Présentation
Auteur(s)
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Dominique LECLERC : Ingénieur de l’École nationale supérieure de chimie de Lille, Docteur ès sciences - Professeur à l’Université Henri-Poincaré de Nancy - Laboratoire des sciences du génie chimique CNRS - ENSIC Institut national polytechnique de Lorraine
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Gérard BALUAIS : Docteur ès sciences - Ingénieur de recherche - Chef de groupe, unité Génie des procédés Péchiney, Centre de recherches de Voreppe
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le but d’une opération de filtration est la d’une phase continue (liquide ou gazeuse) et d’une phase dispersée (solide ou liquide), initialement mélangées.
Suivant les cas, on cherche à récupérer :
-
soit la phase continue débarrassée au maximum de la phase dispersée (filtration de l’air ou de l’eau, d’une huile moteur, d’un liquide alimentaire, etc.) ;
-
soit la phase dispersée (récupération d’un précipité cristallin, de poussières de métal précieux dans des fumées, etc.) ;
-
soit l’une et l’autre phases si leur intérêt économique le justifie.
Les deux phases en présence peuvent être :
-
un gaz et un solide (fumées) ;
-
un gaz et un liquide (brouillard) ;
-
un liquide et un solide (suspension) ;
-
deux liquides immiscibles (émulsion).
On se limitera, dans ce qui suit, essentiellement à l’étude de la filtration des mélanges liquide-solide, bien que de nombreux principes généraux soient applicables aux autres types de filtration. Un tel mélange, ou suspension, est aussi appelé préfilt.
Au-delà du filtre, on récupère un liquide plus ou moins bien purifié, baptisé filtrat ou parfois eaux mères.
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4. Lavage. Essorage. Pressage
Après la phase de filtration sur support proprement dite, le gâteau devra être lavé pour éliminer le plus possible de filtrat contenu dans ses pores, soit pour récupérer l’essentiel de ce filtrat, soit au contraire pour obtenir un gâteau qui en sera sensiblement exempt.
L’élimination des dernières traces de filtrat hors des interstices du gâteau exigeant le passage de volumes importants de liquide de lavage, il est parfois plus intéressant de refaire une ou plusieurs filtrations après avoir remis en suspension le gâteau dans du liquide de lavage.
Souvent, on cherche également à obtenir le gâteau le moins humide possible pour réduire les frais ultérieurs de transport, séchage, etc. On prévoit alors, après les opérations de filtration et de lavage éventuel, un essorage du gâteau, soit mécanique (écrasement du gâteau par un coussin gonflé à l’air comprimé ou par accroissement important de la pression de filtration), soit par passage de vapeur d’eau ou d’air.
Dans les opérations de lavage et dans les opérations d’essorage par passage d’un gaz, il est nécessaire de veiller à l’absence de craquelures ou fissures dans le gâteau, à travers lesquelles se produirait un écoulement important de fluide qui ne participerait sensiblement pas au lavage ou à l’essorage.
Signalons que les étapes ultérieures à la filtration, appelées post-traitements, font l’objet d’un article séparé car la propreté et la siccité du gâteau de filtration sont des spécifications requises pour de très nombreuses applications (produits minéraux et organiques : carbonate, oxydes, acides...).
Seront décrits successivement les aspects théoriques :
-
de la filtration sur support Filtration sur support- Aspects théoriques ;
-
des post-traitements à la filtration ...
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