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濾過について

液体や気体を多孔質物質に通過させて、流体中から懸濁物質あるいは浮遊物質(微粒子、微生物、高分子、ミスト、エアロゾルなど)を分離することを“濾過”といい、このとき使用する多孔質物質を“フィルター”といいます。また、濾過法には、重力による自然濾過、圧力を加える加圧濾過、負圧にする減圧濾過、遠心力を利用する遠心濾過があります。
 
 

濾過の機構

濾過の機構には、表面濾過、深層濾過、ケーク濾過があり、それぞれ次の特長があります。    

表面濾過

サーフェス濾過ともいい、流体中の懸濁物質あるいは浮遊物質を主にフィルターの表面で捕捉する濾過機構。
  表面濾過
     

深層濾過

デプス濾過ともいい、フィルターの表面だけでなく、フィルターの内部でも懸濁物質あるいは浮遊物質を捕捉する濾過機構。
  深層濾過
     

ケーク濾過

フィルター表面に堆積したケーク自身がフィルターとして作用する濾過機構。
 
  ケーク濾過
     
濾過の機構は、捕捉する物質の大きさ、性状、濾過操作などによって変わり、ほとんどの濾過は、3つの濾過の機構が複合しています。    
     
 
 

濾過の3要素

濾過には、「濾過効率」「濾過速度」「濾過寿命」の3つの要素があります。
 

濾過効率

フィルターに流入した懸濁物質あるいは浮遊物質の量に対する、フィルターで分離された懸濁物質あるいは浮遊物質の量の割合。
 

濾過速度

フィルターの単位面積を単位時間当たりに流れる流体の体積、あるいは質量。
 
  濾過の3要素

濾過寿命

懸濁物質、あるいは浮遊物質によってフィルターが目詰まりを起こし、所定の濾過速度が得られなくなるまで、あるいは所定の差圧(濾過−次側圧と濾過二次側圧の差)が生じるまでの時間のこと。
 
合理的な濾過には、濾過効率が高く、濾過速度が速く、濾過寿命が長いことが要求されます。
合理的な濾過をするためには、流体に合ったフィルターを選定する必要があります。