Referat Filtrarea

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Filtrarea si de asemenea puteti face Download Referat Filtrarea

Citeste fragmente din Referat Filtrarea

FILTRAREA Filtrarea este operatia de separare a fazelor unui amestec eterogen, solid-fluid cu ajutorul unei suprafete poroase sau a unui strat poros prin prin care poate trece numai faza dispersa, fluida. Prin extindere, se foloseste termenul de filtrare si pentru separarea componentilor unui amestec lichid sau gazos omogen cu ajutorul unui strat granular activ ; de exemplu : inlaturarea componentilor colorati sau rau mirositori dintr-un lichid cu ajutorul carbunelui activ sau al pamantului decolorant, dedurizarea apei prin ‘filtrare’ printr-un strat de material schimbator de ioni, separarea componentilor nocivi din aerul viciat cu filtrele mastilor de gaze. Aceste separari sunt efectele absorbtiei sau ale reactiilor chimice pe suprafata granulelor active ale stratului filtrant. Comparata cu sedimentarea, filtrarea se caracterizeaza prin faptul ca nu este conditionata de o diferenta intre densitatile fazelor care se separa. Scopul filtrarii este de a separa fazele unei suspensii intr-un precipitat care contine cat mai mult din faza solida a suspensiei si dintr-un filtrat cu cat mai putin solid. Deoarece, in majoritatea cazurilor, faza lichida este o solutie, separarea prin filtrare este de fapt o separare intre faze solida a suspensiei si substanta dizolvata in faza lichida a suspensiei. Separarea prin filtrare este, de obicei, foarte inaintata in privinta puritatii filtrantului si mai putin inaintata in privinta precipitatului care ramane imbibat cu lichidul din care a fost separat. Cand lichidul este o solutie si cand considerente economice si tehnologice o impun, filtrarea este urmata de spalarea precipitatului cu un lichid potrivit , de obicei apa, care, indepartand solutia din precipitat, purifica precipitatul si recupereaza substanta solubila valoroasa. Conditiile care se cer unei bune filtrari sunt : - puritatea filtrului, adica absenta fazei solide in filtrat; - puritatea precipitatului, adica absenta substantei solubile in precipitat; - umiditatea cat mai scazuta a precipitatului; - productivitate cat mai mare a filtrului, adica viteza mare de filtrate; - cat mai putina apa de spalare, pentru a nu dilua prea mult substanta solubila; - regenerarea usoara si completa a substantei filtrante sau a stratului filtrant; - consum minim de energie; - manopera minima; - uzura minima a substantei filtrante. Filtrarea unei suspensii se face in patru etape principale : in prima etapa se face retinerea fazei solide de catre suprafata filtranta; in a doua etapa retinerea fazei solide se face in principal de catre stratu de precipitat format de suprfata filtranta, aceasta ramanand numai cu rolul de support al precipitratului; a treia etapa este spalarea precipitatului pentru indepartarea substantei solubile, a carei solutie imbiba precipitatul la sfarsitul etapei precedente; a patra etapa este regenerarea suprafetei filtrante : indepartarea precipitatului, spalarea suprafetei filtrante sau a stratului filtrant, destuparea porilor. Separarea fazei solide din suspensie este rezultatul urmatoarelor trei procese : un proces de sedimentare, prin care particulele solide din suspensia de deasupra suprafetei filtrante se depun pe suprafata filtranta ca intr-un decantor ; un prices de cernare, prin care particulele solide mai mari decat diametrul porilor stratului filtrant sau al stratului de precipitat ; un proces de absorbtie, prin care sunt retinute – prin absorbtie – de catre materialul filtrant, chiar particule mici – de exemplu particule microscopice, bacterii, coloizi – cu dimensiuni inferioare porilor suprafetei filtrante ; prin departarea particulelor mici, porii materiali filtrant se micsoreaza treptat. Factorii care influenteaza filtrarea Un mare numar de factori influenteaza filtrarea. Unii dintre acestea au valoari constante pe toata durata filtrarii, iar altii au valori valabile in timp. Constanta sau variabilitatea unora dintre acesti factori depinde de modul in care este condusa filtrarea sau de caracteristicile de functionare ale filtrului folosit. Urmeaza cateva indicatii asupra catorva factori care au un rol important, in fultrare. Suspensia Cela mai diferite suspensii pot fi separate in fazele ei prin filtrare. Filtrarea nu pune restrictii asupra naturii si caracteristicilor fizice sau chimice ale suspensiei, dar tine seama de ele la alegerea conditiilor de filtrare si la alegerea instalatiei de filtrare. Granulometria suspensiei Marimea particulelor care formeaza faza solida a suspensiei poate varia intre aproximativ in milimetru si un nanometru. Structura suspensiei Suspensiile cu particule sferoidale si, mai cu sema aciculare, dau precipitate cu permeabilitate mai mare si, in consecinta, permit viteze de filtrare mai mari decat suspensiile cu granule in forma de foite. Cand foitele sunt elastice, ele produc efectul unor supape. Suspensiile cu particule mari si incompresibile se filtreaza mai usor decat suspensiile cu particule fine sau coloidale care formeaza precipitate compacte si impermeabile ce astupa porii materialului. Materialul filtrant Materialul folosit ca suprafata filtranta sau ca strat filtrant trebuie sa retina mai complet faza solida a suspensiei, sa aiba rezistenta hidraulica redusa, sa nu se colmateze repede, sa permita viteze mari de filtrare, sa se regenereze usor, sa aiba rezistenta mecanica suficienta, sa reziste la actiunea coroziva a suspensiei, sa permita evacuarea completa a precipitatului, sa fie destul de ieftin si usor de procurat. In legatura cu rolul materialului filtrant se definesc doua limite de filtrare : -filtrarea superficiala, cand materialui filtrant opreste la suprafata lui particulele solide ale suspensiei prin diferenta dintre marimea particulelor si marimea porilor ; grosimea materialuilui filtrant este neglijabila, iar suspensia este in faza solida pentru a nu forma un strat de precipitat ; -filtrarea in adancime, cand retinerea particulelor solide ale suspensiei se face mai mult prin depunerea si absorbtia mare a granulelor stratului filtrant pe toata adancimea lui. Tabele perforate, situate lamentar si sitele obtinute prin procedee electrolitice sunt gratare sau ciururi cu ochiuri dreptunghiulare – cu latimea minima de 1,5 mm – sau circulara – cu diametrul minim de 3 mm. Ele servesc pentru retinerea suspensiilor mari, dar mai cu sema ca support pentru panze sau alte materiale filtrante. In table subtiri de alama s-au purut face gauri pana la 0,35 mm, iar prin procedee electrolitice s-au obtinut gauri pana de 0,01mm. Impletiturile metalice au aceeasi aplicatie ca gratarele si sitele perforate.Ca support pentru materiale poroase, ele au rezistenta mecanica mai mica decat tableleperforate, dar au avantajul ca lasa libera pentru filtrare aproape intreaga suprafata, pe care gratarele si ciururile fac ineficace portiunile suprafetei poroase care nu se gasesc direct deasupra ochiurilor. Pentru a reuni ambele avantaje se folosesc gratare sau ciururi ca support cu buna rezistenta mecanica, pentru care se intinde o impletitura metalica care lasa libera toata suprafata de filtrare a materialului poros intins deasupra ei. Tesaturile textile se caracterizeaza prin elasticitate, mladire si porozitate fina. Ele retin particulele suspensiei atat prin efectul de cermare cat si prin absorbtie. Au rezistenta mecanica redusa si se colmateaza usor. Sunt folosite ca suprafete filtrante intinse pe rame sau pe un support original si exceptional, in forma de pungi. Felul tesaturii, porozotatea, grosimea tesaturii, natura materialului tratarea ulterioara dau panzelor filtrate o mare varietate si adaptabilitate la conditiile de filtrare. Membranele animale, hartia permanganat si peliculele de