Дуже велика кількість речовин, особливо рідких і газоподібних, потребують фільтруванні. Це обов'язкова умова отримання чистого речовини (або настільки чистого, наскільки це взагалі можливо). Крім того, в деяких випадках метою є не очищення, а збір відкладень на фільтрі, які можуть мати набагато більшу цінність.

Визначення

Фільтрування – це процес поділу порівняно однорідного речовини на кілька складових. Як правило, із загальної маси, яка залишається незмінною після очищення, виділяються інші елементи. Найпростіше розглядати цей процес на прикладі води. Як відомо, в сучасному світі пити воду, навіть з нібито незабруднених водойм, не можна. Те, що тече з-під крана, також не підходить під визначення чистої води. Як результат, перед вживанням її треба проганяти через фільтр. На ньому залишаться шкідливі елементи, а кінцевий продукт буде якщо не повністю безпечним, то хоча б не таким шкідливим, як оригінал.

Навіщо це потрібно

Про воду вже було сказано вище, більше тут додати нічого. Якщо пити нефільтровану рідина, в якій присутні неоднорідні суміші, нічим хорошим це не закінчиться. В організмі будуть відкладатися солі (або вимиватися, в залежності від типу води), всередину можуть проникнути хвороботворні мікроорганізми і виникнути численні інші проблеми. У промисловості нефільтрована вода може стати причиною поломки дорогої техніки. Крім того, якщо вода використовується в якості одного з основних елементів виробничого циклу, вона повинна бути максимально чистою, інакше кінцевий продукт буде дуже далекий від заявленого. Крім води часто фільтрують різні гази. На великих підприємствах це потрібно для того, щоб співробітники не занадто сильно гробили власне здоров'я. Крім того, мало хто не знає про стандартних протигазах, здатних врятувати життя людині (як у випадку атаки противника, так і при банальному пожежі). А адже це теж фільтр, нехай і дещо своєрідний.

Класифікація

Для кращого засвоєння теми слід назвати і розглянути різні типи фільтрування. Це допоможе чіткіше розуміти особливості кожної різновиди, їх властивості, позитивні і негативні сторони, а також ефективність. 1. По режиму роботи фільтра:

Постійний.

Періодичний.

Це перший варіант поділу фільтрів на типи. У першому випадку пристрій здатне тривалий час стабільно працювати, не вимагаючи додаткового обслуговування. Повернемося знову до прикладу з водою. Вона може текти крізь фільтр з постійною швидкістю і не повинна «закінчуватися». У таких умовах зазвичай використовується велика кількість елементів, кожен з яких, не перешкоджаючи швидкості проходження рідини, прибирає частина шкідливих домішок. Другий варіант, з періодичною системою роботи, зазвичай отримує якусь об'ємну тару, в якій накопичується відфільтрована вода, і вже звідти її можна брати для власних потреб. Головний недолік такого фільтра полягає в тому, що при активному використанні рідина швидко закінчується, і потрібно довго чекати, поки вона знову накопичиться. Зате такі системи зазвичай набагато дешевше.
2 За способом фільтрації:

Тиск.

Вакуум.

У першому випадку вода, газ або інша суміш подається у фільтр під тиском, в результаті чого сама речовина швидко проходить очищення, а осад істотно ущільнюється. У найдешевших різновидах пристроїв використовується власне тиск суміші без додаткових механічних пристосувань. Вакуумний варіант в даному випадку більш вигідний, так як допомагає очищати речовина з тим же успіхом, але з меншими витратами. Правда, технічно його складніше реалізувати.

Фільтрування за допомогою тиску

Серед всіх варіантів очищення це самий простий спосіб. Очищення води фільтруванням за допомогою цієї системи виконується дуже швидко. Для спрощення процесу в найдешевших різновиди фільтрів вода, газ або будь-яка інша речовина, що вимагає очищення, подається одразу під тиском. У більш дорогих пристроях можуть використовуватися декілька ізольованих один від одного відсіків, які можна замінювати по черзі, не зупиняючи роботу всього пристрою. І незважаючи на назву, лише іноді дійсно застосовується система примусового створення тиску вже безпосередньо всередині самого приладу.

Фільтрування за допомогою вакууму

Така система, як вже було сказано, хоч і складніше технічно, але ефективніше з точки зору очищення і загального зручності використання. Вакуумне фільтрування передбачає розміщення певної ємності, куди надходить потребує в обробці суміш. Далі вже під самою фільтруючою поверхнею створюється вакуум, буквально витягує основна речовина і залишає осад. Способи фільтрування, таким чином, розділяються по системі роботи, так як одним з головних недоліків вважається проблема з необхідністю очищення. Використовують карусельні, дискові, барабанні та будь-які інші схожі механізми, в яких складові частини можуть бути без проблем замінені практично миттєво. Це дозволяє підтримувати потрібний рівень ефективності пристрою з мінімальними витратами і без його зупинки.

Фільтруючі матеріали

З метою позбутися від неоднорідних сумішей людство з давніх часів користується різними способами і пристосуваннями. Самий давній і відомий з них – пісочний фільтр. Принцип його роботи дуже простий. Як відомо, пісок має властивість пропускати воду, але затримувати різні суспензії і інші елементи. У результаті виходить якщо не кришталево чиста, то близька до того вода. Головний недолік такого пристрою полягає в наступному: пісок злежується і через нетривалий час перестає виконувати свої функції, маючи потребу в заміні. Пізніше з'явився більш ефективний варіант, заснований на деревному або активованому вугіллі. Конструкції на такій основі працюють довше, але все ще недостатньо гарні для повноцінного тривалого використання. Саме тому зараз в якості фільтруючих матеріалів використовують такі речовини, як пресований титан, азбест, полімери, пористе скло і так далі. З розвитком технологій почали з'являтися спеціалізовані штучні речовини, що володіють унікальною структурою, здатної якісно вловлювати всі шкідливі елементи, але пропускати основу.

Використання

Фільтрування – це процес, з яким ми стикаємося в повсякденному житті постійно. Взяти ту ж воду з-під крана. Перш ніж вона потрапляє до нас в квартиру, ця рідина спочатку проходить через серйозну систему очищення і знезараження. Правда, кінцевий підсумок все ще незадовільний (особливо в деяких регіонах), з-за чого багато хто ставлять додаткові фільтри вже у себе вдома. Повітря, яким ми дихаємо в місцях великого скупчення людей, часто є кондиціонованим, особливо якщо на вулиці спекотно. Фактично він той же, але пройшов через кілька фільтрів, що робить його хоч трохи, але чистіше. І подібне можна сказати практично про будь-якій сфері діяльності людини. Курці взагалі постійно контактують з фільтрами, адже вони вбудовані в сигарети, і без них шкоду для організму взагалі був би позамежним (тут, правда, винні швидше виробники, що насичують свої вироби не чистим тютюном, а якимись підозрілими сумішами з великою кількістю хімікатів).

Підсумки

Не можна сказати, що якийсь з фільтрів є найефективнішим. Способи фільтрації безпосередньо залежать від виникли вимог. Наприклад, той же пісочний фільтр часто використовується для очищення басейнів, так як там потрібно працювати з дуже великими обсягами води, і витрати на інші різновиди виробів були б занадто великими. А пісок порівняно дешевий. Вибирати фільтр рекомендується не за способом очищення, а по зручності використання, кількості забруднень, швидкості роботи і багатьом іншим критеріям, адже ні один пристрій все одно не видає ідеального результату.