильтруемых растворов. Кроме того, стекловолоконный фильтр продлевает срок службы фильтра, имеет широкий диапазон нагрузок частиц и может предотвратить загрязнение образца. [11] Кроме того, различные типы стекловолоконных фильтров подходят для различных условий фильтрации. Существует 7 различных типов стекловолоконных фильтров, и основное различие заключается в толщине.
Фильтровальная бумага из кварцевого волокна обладает высокой устойчивостью к химикатам, не поглощает диоксиды NO x и SO x , не подвержена воздействию влажности и легко стерилизуется. Поэтому ее в основном используют для анализа загрязнения воздуха. [12]
Фильтр из политетрафторэтилена (ПТФЭ) имеет широкий диапазон рабочих температур (−120 °C ~ 260 °C) с высокой воздухопроницаемостью . Устойчивость к высоким температурам делает фильтровальную бумагу из ПТФЭ пригодной для использования в автоклавах. Ее часто используют для фильтрации горячих масел, сильных растворителей и сбора взвешенных в воздухе частиц. [12]