gelatina, coloidu, silice, esteri de celuloza etc., depuse pe tesaturi sau pe hartie, servesc ca suprafete si chiar molecule mari. Straturile fibroase, din fire de celuloza, azbest, lana, in, sticla, obtinute prin presare sau depuse liber pe o suprafata support, sunt folosite ca materiale filtrante. Exista si panze formate din fibre libere, legare intre ele printr-un liant de cauciuc ; dupa vulcanizare rezulta uun strat poros rezistent la acizi si alcalii, cu mare rezistenta mecanica si care permite o buna etansare (ex. filtre-presa) si o usoara indepartare a precipitatului Structuriel purverulente depuse prin sedimentare, ex.pulbere de carbune, kiselgur filtreaza in special prin absorbtie. Placile poroase din granule reunite prin presare cu sau fara lianti si ardere pana la vitrificare, se fac din kiselug, portelan, azbest-portelan, argiala de cuart, sticla, grafit, cocs, samota, corund, carborundum. Structuri granulare sustinute de un support care lasa sa treaca filtrantul dar opreste granulele stratului. Straturile de nisip sunt cele mai raspandite ; pentru scopuri speciale se folosesc straturi din granulele de cocs, antracit, spalari de caramida, margele de sticla, granule de otel, nichel carbonil, nisip de cuart, marmura. Filtrele cu strat granular sunt folosite si ca filtre active,ex. : -filtre cu carbune activ, manganul, pamant decolorat, bentonita, pentru decolorare si dezodorizarea lichedelor ; -filtre cu carbune activ pentru retinerea excesului de clor de la sterilizarea apei ; -filtre cu carbune activ pentru retinerea si absorbtie a unor componenti din amestecul gazos sau liched filtrat ; -filtre cu materiale schimbatoare de ioni pentru dedurizarea apei ; -filtre cu gel de silice pentru uscarea gazalor ; -filtre cu dolomita arsa partial (Mangno) pentru decarbonatarea apei ; -filtre cu site moleculare pentru separarea unor componente din amestecuri omogene lichide sau gazoase. Porozitatea materialului filtrant Golurile dintr-un material poros sunt de trei feluri : porii interiori sau inchisi, porii exteriori sau seschisi si porii sau golurie intergranulate. La materialele cristaline si metalice exista numai goluri intergranulare. Structura precipitatului Un precipitat din granule foarte fine reduce viteza de filtrare nu numai prin astuparea porilor suprafetei filtrante, dar si din cauza retinerii, prin absorbtie a apei de catre fortele de suprafata a caror importanta cresc o data cu marirea suprafetei secifice a particulelor. Retinerea apei prin adsorbtie determina si limita inferioara pentru umiditateaprecipitatului. e. Grosimea stratului de precipitat Cu cresterea stratului de precipitat, viteza de filtrare si deci productivitatea filtrului scade din cauza cresterii rezistentei hidraulice ( lungimea drumiului parcurs de lichid in stratul de precipitat si tasarea precipitatului). Grosimea optima a stratului de precipitat trebuie determinata experimental la fiacar operatie sau conditie noua de filtrare. Spalarea Aceasta faza a filtrarii este necesara fie atunci cand precipitatul valoros trebuie eliberat de substanta dizolvata fie pentru recuperarea filtrului pretios. Se recomanda spalarea in echicurent prin care filtrantul este impins din porii precipitatului de catre lichidul de spalare. La spalarea in contracurent, filtrantul se dilueaza cu lichid de spalare de deasupra precipitatului. La spalarea ideala lichidul de spalare dezlocueste filtrantul imbibat in porii precipitatului. In acest caz volumul apei de spalare este egal cu cel al lichidului imbibat in precipitat. Mijloace pentru imbunatatirea filtrarii Marirea tempraturii de filtrare Micsorand vascozitatea lichidului, ridicarea temperaturii are efectul credterii productivitatii si al miscarii umiditatii precipitatului. Efectul favorabil al cresterii temperaturii este atenuat sau anulat daca lichidul cald provoaca umflarea materialului filtrant. Uneori, imbunatatirea filtrarii cu cresterea temperaturii este consecinta unei coagulari. Marirea presiunii de filtrare In mod normal, o marire a presiunii de filtrare are influenta favirabila asupra vitezei de filtrare. Cand insa faza solida a suspensiei este formata din particule tebulare ( foite) elastice sau atunci cand precipitatul este compresibil, cresterea presiunii poate deveni dezavantajoasa. In aceste cazuri, incercarile experimentale indica presiunea optima. Filtrarile se fac la presiune atmosferica, la presiune ridicata sau in vid. Ceea ce intereseaza la filtrare este diferenta dintre presiunile pe cele doua fete alea stratului filtrant. Presiunea pe fata superioara a filtrului se realizeaza prin pomparea suspensiei, prin aer comprimat sau prin grosimea stratului de suspensie. Coagularea prealabila Prin aceasta se intelege formarea flocoanelor mai mari prin aglomerarea particulelor fine, cu ajutorul unui coagulant si se foloseste curent la filtrarea apei prin filtrare rapida. Acest procedeu se aplica numai cand coagulantul folosit nu denatureaza precipitatul sau filtrantul. Se folosesc drept coagulanti : sarurile metalelor tranzitionale – fier si aluminiu – pentru tratara apei, var pentru filtrarea argilelor, amidon, clei, agar-agar. Evitarea pomparii, agitarii Acesti factiori si in general toate actiunile care, prin marirea turbulentilor, provoaca o faramitare a granulelor suspensiei trebuie evitati. Uneori insa – ex. dupa tratarea cu coagulant si omigenizarea acestuia in masa suspensiei printr-o scurta agitar energetica – este bine sa urmeze o agitare lenta a lichidului astfel incat flocoanele mici sa se alature altor flocoane pentru a forma aglomerate mai mari. Diluarea suspensiei Diluarea imbinatateste filtrare prin micsorarea vascozotatii. Productivitatea mai mare a filtrului trebuie insa considerate si fata de cantitatea marita de lichid. Uneori, reducerea prin diluare a concentratiei electrolitilor din suspensia initiala, produce peptizarea particulelor solide, transformandu-le in coloizi care trec prin filtru. Prefiltrarea sau sedimentarea preaalabila Eliminand o parte din particulele mari ale suspensiei initiale, se imbunatateste filtrarea finala ca efect al miscarii grosimii stratului de precipitat. Adaosuri de materiale auxiliare Adaosurile pulverulente sau fibriase care formeaza cu faza solida a suspensiei precipitate afanate, imbunatatesc mult filtrarea. Deseori, folosirea materialelor auxiliare fac posibila filtrarea unor suspensii. Astfel de materiale sunt : kiselgur, fibre de asbest, rumegus de lemn, hartie destramata, celuloza, pamant decolorat, talc, carbune activ, mangal. Teoria filtrarii Teoria filtrarii idealea Cea mai smpla teorie se bazeaza pe notiunea filtrului ideal. Filtrul ideal este un strat permeabil, cu fete paralele, permeatibilitaea lui fiind datorita unor pori cilindrici, capilari, cu diametre egale si constante, perpendiculare si uniform repartizati pe fetele stratului. Printr-un sigur por, curgerea se face cu pierderea de presiune dedusa din ecuatia lui Fanning. (1) - coeficientul de frecare l – lungimea porilor, egala cu grosimea filtrului d – dimetrul porilor - viteza lichidului in porii filtrului - densitate lichidului. Deoarece curgerea in porii filtrului este laminara : (2) Re este nr. Lui Reynolds ( - vascozitatea lichidului. Intreducand debitul lichidului printr-unul din porii filtrului : (3) (4) care se poate scrie in forma : (5) asemenea cu ecuata lui Ohm pentru curgerea curentului electric : (6) daca se introduce intensitatea curentului electric I cu debitul filtrului q prin por, diferenta de tensiune (E cu diferenta de presiune (p, lungimea si diametrul conductorului cu lungimea si diametrul porilor l si d rezistivitatea electrica a conductorului (e cu 32 ((d². Sigura diferenta structurala intre formulele (5), (6) este ca rezistivitatea electrica a conductorului este constanta, pe cand expresia 32 ((d² variaza cu diametrul porilor. Teoria filtrarii prin