Processo de Filtração

Separação de Misturas Sólido – Líquido e Gás – Sólido

Quadrinho de Química - Filtração.

A filtração é um método físico de separação de misturas, talvez um dos mais conhecidos e usados (direta ou indiretamente). O método de separação por Filtração é amplamente utilizado na indústria (da mineração, alimentícia, química e farmacêutica) e até mesmo em nossas casas. A natureza também utiliza o método da filtração há milhões de anos para filtrar a água barrenta, com partículas ou contaminada com compostos orgânicos, para transformar a água, inicialmente contaminada, em água própria para o consumo animal, vegetal ou até mesmo humano.

A filtração pode ser definida como um processo de separação de material sólido em suspensão em um líquido, ou gás. Neste processo, o líquido ou o gás passa através de poros de um filtro (que pode ser natural ou sintético) e o sólido fica retido, por ser maior que os poros do filtro.

O líquido ou o gás que passa pelo filtro é chamado de líquido filtrado, ou gás filtrado.

Filtros

O filtro utilizado no processo de filtragem pode ser de diferentes tipos e composição, dependendo da necessidade do grau de filtração.

Um filtro bastante eficiente, que consegue filtrar líquidos com diferentes tamanhos de partículas é o solo de algumas regiões. No entanto, o processo de filtração é um método de separação amplamente utilizado no mundo contemporâneo, em diversas indústrias e até mesmo em aplicações cotidianas como preparo de um chá, café ou até mesmo limpeza de uma casa utilizando aspirador de pó.

Os filtros mais utilizados são comumente fabricados em papel, tecido de algodão, lã animal, fibras de vidro ou quartzo, cerâmica porosa e carvão ativado. Cada tipo de material é destinado a uma aplicação especial. O filtro de carvão ativado, por exemplo, é utilizado não apenas para reter impurezas sólidas presentes no líquido ou gás, mas também para adsorver compostos orgânicos ou íons metálicos dissolvidos.

Filtração Simples (Filtração Natural)

O processo de filtração pode ocorrer de maneira natural ou induzida. A filtração natural é aquela que ocorre quando uma mistura líquido-sólido ou gás-sólido passa naturalmente por um filtro, separando a fase líquida ou gasosa da fase sólida. Na filtração natural, ou simplesmente filtração, a força da gravidade é responsável por puxar o líquido para baixo, enquanto o sólido fica retido no filtro, assim como ocorre quando filtramos café.

Existe também a filtração induzida, que é uma maneira de forçar a separação de líquido-sólido ou gás-sólido, de maneira acelerada. A filtração induzida pode ser a vácuo ou a pressão positiva.

Filtração a Vácuo

A filtração a vácuo é bastante utilizada em laboratórios de química, na indústria da mineração e também em algumas residências, que possuem aspirador de pó ou um depurador de ar para cozinha.

A filtração a vácuo, utilizada em laboratórios, utiliza equipamentos similares ao mostrado a seguir. Na filtração a vácuo, utiliza-se um papel filtro sobre o funil de buchner, no qual é adicionada a mistura de sólido + líquido. Ao kitassato, conecta-se uma bomba de vácuo, sistema que irá promover a redução da pressão dentro do kitassato, sugando o líquido presente na mistura, promovendo a separação, já que o sólido ficará retido sobre o filtro e o líquido passará para dentro do kitassato.

O aspirador de pó utilizado em nossas residências, usa o mesmo princípio descrito anteriormente, mas para mistura de sólido + ar. O aspirador de pó aspira (puxa) uma mistura de ar + poeira, ou seja, uma mistura gás + sólido. O equipamento força a mistura gasosa aspirada por vácuo a passar por um filtro, que retém as partículas sólidas e deixa passar para o exterior do equipamento, o ar filtrado.

No caso dos depuradores de ar para cozinha (o depurador de ar possui pelo menos 2 filtros, um metálico e um de carvão ativado ou manta de tecido), o equipamento aspira uma mistura de gás (ar)+ líquido (vapor de óleo e água que se vaporizam nas panelas quentes e condensam ao encontrar o filtro metálico do equipamento), que é forçada a passar por alguns filtros (filtro de carvão ativado ou de manta de tecido sintético) que irá reter a gordura e alguns compostos orgânicos voláteis, liberando o ar filtrado para o ambiente.

A filtração por pressão positiva é um processo no qual uma mistura de líquido + sólido ou gás + sólido é forçado, através de pressão, a passar por um filtro que irá reter as partículas sólidas e em alguns casos, adsorver algumas substâncias dissolvidas, como íons metálicos ou compostos orgânicos solúveis. Esse tipo de filtração é comumente empregado em filtração de água para o consumo humano em residências ou áreas comerciais (filtros elétricos e/ou filtros de torneira).

É importante lembrar que os filtros utilizados na filtração, independente de qual for a finalidade, tem uma vida útil, ou seja, os filtros conseguem filtrar até um certo volume, depois disso eles saturam e não conseguem mais filtrar, perdendo a eficiência. Em alguns casos, o filtro pode até entupir.

Para saber mais sobre processos de filtração simples e à vácuo.