O Meio Filtrante é um elemento importante para o resultado final da filtração, saiba mais sobre suas características

Todos os filtros requerem um meio filtrante para reter os sólidos. A porosidade do meio filtrante em geral é da mesma ordem de grandeza ou um pouco maior do que os agregados de partículas a serem retidos. A seleção do meio filtrante é baseada na eficiência requerida na retenção das menores partículas da suspensão e na vida útil do meio filtrante nas condições de filtração. Um meio filtrante que apresente uma malha mais fechada fornece um filtrado mais clarificado, porém entope com maior facilidade, enquanto que uma malha mais aberta tem comportamento oposto. Perry (1999) ainda ressalta que a seleção do tipo de meio filtrante é freqüentemente a decisão mais importante no sucesso da operação de filtração.
Para a filtração de tortas, deve-se observar, no momento da escolha do meio filtrante a ser utilizado por um filtro em um determinado processo, os seguintes aspectos:
1. A capacidade de reter os sólidos com rapidez em toda sua superfície após a alimentação da suspensão;
2. Deve apresentar uma baixa taxa de entupimento de sólidos nos interstícios do meio filtrante;
3. Ser suficientemente forte para suportar a pressão exercida pela torta;
4. A resistência oferecida ao escoamento do filtrado pelo meio filtrante deve ser mínima;
5. Ser resistente ao ataque de produtos químicos do processo;
6. A resistência mecânica apresentada pelo meio filtrante deve ser aceitável, dessa forma assegura-se sua vida útil;
7. A descarga da torta do filtro pelo meio filtrante deve ser executada sem dificuldades e de maneira uniforme;
8. Ser facilmente moldado no equipamento filtrante em que será utilizado;
9. O seu custo em relação ao custo da operação deve ser mínimo.
A diversidade dos processos que se faz necessária à operação de filtração, introduziu uma grande variedade de tipos de meios filtrante em uso industrial. A grande variedade de propriedades deles conduziram a diferentes classificações na literatura. A classificação seguinte é vantajosa para uma seleção preliminar de meio filtrante:

• Tecidos: Ainda são os meios filtrantes mais comuns para filtrações de torta. Uma grande variedade de materiais está disponível, alguns deles estão apresentados na Tabela com algumas de suas características. Além do tipo de material, a maneira com que os tecidos são confeccionados é importante para caracterizá-los.
Todos esses podem ser confeccionadas de fibras naturais ou sintéticas. A facilidade de trabalhar com tecidos é uma vantagem incomparável. Os tecidos multi-filamentos permitem pouca penetração de sólidos nos interstícios da trama. Em filtrações onde atuam grandes forças, como em filtros prensas, os tecidos formados de mono-filamentos são preferidos. A alta precisão na fabricação dos tecidos permite o controle da aberturas da malha na ordem de micrômetros.

• Telas e Placas Metálicas: Estão disponíveis em vários tipos de metais como o níquel, cobre, latão, bronze, alumínio, aço, aço inox, e outras ligas. Este tipo de tela tende a entupir rapidamente quando utilizadas para filtrar suspensões com partículas moles ou amorfas, assim se faz necessário o uso de aditivos na filtração.
Devido a sua boa resistência à corrosão e à temperatura alta, a opção pelas telas metálicas torna-se a seleção correta para aplicações em que se deseje uma vida útil maior do meio filtrante. Isto é bastante atraente em processos que lidam com materiais tóxicos em filtros fechados para os quais é desejável a exposição mínima do pessoal de manutenção.

• Feltros, Papéis e Materiais Não Tramados: Esses tipos de meio filtrantes são utilizados para partículas gelatinosas e outros líquidos viscosos. A filtração ocorre por deposição das partículas, sobre e nas fibras, ao longo da torta. Meios filtran-tes não tramados consistem de uma rede de fibras ou filamentos ligados termicamente, quimicamente ou mecanicamente. A superfície do meio pode ser calandrada para melhorar a retenção das partículas e auxiliar a liberação da torta do filtro. Por oferecer uma boa retenção, alta resistência mecânica e ao entupimento e custo moderado, os meios filtrantes não tramados têm sido largamente empregados em filtros prensa.

• Membranas Poliméricas: Sua aplicação é recomendada em filtrações onde é necessária a separação de partículas finas como, por exemplo, na microfiltração ou ultrafiltra-ção. As membranas são feitas de vários tipos de materiais, sendo os mais comuns o acetato de celulose e as poliamidas. Esse tipo de meio filtrante pode ser utilizado em filtrações operando em regime contínuo ou batelada onde é requerida uma grande pureza do filtrado.

• Leitos Porosos Rígidos: Estão disponíveis no formato de folhas, pratos e tubos.
Os materiais usados incluem aço sintetizado e outros metais, grafita, óxido de alumínio, sílica, porcelana, e alguns plásticos – uma vasta gama de materiais que permite o seu emprego em diversos processos químicos em diferentes condições opera-cionais. A maioria das aplicações desse meio filtrante é para clarificação de suspensões.

• Leitos Granulares Porosos: Os leitos granulares porosos mais conhecidos são os constituídos de sólidos, como areia e carvão, e utilizados como meio filtrante para purificar água ou soluções químicas contendo pequenas quantidades de partículas em suspensão. Freqüentemente esses leitos são construídos com camadas de diferentes materiais e diferentes tamanhos de partículas entre as camadas. Dentro destes grupos, há diferenças em propriedades, especialmente com respeito a estabilidade química (inclusive envelhecimento). Porém, freqüentemente são fixadas também exigências físicas e biológicas ao meio filtrante, como, por exemplo, sua estabilidade possui diferentes temperaturas, ao inchaço na presença de água, seu comportamento com relação ao descoramento (estabilidade do meio filtrante a luz) e, resistência a insetos e bactérias.
A parte das propriedades dos materiais usados nos meios filtrantes, a qualidade da filtração apenas pode ser representada de um modo aproximado, já que ela depende fortemente das propriedades da suspensão a ser filtrada. Uma avaliação mais segura sobre o tipo de meio filtrante a ser escolhido só é possível, através da realização de testes práticos (em escala piloto) ou, com algumas limitações, tentativas em laboratório utilizando o "Leaf Test", ver, por exemplo, Reynol (2005), onde é executada uma filtração em pequena escala em que foi possível determinar de maneira quantitativa, a resistência ao escoamento oferecida pelo meio filtrante e de maneira qualitativa o comportamento do meio filtrante nas condições de operação.
É importante ressaltar que novos materiais e métodos de construção vêm sendo desenvolvidos pelos fabricantes de maneira a melhorar a operação de filtração.

Bibliografia

PERRY, R. H.; GREEN, D. W. (Ed.) Perry’s chemical engineers’ handbook. New York: McGraw-Hill, 1999.

REYNOL Jr. A. S. Estudo da Lavagem da Polpa Marrom do Processo Sulfato:
Mecanismos da Filtração e Balanços de Massa. 2005. 120p. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. São Paulo, 2005.

ULLMANN’S Encyclopedia of Industrial Chemistry. Alemanha:Wiley – VCH, 2002.
1CD-ROM.