stratul de precipitat Aceasta teorie considera numai filtrarea prin retinerea fazei solide din suspensie de catre stratul de precipitat si neglijeaza influenta suprafetei filtrante al carei rol ramane numai cel pe support al precipitatului. In aceste conditii, filtrarea se aseamana cu surgerea unui lichid printr-un strar granular ; deosebirea consta din cresterea in timp a grosimii stratului, tocmai din cauza filtrarii care retine la suprafata stratului de precipitat granulele solide ale suspensiei. Formula generala de curgere : Debitul= forta care provoaca curgerea / rezistenta care se opune curgerii Aplicata in cazul filtrarii devine : (7) unde Q este debitul filtratului (p – diferenta dintre presiunile pe fetele stratului de precipitat In cazul stratului granular : (8) unde: ( este porozitatea sau fractiunea de goluri in precipitat r – rezistenta specifica a granulelor de precipitat (- viscozitatea lichidului l – grosimea stratului de precipitat A – aria suprafetei filtrului. Volumul stratului la momentul ( este egal cu volumul de faza solida in volumul de suspensie V, filtrata in momentul (. Grosomea stratului de precipitat este egala cu volumul lui impartit cu suprafata filtratului : (9) x fiind fractia volumica de faza solida in suspensie. Numai rareori rezistenta specifica a precipitatului ramane constanta in timpul filtrarii ; de obicei ea variaza din cauza compresibilitatii si neomogenitatii precipitatului. Compresibilitatea precipitatului are ca efect cresterea rezistentei specifice cu presiunea. In mod empiric, influenta compresibilitatii asupra rezistentei specifice a precipitatului se consdera data de ecuata: (10) este o constanta, reprezentand rezistenta specifica a precipitatului la (p = 1 Introducand in ecuata (7) rezultatele din ecuata (8), (9),(10) se obtine ecuata diferentiala a filtrarii prin stratul de precipitat: (11) Pentru integrarea acestei ecuatii, trebuie sa de precizeze conditii in care se face filtrarea. De obicei ecuata se integreaza pentru conditiile : a) presiune constanta de filtrare ((p = const) si b)debit de filtrare cinstant (dV/d( = const). Alte conditii de filtrare mai pot fi : (p/V = const. si (p/( = const. Filtrarea la presiune constanta Acest mod de filtrare este cel mai obisnuit in practica. In aceste conditii, cu cat stratul de precipitat creste, cu atat debitul filtratului scade, pana la o valoare cub care continoarea filtrarii nu mai este economica. Din ecuata (11) se octine dupa separarea variabilelor : (12) si integrare : sau (13) are valoarea: (14) Filtrarea cu debit constant Practic, filtrarea cu debit constant este mai greu de realizat. Presiunea trebuie marita pe masura ce debitul tinde sa scada ; cresterea presiunii nu se poate face insa nici continuu si nici corespunzator cresterii rezistentei hidraulice a stratului de precipitat pentru ca debitul sa fie mentinut riguros constant. Cu cat debitul este constant : (15) si ecuata (11) devine : (16) sau : (17) in care : (18) Daca ecuatia (17) se pune sub forma : se observa ca termenul din stanga se mentine constant in timpil filtrarii, rezulta ca trebuie indeplinita in fiecare moment al filtrarii conditia : (19) Ecuata generala a filtrarii prin stratul de precipitat Ecuata filtrarii poate fi generalizata in forma : (20) care contine, drept cause particulare, pe cele analizate mai sus. Astfel :  ; . Spalarea precipitatului Debitul apei de spalare este egal cu debitul filtrului la sfarsitul filtrarii. La filtrarea sub constanta, debitul filtrarii la sfarsitul filtrarii este (ecuatiile 12 si14) : (21)  ; - timpul la sfarsitul filtrarii : (22) Din ecuatiile (21) si (22) rezulta debitul apei de spalare : (23) care se mentine constant in tot timpul spalarii. Teoriia filtrarii prin stratul de precipitat, cu considerarea suportului Cand rezistenta hidraulica a suportului nu este neglijabila, se introduc in ecuatia (11) urmatoarele modificari : , in care se include si diferenta de presiune (p’ necesara pentru trecerea filtratului prin support ; rezistenta hidraulica a suportului se exprima prin volumul V’ de suspensie care ar crea un strat cu aceeasi rezistenta hidraulica a suportului. Cu aceste modificari , ecuatia (11) devine : (24) Filtrarea la presiune constanta Dupa separarea variabilelor si integrare, la presiune constanta, (25) se obtine: (26) sau (27) in care, constantele a si b su valorile : (28) (29) Filtrarea cu debit constant Cand debitul este constant : (30) , V = 0, iar debitul : (31) Eliminand pe V’ din ecuatiile (30), (31) rezulta : (32) Tipuri de filter Filtre cu strat granular – aceste filtre servesc pentru filtrarea suspensiilor in debite mari, in special pentru filtrarea apei. Stratul filtrant este format din granule de nisip (pentru filtrarea apei, acizilor, solutiilor de saruri), marmura sau calcar (pentru filtrarea lichidelor alkaline), antraci (pentru filtrarea apei), mangal (pentru filtrarea rasinelor) etc. Vor fi considerate aici filtrele folosite pentru filtrarea apei. Filtre lente – sunt recipiente paralelipipedice sau cilindrice metalice sau, mai ales, din beton, continand un strat filtrant granular sprijinit fie pe bulgari mari de pietris fie o placa perforata sau poroasa. Stratul granular este compus din mai multe straturi suprapuse de granulometrice diferita ; la suprafata este un strat de 60-120 cm grosime de nisip fin de 0,5-1,0 mm. Un support pentru stratul filtrat este format din placi patrate din beton in care,la turnarea betonului, sunt lasate santuri, cu sectiune triunghiulara si terminate la partea inferioara cu o fanta ; santurile sunt umplute cu pietris de 8-10 mm, turnat in santuri dupa ce a fost introdus intr-o zeama de ciment. Prin intarirea cimentului, granulele de pietris se lipesc intre ele si de peretii santului formand o masa cu pori mari, cu suficienta rezistenta mecanica pentru sustinetea stratului filtrat de nisip si cu mare permeabilitate la trecerea apei filtrate. La punerea in funcitiune a unui filtru lent se lasa ca apa sa treaca de jos in sus prin stratul filtrant pentru a indeparta aerul dintre granulele de nisip ; apoi se schimba sensul de trecere al apei lasand apa sa treaca de sus in jos. Dupa pornire, timp de 10-20 h, filtratul este tulbure ; efectu de clarificare creste treptat prin formarea, la suprafata stratului de nisip, a unei membrane biologice care opreste nu numai suspensiile fine din apa dar chiar bacteriile. Apa filtreaza incet, cu viteza de 0,1-0,5 m/h sub presiunea hidrostatica a unui strat de apa, de aproximativ un metru, care trebuie mentinut deasupra nisipului. Cand viteza de filtrare scade sub limita de economicitate, din cauza colmatarii filtrului, el este curatit prin indepartarea stratului de namol si a unui strat de 2-5 cm din misipul de la suprafata. Cand aceasta curatie nu mai este suficienta, atunci filtrul trebuie regenerat prin inlocuirea sau spalarea nisipului si formarea din nou a stratului filtrant. Dupa continutul de materii in suspensie al apei brute, filtrul se colmateaza in cateva luni. Filtre rapide – aceste filtre realizeaza viteze mari de filtrare prin folosirea unui nisip mai mare, prin absenta membranei biologice si prin decolmatarea prealabila a apei imbunatatesc mult conditiile de filtrare. Apa filtreaza de sus in jos sub presiunea hidrostatica a unui strat de apa sau – la filtrele rapide inchise – sub presiunea de pompare. Filtrul este colectat printr-un drenaj sau se aduna sub placa perforata care sustie stratul filtrant. Cand debitul filtrarului scade sub limita economica se intrerupe alimentare cu apa bruta si filtrul se spala trecand, cu viteza mare, ala filtrata in sens invers sensului de filtrare. Apa care trece tulbure imediat dupa spalare, se elimina. Filtrele rapide nu au efect sterilizant apreciabil. Pentru o buna spalare este necesara o afinitate a stratului de nisip (cu o marire de volum de 40-50%) ; pentru