Filtration [PDF]

Zitiervorschau

1. Introduction Il existe plusieurs techniques pour épaissir une suspension de solide dans un liquide, telles que la décantation, la centrifugation et la filtration. La filtration a pour objectif, en partant d'une suspension de solide dans un liquide, d'obtenir: un liquide clair nommé filtrat , plus ou moins clarifié (par exemple pas de particules supérieures à 100, 10 ou 1mm) ou un solide nommé gâteau, déposé sur le filtre ou soutiré en continu, plus ou moins sec. La filtration sous pression est très utilisée dans l’industrie pour effectuer la séparation solideliquide dans le but de former un gâteau à haute concentration. Les travaux de Shirato [6-12] présentent des modèles mathématiques de filtration sur gâteau basés sur la loi de Darcy. Lee [13] inclus ces modèles dans ses travaux afin de développer des outils pour la filtration et la consolidation. Les modèles mathématiques de filtration pour des gâteaux compressibles et incompressibles sont développés par Civan [14, 15] pour des filtrations linéaire et radiale. Le présent chapitre présente en détail les différents modèles pour la filtration sur gâteau sous pression.

1. Filtration La filtration effectue la séparation solide-liquide en faisant passer le liquide hôte au travers d’un milieu poreux. Le milieu retient les particules tandis que le liquide passe au travers. Ce liquide, une fois extrait, porte le nom de filtrat. 1.1. Méthode de filtration Pour établir un écoulement au travers du milieu filtrant, une différence de charge doit être appliquée. La filtration porte différents noms selon la source de pression : gravitationnelle, sous vide, sous pression et centrifuge. 1.1.1.

Filtration gravitationnelle

La filtration gravitationnelle utilise la force de gravité pour pousser le liquide à travers le milieu filtrant. Cette technique appliquée aux fluides particulaires contenant une grande charge en particules nécessite un temps de traitement très long. Pour cette raison, la filtration sous vide est généralement plus utilisée puisqu’elle permet une filtration plus rapide. 1.1.2.

Filtration sous vide

La filtration sous vide utilise une pression négative pour aspirer le liquide au travers du filtre. La filtration sous vide est très utilisée dans l’industrie, autant en fournée qu’en continue. Des exemples de filtration sous vide sont les filtres Nutsche, qui sont une extension de la filtration sur Buchner, les filtres à feuilles sous vide, les filtres à basculement sous vide, les filtres rotatifs à panneaux sous vide, les filtres horizontaux à courroie sous vide, les filtres à disques rotatifs sous vide et les plus utilisés dans l’industrie, les filtres à tambour rotatif sous vide. La faiblesse de cette technique provient de la limitation de la force motrice (limitée à