aceasta se folosesc urmatoarele mijloace :a) spalare cu apa plus aer comprimat, b) spalare cu debit mare de apa sub presiune si c) mijloace mecanice. Evacuarea apei filtrate si introducera apei si aerului de spalare, sunt asigurate de un drenaj, care la multe filtrari este inclus in placa de sustinere a stratului filtrant. Drenajul trebuie sa raspunda la urmatoarele cerinte : sa permita trecerea usoara a apei filtrate sa opreasca trecerea granulelor de nisip sa repartizeze uniforma apa spalare pe toata sectiunea filtrului sa fie usor demontabil pentru curatire sau inlocuire sa aiba rezistenta mecanica suficienta pentru sustinerea stratului filtrant. Filtrle rapide deschise mici construesc din tabla de otel si au forma circulara, iar filtrele mari se construiesc din beton si au forma paralelipipedica.Exista un mare nr. de tipuri de filtre rapide deschise. Filtrul rapid inchis cu spalare cu apa si aer este format dintr-o manta metalica, cu doua funduri, in care se gaseste stratul de nisip sprijinitpe o placa filtranta alcatuita din doua table perforate avand intre ele o sita. In spatiul de sub placa filtranta se gaseste un gratar de tevi gaurite, prin care un injector cu abur sufla aer comprimat in timpul spalarii. In perioada de spalare, apa filtrata intra in filtru sub placa filtranta, trece de jos in sus prin stratul de nisip si este evacuata la canal. Inainte de inceperea spalarii nisipului si pe toata durata spalarii (5-10 min), injectorul cu abur introduce aer prin tevile distribuitorului de aer. Filtrul rapid inchis cu spalare intensiva se caracterizeaza prin inmagazinarea unei cantitati de apa filtrata in partea inferioara a filtrului, in vederea spalarii rapide cu debit mare de apa. Intr-o manta cilindrica, cu doua funduri, se gaseste un tub central de evacuare la canal si placa filtranta (ca aceea de la filtrul precedent), care sustine stratul de nisip de 60-70 cm grosime.Sub placa filtranta,inmagazinata in acest spatiu, ca sa treaca – in perioada de spalare – in sens ascendent prin stratul de nisip. In perioasa de filtrare apa trece de sus in jos prin stratul de nisip, pe care il afaneaza si il spala intr-un timp scurt(40 s). Apa de spalare este evacuata prin tubul central. Filtrul Bollmann realizeaza o spalare energica a nisipului.Este format dintr-o manta cilindro-conica, un injector cu apa la varful inferior al mantei, un tub axial deasupra injectorului, un gratar colector din tevi gaurite, rigola periferica la partea superioara a mantalei Pentru filtrare , apa bruta intra in jigola, deverseaza peste marginile rigolei, strabate filtrant de nisip si este colectata ca apa filtrata prin gratarul de tevi gaurite. Filtrul Bollmann cu filtrare orizontala este o varianta a filtrului precedent, caracterizata prin directia orizontala de filtrare. Intr-o manta cilindrica verticala se gasesc tevi gaurite verticale asezate in doua cercuri concentrice, cercul periferic, in legatura cu un canal inferior de distributie a apei brute si de colectare a apei de spalare si cercul interior, in contact cu debitul con de tabla care colecteaza apa filtrata si distribuie apa de spalare. In manta, printre tevile gaurite se afla stratul filtrat de nisip. Filtre orizontale (nuce) Cele mai simple filtre orizontale sunt construite dupa modelui filtrelor nuce de laborator. Ele sunt formate dintr-un recipient cilindric sau paralelipipedic, cu sau fara capac,avand la o distanta de fund un al doilea fund gaurit sau poros care sustine sau formeaza suprafata filtranta si care desparte spatiul superior unde se introduce suspensia, de spatiul inferior unde se aduna filtratul ; uneori rolul celor doua spatii este inversat. Filtrarea se face sub actiunea diferentei de presiune sintre fata superioara s materialului filtrant (la presiune atmosferica, presiunea hidraulica a unui strat de suspensie sau la presiunea mai mare obtinuta prin pomparea suspensiei sau cu aer comprimat) si fata lui inferioara (vid sau presiune atmosferica). Filtrele nuce se construesc din metal,grsie, materiale ceramice, lemn etc.,dupa agesivitatea chimica a substantei. Filtrele nuce obisnuite functioneaza in modul urmator : dupa ce s-a intins suprafata filtranta, se introduce suspensia deasupra stratului filtrant si se face legatura la rezervorul de vis sau la pompa de vis ; filtratul se aduna in spatiul inferior al filtrului sau trece prin conducte de legatura intr-un rzervor sub vid. Dupa evacuarea filtratului sau dupa chimbarea rezervorului de receptionare a filtrului, se aduce pe filtru apa de spalare, astfel incat apa de spalare sa patrunda uniform prin intrega sectiune a turtei de precipita. Dupa spalare, se mentine inca un timp aspirarea aerului pentru eliminarea apei de spalare din precipitat si pentru uscarea precipitatului. Urmeaza descarcare precipitatului. Filtre nuce cu dispozitiv pentru egalizarea precipitatului : cand precipitatul are tendinta de a crapa , apa de spalare si aerul pentru uscare nu se mai repartizeaza uniform. Aceste filtre au raclete care netezesc continuu precipitatul. Filtre nuce cu descarcare atomica : ecita operatia grea de descarcare manuala. Ele se fie ca filtre basculante, fie cu desfacerea partii inferioare,astfel incat placa filtrata cu precipitatul se inclina in jos si precipitatul cade de la cine sau este indepartata usor cu raclete. Filtre nuce etajate : se construesc pentru a concentra o suprafata filtrata mai mare pe un loc restrans. Filtre cu elemente filtrante verticale Filtrele din aceasta categorie sunt construite din mai multe elemente filtrante verticale, paralele si legate intre ele printr-o conducta pentru colectarea filtratului. Elementele filtratului sunt construite in forme variate dar au comun : sacul sau panza filtrantacare imbraca site; teava gaurita pentru aspirarea filtrului. Filtrul cu saci este cel mai simpu filtru cu elemente veritcale Elementul filtrat este construit dintr-o teava cu gauri echidistante, intre care atarna lanturi de lungime egala ; totul este imbracat intr-un sac de forma corespunzatoare, plata. Alt element filtrant este construit dintr-o rama de teaca gaurita avand, intre laturile orizontale, sipci verticale echidistante ; rama este imbracata in sac filtrant,teava ramei este legata la conducte colectoare de filtrat. Mai multe astfel de elemte filtrante legate in paralel la o teava colectoare comuna formeaza un bloc filtrat. Pentru filtrare, blocul este afundat in cuva cu suspensia de filtrat ;se creeaza o depresiune prin conducte colectoare, aspirand astfel suspensia prin elementele filtrante ; precipitatul se depune pe panza filtrata a elementelor, iar filtratul este colectat, prin conducta colectoare, in rezervorul pentru filtrat. Filtrul Kelly, cu element filtrant dreptunghiular, are la baza constructia precedenta, care s-a dezvoltat in variante perfectionate, cu elemente filtrante montate intr-o manta inchisa, astfel incat sa se poata filtra sub presiune ridicata. Mai multe elmente filtrante dreptunghiular, parante sunt montate pe un carucior care aluneca pe doua sine. Intregul sistem se introduce intr-o manta cilindtica orizontala inchisa etans cu un capac. Elementele filtrante eunt construite dintr-o sita groasa prinsa de o rama din teava gaurita ; pe ambele parti ale sitei groase se intinde cate o sita finaa si apoi totul se imbraca in panza filtranta. De la fiecare rama iese cate o teava care, ptin tevile gaurite ala ramei, comunica cu interiorul elementului. Dupa montarea filtrului, se pompeaza suspensia in filtru ;lichidul trece prin panza filtranta si iese ptin tevile elementelor. Pentru spalare, se pompeaza apa de spalare in locul suspensiei. Pentru spalarea precipitatului, se desface capacul mantalei,se trece afara caruciorul cu blocul filtrant si se introduce aer comprimat prin tevile elementelor. Filtrul Sweetland are element filtrante circulare identice, in forma de discuri; ele sunt suspendate transversal inauntru mantale cilindrice, a carei jumatate inferioara se deschide prin rotire in jurul unei balamale. Inchiderea etansa a mantalei se face prin excentrice cu parghie. Elementele filtrante comune cu exteriorul prin cate un niplu, in legatura cu o conducta comuna colectoare. Intre niplurile si conducte colectoare cunt prevazute robinete si tube scurte de sticla, pentru controlul lipiditatii filtratului si deci a bune functionaria fiecarui element filtrant. Pentru filtrare, suspensia pompata in filtru se repartizeaza uniform in lungul filtrului cu ajutorul placii de repartizare si filtreaza prin elementele filtrante ; filtrantul trece prin nipturile si tuburile de sticla ale elementelor filtrante si este colectat de conducta comuna. Spalarea se face pompand apa de spalare in locul suspensiei ; apa de spalare parcurge acelasi drum cu suspensiea si filtrantul ( spalare in echicurent). Precipitatul este desprins cu apa introdusa printr-o conducta prevazuta cu gauri in dreptul fiecarei fete a discurilor filtrante. Evacuarea precipitatului se face fie deschizand partea inferioara a filtrului, fie antrenandu-l prin deschiderile de golire, impreuna cu apa de desprindere. Filtrul Vales, cu elemente filtrante rotative inlatura defectul neuniformitatii stratului de precipitat, constant la celelalte filtre cu elemente verticale. Un element filtrant este format dintr-o impletitura din sarma groasa avand de ambele parti cate o sita fina. Interiorul discurilor comunica cu interiorul arborelui tubular pe care ele sunt fixate. Arborele cu discurile filtrante este montat intr-o manta si se roteste cu 1-2 rot/min. Suspensia intra prin mai multe deschideri la partea inferioara a filtrului si trece prin discurile filtrante ; filtratul este colectat prin interiorul arborelui. Grosimea stratului de precipitat este controlata prin deschideri dreptunghiulare cu capace etanse sau printr-un dispozitiv care permite urmarirea grosimii dratului din exterior. Spalarea precipitatului se face introducand apa de spalare in locul suspensiei ; apa de spalare este colectata tot prin interiorul arborelui. Pentru desprinderea precipitatului se introduce aer comprimat prin interiorul arborelui si aer cu apa prin contact cu duze prevazute in dreptul ambelor fete ale ficarui disc filtrant. Precipitatul este evacuat din filtru cu un transportor elicoidal. Filtre celulare rotative. Aceste filtre se caracterizeaza prin continuitatea operatiei de filtrare. In principiu, constructia filtrelor celulare rotative fealizeaza continuitatea fltrarii prin divizarea suspensiei filtrate in celulele care trec succesiv prin diferitele faze ale filtrarii : aspirarea suspensiei prin suprafata filtranta ; micsorarea continutului de lichid din precipitat  prin continoarea aspiratiei ; spalarea precipitatului prin stropirea cu apa ; micsorarea continutului de apa imbibata in precipitat ; slabirea aderentei precipitatului la panza filtranta prin suflare de aer ; evazuarea precipitatului ; regenerarea suprafetei filtrante prin suflare de aer. Filtrul celular Olive. Cu tambur rotativ are urmatoarele parti constituente precipitale : 1. Tamburul format din doi cilindri orizontali, coaxiali, destul de aproape intre ei. Cilindrul exterior are gauri, de obicei patrate, peste care se intinde panza sau sita filtarata. Spatiul intre cilindri este in 6-20 celule prin pereti radiali. Fiecare celula functioneaza independent, ca un filtru nuce. 2. Tuburile de legatura intre ficare celula si capul de distributie pornesc de la fiecare celula si ajunge, paralel cu axa de rotatie, la unul din capetele arborelui. 3. Arborele tamburului care se roteste cu turatie mica in lagare puternice. La unele din capete. Arborele are roata dintata de actionare iar la celalalt, capul de distributie. 4. Capul de distributie are rol de a face lagatura celulelor cu conductele de vid sau cu cele de aer comprimat. El are urmatoarele piese : discul mobil, fixat la capatul arborelui si avand gauri care reprezinta capetele tuburilor de legatura cu celulele, discul fixat avand, pe fata de contact cu discul mobil, doua santuri in legatura cu contactele de vid si una sau doua gauri in legatura cu contactele de aer comprimat, tija fixata in centrul discului mobil, arcul care apasa discul fix asupra discului mobil. Santurile si gaurile discului fixat sunt astfel dimensionate incat, atunci cand cele doua discuri sunt asezate fata in fata, una sau mai multe gauri ale discului mobil sa corespunda cu unul din santurile sau cu una din gaurile discului fix. Fetele in contact ale discurilor sunt bine slefuite asa incat, atunci cand arcul presteaza asupra discului fix, sa se realizeze etansarea necesara si totala, sa permita rotirea discului mobil solidar cu arborele tamburului. 5. Cutitul pentru desprinderea precipitatului este o lama fixa la o distanta convenabila de tambur, paralel cu generatricea lui. 6. Cuva in care se aduce suspensia ; in cuva suspensia este agitata pentru a evita sedimentarea inainte de fixare. In timpul unei rotatii a tuburlui, fiecare celula trece prin toate fazele filtrarii : cand celula este afundata in suspensia din cuva, ea este legata ; a conducta din vid pentru iesirea filtrantului; dupa iesirea celulei din suspensie, ea ramane inca un timp in legatura cu aceeasi contact de vid cand celula ajunge in dreptul stropitorilor de apa ea este pusa in legatura cu doua contacte de vid. cand celula a iesit din zona de stropire, ea ramane sub actiunea vidului ; cu putin inainte ca celula sa ajunga in dreptul cutitului care desprinde precipitatul, ea este pusa sub actiunea aerului comprimat care, pastreaza din interior prin panza filtranta, micsoreaza aderenta precipitatului in panza ; dupa indepartarea precipitatului, celula este mentinuta sub actiunea aerului comprimat care, trecand prin panza filtranta ii destupa porii. Celula ajunge astfel in pozitia si in situatia initiala, cu panza regenerata, gata pentru un nou ciclu de filtrare. Aceasta constructie a filtrelor celulare cu tambur are cateva inconveniente in functionare : etansarea insuficienta a celor doua discuri ale capului de distributie care trebuie sa faca legatura celulelor atat la conductele de vid cat si la cele de aer comprimat ; grosimea suprafetelor slefuite ale discurilor, prin actiunea aroziva a fazei solide in filtrant si ajunge intre discurile capului de distributie; spalarea defectuasa a precipitatului din cauza repartizarii neuniforme a apei de spalare in sectiunea stratului de precipitat ; eliminarea nesatisfacatoare a apei imbibate in precipitat, in timpul aspiratiei aerului, dupa spalare ; evacuarea defectuasa a precipitatului cu ajutorul cutitului : daza este prea aproape de tambur, cutitul apasa direct asupra panzei filtrante si o rupe sau o destrama repede, iar daza cutitul este prea departe de tambur, el ridica numai o parte a stratului de precipitat. Aceste inconveniente ar putea fi partial sau total inlaturate prin perfectionari, dintre care cateva sunt aratate in continoare : - pentru imbunatatirea etansarii, a fost construit capul de distribuite care lucreaza fara frecari intre suprafete metalice ; - spalarea precipitatului este imbunatatita prin montarea unor rulouri care sustin si conduc o panza, cu rolul de egalitate a susprafetei stratului de precipitat si de stoarcere a precipitatului. - desprinderea cu cutit a precipitatului este satisfacatoare pentru precipitatele cu granulatie mare si pentru aderente la panza filtranta. In procesele cu sfori, se intind pe suprafata panzei filtrante, la distante egale, sfori sau lanturi care intr-un punct al tamburului parasesc panza filtranta desprinzand si luand cu ele stratul de precipitat. Sforile trec apoi peste un rulou subtire care indeparteaza, din cauza razei mici de curbura, precipitatul de pe sfori ; sforile revin apoi la suprafata tamburului. Cand este necesar, snururile poarta precipitatul si prin alte aparat. Instalatia de filtrare O instalatie atunci cand este disponibila o inaltime suficienta, este formata din : 1. Rezervorul de alimentare cu suspensie, prevazuta cu agitator pentru evitarea sedimentarii, din care o pompa alimenteaza cuva filtrului cu debit mai mare decat debitul de filtrare. 2. Rezervorul pentru captarea filtraului, intercalat intre filtru si pompa de vid, din care filtratul este evacuat printr-o coloana baromertica de eproximativ zece metri. 3. Suprafata care da aerul necesar pentru desprinderea precipitatului si destuparea porilor panzei filtrante. O alta instalatie este indicata atunci cand inaltimea disponibila este mai mica : 1. Rezervorul de alimentare este situat deasupra filtrului ; suspensia curge prin cadere libera in cuva filtrului. 2. Rezervorul pentru captarea filtrului este asezat la nivelul filtrului. Filtratul este evacuat cu o pompa de vid asezata de preferinta mai jos decat rezervorul. Pentru protejarea pompei de vid, se intercaleaza intre pompa de vid si rezervoril de filtrat un separator de picaturi cu coloana barometrica. 3. Separatorul de picaturi si coloana barometrica nu sunt necesare cand se foloseste ca pompa de vid o pompa cu inel lichid. Filtrele celulare Dorrco, acestea au suprafata filtranta in interiorul tamburului. Formarea stratului de precipitat pe suprafata filtranta exterioara a tamburului, ca la filtrele Oliver, nu este rationala ; cand celula intra in suspensia din cuva, ea vine in contact cu suspensia fina care se gaseste la partea superioara a lichidului si abea in urma cu particulele solide mai mari, cu rezultatul ca o parte parte a suspensiei trece in filtrat, sau sa se formeze un strat de baza fin, de permeabilitate mica. Inconvenientele sunt mai importante cand faza solida a suspensiei are densitatea mai mare, acestea se remediaza partial prin : agiarea energica a suspensiei in cuva filtrului ; punerea celulei sub vid abea dupa ce a patruns adanc in duspensia din cuva ; aducerea suspensiei in cuva in imediata vecinatate a intrarii celulei filtante in lichid. Filtrele celulare cu suprafata filtranta in interiorul tamburului inlatura inconvenientele aratate. Suprafata interioara a tamburului acestor filtre este impartita in celule peste care se intinde panza sau sita filtranta. Partea inferioara a tamburului are si rol de cuva pentru suspensia de filtrat; particulele mai mari ale suspensiei tind sa sedimenteze, se depun pe suprafata filtrata formand un strat de baza destul de permeabil si care nu colmateaza panza. Precipitatul de functionare si celulele elemente constructive sunt asemanatoare cu cele ale filtrelor celulare obisnuite. Filtrele celulare cu discuri. Pentru a realiza o suprafata mai mare, au fost construite filtrele celulare cu discuri. Partea lor caracteristica sunt discurile filtrante formate din cate doua conuri cu unghiul foarte optuz, reunite la periferia bazelor si impartirea pe ambele fete in 10-20 sectoare (celule) filtrante. Mai multe discuri sunt montate pe arborele comul, gol in interior, prin care trec tevile de legatura intre celulele si capul de distributie. Discurile intra cu jumatatea lor inferioara intr-o cuva comuna sau in cuve inguste, individuale. Desprinderea precipitatului se face cu cutite sau rolurile asezate paralel cu suprafetele fultrante. Filtrul Bird-Yung. Acest tip de filtru este o varianta simplificata a filtrului rotativ. La aceasta constructie lipsesc capul de distributie si conductele de legatura cu celulele. De altfel, desi exista 50-100 celule longitudinale ele nu mai au individualitate de al tipurile precedente de filtrare rotative. Un tambur perforat, pe care se fixeaza panza filtrata se roteste in jurul unei tevi orizontale fixe ; etensarea dintre tambur si teava este asigurata prin suspensia care urmeaza sa fie filtrata. Din teava axiala, care sustine tamburul se desprinde una sau mai multe tevi radiale care comunica la capatul lor exterior cu o mica camera. Aceasta camera, prin care se sufla aer comprimat pentru desprinderea precipitatului si destuparea panzei filtrante, are peretele exterior foarte apropiat de peretele interior al tamburului. Restul spatiului interior al tamburului este gol – sub depresiune. Ptintru-un perete transversal si ramifiatii la capetele ei teava centrala serveste pentru: legatura la pompa de vid ; legatura la sursa de aer comprimat ; evacuarea filtrului ; evacuarea apei de spalare. Filtrele celulare orizontale. Aceste filtre sunt destinate filtrarii suspensiilor permeabile, usor filtrabile, cu particule mari si grele. Filtrele celulare orizontale se construies in doua variante principale : Filtrele celulare cu masa orizontala, sunt folrmate dintr-o sulegate prin conducte cu capul de distributie montat sub masa pe arborele vertical care roteste intreg sistemul. Celulele trec succesiv prin toate fazele ciclului de filtrare. Alimentarea se face in prima celula ; precipitatul trece cu raclete. Filtrele celulare cu banda transportoare folosesc o banda transportoare perfecta, acoperita cu panza filtranta. Banda trece pe deasupra unor cutii puse sub depresiune, urmand succesiv fazele ciclului de filtrarea. Precipitatul se descarca la capatul de intoarcere a benzii. Filtre diverse, vor fi mentionate in continoare cateva tipuri de filtre care nu se incadreaza in categoriile precedente. Filtre cu placi orizontale. Aceste filtre sunt formate din o serie de placi circulare orizontale striate avand intre ele suprafata filtrata. Placile functioneaza in paralel. Intreg sistemul de placi se gaseste intr-o manta cilindrica verticala in care se aduce, sub presiune, suspensia de filtrat ; se evacueaza printr-o teava centrala care serveste si pentru sustinerea placilor. Filtre cu preformarea unui strat filtrant permeabil. Pentru filtrarea suspensiilor putin concentrate se folosesc filtre in care inainte se introducerea susensiei de filtrant, se aduce in filtru o suspensie fina de material foarte permeabil, care formeaza un strat filtrant fin in stare sa retina particulele suspensiei care trebuie filtrata. Stratul fin format din particulele ambelor suspensii se evazueaza prin spalare in contracurent. Filtre Meta. Constructia este formata din suprapunerea unor inele din tabla subtire astfel stantate, incat pe una din fete sa ramana iesituri de distantare ; aceste inele se aseaza pe o tija prevazuta cu santuri de drenaj si se solidarizeaza prin presiune exterioara. Pentru suspensiile fine se introduce intre inele un strat filtrant permeabil, prin aspiratia unei suspensii. O alta varianta a filtrelor Meta foloseste discuri de hartie. Prima varianta se aplica mai mult la filtrarea apei, iar a doua la filtrarea suspensiilor. FILTRE-PRESA Caracteristica principala a cestor filtre este concentrarea unei mari suprafete de filtrare intr-un aparat de dimensiuni relativ reduse. Alte avantaje ale filtrarilor presa sunt : grosimea mare a stratului de precipitat, formand ture care pot trece direct la uscare, deservire usoara, adaptabilitate la conditiile variate de filtrare, posibilitatea de a construi din materiale rezistente la actiunea coroziva a suspensiei. Dezavantajele filtrelor-presa sunt : functionarea intermitenta, manopera multa pentru demonstrarea si remontarea elementelor filtrante dupa fiecare sarja, spalarea defectuoasa a precipitatului, consumul mare de panze filtrante. Filtrele-presa pot fi adaptate pentru toate conditiile obisnuite de filtrare la rece sau la cald, filtrari la presiune ridicata, filtrari de substante volatile, rau mirositoare sau toxice etc. Un filtru presa este format din : un postument rezistent, prevazut cu doua bare orizontale pentru sustinerea elementelor filtrante ; elementele filtrante, sustinute prin umerii lor de barele postamentului ; un filtru-presa poate avea pana la 60 elemente filtrante ; un dispozitiv (surub sau presa hidraulica) pentru strangerea elementelor filtrante intr-un bloc etans ; etansarea se face cu ajutorul panzelor filtrante asezate intre elementele filtrante. O instalatie de filtrare mai cuprinde : rezervorul de suspensie (cu agitator), pompa de alimentare cu suspensie si rezervorul de filtrant. Exista multe variante constructive de filtre-presa. Deosebirile principale constau in forma de functionare ale elementelor filtrante. Filtre-presa cu camere. La filtrele presa cu camare, elementele filtrante sunt identice. Numai primul si ultimul element au o constructie diferita pentru a rezista presiunii mecanice a sistemului de strangere. Un element filtrant este o placa relativ subtire – circulara sau patrata – cu marginile ingrosate si cu embele fete striate. Di umeri servesc pentru sustinerea elementului filtrant pe barele orizontale ale postamentului. O deschidere centrala in fiecare placa filtranta, pe ambele fete ale ei, sunt prevazute gauri, care se continua printr-o teava scurta cu robinet pentru evacuarea filtrului. Pe ambele fete ale fiecarui element se intinde panza filtranta prevazuta cu o gaura in dreptul deschiderii din centrul placilor filtrante. Fixarea celor doua panze ale fiecarei placi, in dreptul deschiderii centrale se face prin mansete metalice ; uneori cele doua panze sunt reunite intr-o singura bucata printr-o scurta manseta tot din panza. Dupa reunirea si strangerea elementelor filtrante (panzele servesc si ca garnituri de etansare), filtrul functioneaza in modul urmator : suspensia care trebuie filtrata este pompata sub presiune de 3(105-5(105 N/m 2 in filtru, unde se distribuie, prin deschiderile centrale, in camerele dintre placi ; se prelinge prin camerele de pe fetele striate ale placilor si iese din filtru prin gaurile de la partea inferioara a placilor si apoi prin teava de evacuare ; filtrarea se contiunua pana cand viteza de filtrare devine neeconomica sau pana la umplerea camarelor dinte placi cu precipitat. Acest mod de evacuare a filtratului, numita evacuare deschisa,are avantajul ca se poate controla functionarea fiecarei plac ; daca de la unul din robinetele de evacuare filtratul curge tulbure, acest robinet se inchide oprind astfel functionarea unui singur element. Dezavantajul evacuarii deschise apare in filtrarea lichidelor calde, vollatile, rau mirositoare sau toxice. Pentru aceste lichide, filtrarea se face cu evacuare inchisa, realizata printr-o constructie de placi, in care gaurile de evacuare ale placilor comunica cu un canal format in lungul filtrului-presa prin alaturarea unor gauri taiate in partea ingrosata de la unul din colturile inferioare ale placilor ; bineinteles, in dreptul acestui canal, panzele filtrante au si ele gauri de aceeasi marime pentru a lasa libera trecerea filtrului prin canal. Dupa filtrare, urmeaza spalarea precipitatului prin introducerea apei de spalare prin conducte de alimentare cu suspensie. Evacuarea precipitatului se face demontand filtrul. Filtrele-presa cu camere se folosesc pentru filtrarea suspensiilor cu continut relativ mic de faza solida. Grosimea turtei de precipitat, egala cu latimea camarelor (distanta dintre placi), variaza intre 25 si 30 mm. Filtre-presa cu rama. La filtrele presa cu rama, elementele filtrante sunt de doua feluri : placi si rame. Placile sunt de constructie identica celor ale filtrelor cu camere, de care se deosebesc numai prin inlocuirea deschiderii celulare printr-o gaura in unul din colturile superioare ; aceste gauri formeaza, prin alaturarea elementelor filtrante, canalul de alimentare cu suspensie si apa de spalare. Marginile placilor sunt ingrosate sau nu. Ramele sunt cadre goale, avand intr-unul din colturile superioare canalul de alimentare care comunica, prin gauri, cu interiorul ramei. Evacuarea filtrului se face ca la filtre-resa cu camare. Daca evacuarea este inchisa, atat placile cat si ramele au in coletul opus canalului de alimentare, gauri care formeaza canalul de evacuare. Placile si ramele se aseaza alternativ ; intre ele se inchid panzele filtrante, prevazute cu gauri in dreptul canalului de alimentare si al celui de evacuare. Suspensia de filtrat este pompata prin canalul de alimentare si patrunde in interiorul ramelor ; precipitatul se depune pe panzele filtrante umpland treptat spatiul din interiorul ramelor, iar filtrantul urmeaza acelasi drum ca la filtrele-presa cu camere. Spalare se face introducand apa de spalare prin canalul de alimentare cu suspensie si evacuand apa de spalare prin canalul de filtrat. Ca la toate filtrele-presa, spalarea este defectuasa din cauza neomogenitatii stratului de precipitat. Avantajele filtrelor-presa cu rama fata de cele cu camere sunt : grosimea mai mare a turtei de precipitat, menajarea panzelor filtrate (mai cu sema la filtrele cu placi fara margini ingrosate), etansarea mai buna din cauza neexistentei deschiderilor centrale si, tot din aceasta ultima cauza, montarea si desfacerea mai usoara a panzelor filtrante. Filtrele-presa cu rama se folosesc in special pentru filtrarea suspensiilor cu continut mai mare de faza solida. Alte variante de filtre-presa sunt construite cu mai multe perechi de canale ; de ex., canale speciale pentru apa de spalare, canale pentru incalzire (cu apa calda sau abur) sau de racire (cu apa rece sau cu saramura) ; canale de incalzire si de racire comunica cu serpentine ingropate in grosimea placilor. TEHNOLOGIA BERII Berea este o bautura alcoolica nedistilata, obtinuta prin fermentarea cu drojdie a mustului rezultat din malt, apa si fiert cu hamei. Obtinerea mustului de bere La obtinerea mustului de bere se au in vedere operatiile tehnologice prezentate in continuare. Prepararea maltului Maltul achizitionat de fabrica este depozitat in silozuri. In siloz, maltul trebuie pastrat la temperaturi de 10-15 grade C si intr-o atmosfera cu umiditate relativa mica. Maltul curatat, prelucrat pe sarja, este cantarit cuun cantar automat, cantitatea de malt inregistrata fiind necesara calcularii randamentului sectiei de fierbere si consumului de malt pentru 1hl bere. Macinarea maltului Macinarea maltului este un proces mecanic. Transformarea bobului in particule de diferite dimensiuni este necesara trecerii in solutie a enzimelor si usurarii hidrolizei compusilor macromoleculari, in decursul brasajului. Coaja bobului de orz, elastica, continand celuloza, polifenoli, lipide, proteine si silicati, substante insolubile sau defavorabile calitatii berii, trebuie maruntita cat mai putin. Cojile folosesc si la formarea stratului filtrant, utilajele de filtrare cu strat filtrant de borhot. Marimea cojilor determina volumul macinisului si volumul borhotului. Din 100kg malt, ocupand un volum de 1,7 hl, prin macinare uscata rezulta macinis pentru : -filtrare cu cazan : volumul macinisului 2,7 hl ; volumul borhotului 2,2 hl ; -filtrare cu filtru de plamadat : volumul macinisului 2,0 hl ; volumul borhotului 1,2-1,4 hl. Endospermul care contine substantele formatoare de extract (amodon, proteine) ar trebui macinate cat mai fin ; prin macinare da produse de diferite dimnesiuni, in functie de gradul de solubilizare la maltificare. Maltul trebuie macinat cu atat mai fin cu cat este mai slab solubilizat. Maltul poate fi macinat in : mori de macinare uscata ; mori de macinare uscata cu conditionare prealabila ; mori de macinare umeda. Macinarea uscata este metoda cea mai raspandita. Se realizeaza in mori cu valturi asezate in perechi. Frecvent utilizae sunt morile cu sase valturi si cu seturi de site vibratoare montate intre perechile de valturi. Structura macisului determina volumul si porozitatea stratului filtrant de bohort si ea trebuie stabilita in functie de utilajul in care se realizeaza filtrarea mustului de malt duoa brasaj. Macinarea uscata cu conditionarea prealabila a maltului. Conditionarea maltului consta in ridicarea umiditatii maltul cu 0,1%, cu ajutorul apei sau aburului, in scopul cresterii elasticitatii cojilor si macinarii lor in fragmente cat mai mari. La conditionare, absorbtia apei in bob este neuniforma. Prin conditionarea maltului creste volumul borhotului, creste viteza de scurgere a mustului la filtrare, creste randamentul in extract si scade durata de zaharificare. In timpul conditionarii temperatura maltului trebuie sa fie mai mare sau egala cu 40 grade C. Conditionarea maltului poate fi facuta astfel : -in snec de conditionare, care se realizeaza prin pulverizarea maltului cu apa, cu temperatura de 30 grade C, in timpul deplasarii acestuia in utilaj pe o durata de cca. Un minut ; -prin inmuiere, care se realizeaza in mori care au inorporare si instalatia de conditionare. Morile de acest tip sunt cu doua sau cu patru valturi. Macinarea umeda a maltului. Consta in inmuierea maltului pana la 30% umiditate prin imersare in apa, temperetura de 30-50 grade C, aflate in rezervorul morii. In acest caz umiditatea cojilor ajunge la 35040%, iar enzimele din malt sunt activate. Inmuierea dureaza 5-10 min (max. 30 min). Maltul inmuiat este macinat intr- o moara cu doua valturi usot conice, rifluite, rifluirile fiind rasucite. Plamadirea si zaharificarea plamezii (brasajul) Operatia se executa in scolpul obtienerii mustului de malt. La brasaj, cea mai mare parte a substantei uscate a maltului, care este insolubila, trebuie sa devina cat mai solubila. Substantele care trec la brasaj formeaza extractul mustului. O mica parte din extract este formata prin dizolvarea substantelor solubile existente in malt, dar cea mai mare parte provine in urma actiunii enzimelor asupra componentelor macromoleculare din malt. Degradarea amidonului. Decurge in trei stadii : absorbtia apei si umflarea granulei de amidon, gelatinizarea amidonului si degradarea enzimatica a componetelor granulei de amidon (lichefiere si zaharificare) In stadiul intai, granul de amidon absorbe apa, cu atat mai mult cu cat temperatura apei este mai mare si isi mareste volumul, care devine maxim la 50 grade C. In stadiul al doilea, care se desfasurarea la temperaturi mai mari, granula de amidon se fisureaza, iar la temperatura de gelatinizare granula de distrugere si amidonul se transforma intr-o solutie vascoasa care la racire da gelul de amidon. Gelul de amidon este format din molecule de amilopectina care dau vascozitate si din molecule de amiloza, dispersate coloidal, cu rol de coloid protector. In stadiul al treilea sub actiunea amilazelor au loc : -lichefierea amidonului ; - zaharificarea, care consta in scindarea lagaturilor. Influenta temperaturii plamazii. Pauze mai lungi la temperatura de 62-63 grade C conduc la musturi mai bobate in maltoza, fermetescibilitate mai mare. Pauze mai lungi de temperatura 72-63 grade C conduc la musturi mai bogate in dextrine, deci cu fermentascibilitate mai redusa (scazuta). Intensitatea activitatii enzimelor este neuniforma in timp : ea atinge un maximum dupa primele 10-20 min., apoi descreste puternic dupa 40-60 min., respectiv mult mai lent la sfarsitul brasajului, fapt ce se manifesta in dinamica fermentescibilitatii mustului. Influenta pH-ului plamazii. La pH=5,5-5,6, care este pH-ul optim se observa cel mai mare rendament in extract, in comparatie cu un pH mai ridica. De asementea, la pH-ul optim, musturile au fermentescibilitatea cea mai ridicata. PH-ul plamezii depinde de compozitia apei de blasaj. Cand pH-ul pamezii este de 5,6-5,9, este necesara corectarea lui prin decarbonatarea apei de blasaj, adaugarea de malt acid, adaos de acid sau acidificare biologica. Imfluenta concentratiei plamezii. La concentratii mai mari in substanta uscata ale plamezii se obtin randamente in extracte mai mari si musturi cu fermentescibilitate mai ridicata. Degredarea hemicelulozelor si gumelor. Hemicelulozele sunt insolubile in apa iar gumele sunt solubile. Ambele componente au structuri apropiate, formate din 80-90% glucani si 10-20% pentozani. (-Glucanii (macromolecule cu masa moleculara de 2 000 000) se gasesc in peretii celulari ai maltului, au o structura liniara, intre lanturi stabilindu-se legaturi de hidrogen, iar intre glucani si protenie legaturi esterice. In apa calda, dau solutii vascoase, producand dificultai la filtrarea mustului si uneori a berii. Pentozanii sufera modificari slabe si au influenta redusa asupra vascozitatii mustului. Cea mai importanta degradare este produsa de endo-(-glucanaze sub actiunea careia din (-glucan-dextrine cu actiune favorabila asupra insusirilor de spumare si asupra plinatatii gustului berii. Degradarea substantelor cu azot. Substantele cu azot din must sunt implicate in insusirile senzoriale ale berii, ca plinatate si rotunjirea gustului berii, in capacitatea de spumare si insusirile spumei berii, in formarea culorii berii, in formarea de sisteme tampon, in nutritia drojdiei si, prin aceasta, in formarea de arome in timpul fermentatiei. Degradarea substantelor cu azot depinde de : -gradul de solubilizare a maltului si continutului acestuia in enzime proteolitice ; -conditiile de brasaj, respectiv temperatura si durata pauzei la temperatura de degredare a proteinelor. In acesta directie, mentionam ca enzimele care hidrolizeaza proteinele au temperatura optima la 45-55 grade C ; -pH-ul plamezii, care influenteaza activitatea enzimelor proteolitice in plamada. Cele mai importante enzime proteolitice au pH-ul optim la 5,0-5,2. Degradarea compusilor cu fosfor. Degradarea fosfatilor are loc sub actiunea fosfatazelor din malt, care hidrolizeaza compusii cu fosfor organici, eliberand acid fosforic.Aciful fosforic reactioneaza cu sarurile din apa si formeaza in plamada si in must sisteme tampon importante. Are loc o scadere a pH-ului plamezii. Conditiile optime pentru fosfataze sunt la temperatura de 50-53 grade C. Temperatura de plamadire de 58-62 grade C restrange activitatea fosfatazei. Modificarea polifenolilor. Polifenolii reprezinta 0,3-0,4% din substanta uscata a orzului, fiind locaizati in coaja bobului, in stratul aleuronic si in endosperm.Substantele polifenolice formeaza cu substantele cu azot compusi ce pot deveni insolubili la temperaturi de plamadire mai mari de 50-60 grade C. La 45 grade C, prin oxidarea polifenolilor se pierd cca. 42% din polifenoli, iar la 65 grade C cca 65%. Continutul mustului in polifenoli este influentat de conditiile de brasaj : cu cat este mai fin macinata coaja bobului de malt, cu atat mustul este mai bogat in polifenoli. Degradarea lipidelor. Degradarea lipidelor aduse de malt are loc, la brasaj, sub influenta lipazelor din malt cu eliberare de acizi grasi si glicerina. Lipazele au temperatura optima de actiune de 50 grade C si sunt inactivate dupa 30 min la 65 grade C.La plamadire, la 62-64 grade C, in must se gasesc o cantitate mai mica de lipide, in timp ce la temperatura de plamadire de 68 grade C concentratia lipidelor in must este mai mare. Necesarul de apa la plamadire. Cantitatea de apa de plamadire in raport cu cea de malt determina concentratia plamezii si influenta compozitiei mustului in timpul berii. Pentru berile de culoare deschisa se utilizeaza cantitati mai mari de apa de plamadire in comparatie cu berile de culoare inchisa care la pauza de zaharificare se aduc la concentratii mai mici. Temperatura apei de plamadire se alege in functie de metoda de brasaj utilizata si de intensitatea brasajului. Temperatura apei d plamadire se stabileste in functie de grupa de enzime a carei activitate trebuie favorizata initial. Temperatura de plamadire poate fi 40-59 grade C sau 62 grade C in cazul maltului foarte solubilizat. Preplamaditorul de malt. Este utilizat pentru plamadirea macinaturii obtinute prin macinarea uscata cu sau fara conditionare. Utilizarea preplamaditorului minimalizeaza inblobarea de ae