El papel de filtro es una barrera de papel semipermeable que se coloca perpendicularmente a un flujo de aire o líquido. Se utiliza para separar partículas sólidas finas de líquidos o gases.
Las materias primas suelen ser diferentes tipos de pulpa de papel . La pulpa puede estar hecha de madera blanda , madera dura , cultivos fibrosos o fibras minerales .
El papel de filtro tiene varias propiedades. Los parámetros importantes son la resistencia en húmedo , la porosidad , la retención de partículas , el caudal volumétrico , la compatibilidad, la eficiencia y la capacidad.
Existen dos mecanismos de filtración con papel: el de volumen y el de superficie. En la filtración por volumen, las partículas quedan atrapadas en la mayor parte del papel de filtro. En la filtración por superficie, las partículas quedan atrapadas en la superficie del papel. El papel de filtro se utiliza principalmente debido a la capacidad que tiene un pequeño trozo de papel de filtro para absorber un volumen significativo de líquido.
Las materias primas son diferentes pulpas de papel . La pulpa puede ser de madera blanda , madera dura , cultivos de fibra , fibras minerales . Para filtros de alta calidad, se utilizan pulpa soluble y pulpa mercerizada . La mayoría de los papeles de filtro se fabrican utilizando pequeñas máquinas de papel . Para filtros de laboratorio , las máquinas pueden ser tan pequeñas como 50 cm de ancho. El papel a menudo se pliega para mejorar la porosidad. Los papeles de filtro también pueden tratarse con reactivos o impregnación para obtener las propiedades adecuadas.
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La principal aplicación de los filtros de aire es el aire de combustión para motores . Los papeles de filtro se transforman en cartuchos de filtro, que luego se ajustan a un soporte. La construcción de los cartuchos requiere principalmente que el papel sea lo suficientemente rígido para ser autoportante. Un papel para filtros de aire debe ser muy poroso y tener un peso de 100-200 g/m2 . Normalmente se utiliza pulpa fibrosa particularmente larga que se merceriza para obtener estas propiedades. El papel normalmente se impregna para mejorar la resistencia a la humedad . [1] : 113 Algunas calidades de servicio pesado están hechas para ser enjuagadas y, de ese modo, prolongar la vida útil del filtro.
Históricamente, se utilizaba papel secante o tela para extraer el café filtrado.
Los filtros de café modernos de papel están hechos de aproximadamente 100 g/m2 de papel crepé . El crepé permite que el café fluya libremente entre el filtro y el embudo de filtración . [2] Las materias primas ( pulpa ) para el papel de filtro son fibras largas y gruesas , a menudo de árboles de rápido crecimiento. Por ejemplo, Melitta utiliza hasta un 60% de bambú en sus filtros desde 1998. [3] Se fabrican tanto calidades blanqueadas como sin blanquear. [1] : 114 Los filtros de café se fabrican en diferentes formas y tamaños para adaptarse a diferentes soportes. Los más notables son los sistemas de filtros de café (de papel) introducidos por Melitta (1908, 1932, 1936, 1965), Chemex (1941) y Hario (2004).
Los parámetros importantes son la resistencia, la compatibilidad, la eficiencia y la capacidad.
Las bolsitas de té también funcionan como una especie de filtro de papel. Están hechas de fibras de abacá , una fibra muy fina y larga de cáñamo manilla. A menudo, el papel se complementa con una pequeña porción de fibras sintéticas . El papel de la bolsita es muy poroso y fino y tiene una gran resistencia a la humedad . [1] : 114
El papel utilizado para los filtros de combustible es un papel crepé de porosidad controlada, que se pliega y se enrolla en cartuchos. La materia prima del papel de filtro utilizado en los filtros de combustible está hecha de una mezcla de fibras de madera dura y blanda. El gramaje del papel es de 50 a 80 g/m 2 . [1] : 114
El papel de filtro de placa horizontal se utiliza comúnmente en el procesamiento industrial. El papel de filtro generalmente está diseñado para cumplir con las especificaciones del fabricante. La retención absoluta de micrones puede variar de 1 a 100 micrones, pero la tierra de diatomeas se usa comúnmente con el papel de filtro para obtener una filtración submicrónica. Se puede usar carbón activado u otros auxiliares de filtrado con el papel de filtro para formar una torta de filtración para lograr resultados específicos. El papel de filtro se puede impregnar con DE o carbón activado.
El aceite de motor se filtra para eliminar las impurezas. La filtración del aceite se realiza normalmente mediante filtración por volumen. Los papeles de filtro para aceites lubricantes están impregnados para resistir altas temperaturas. [1] : 113
Los papeles de filtro se utilizan ampliamente en experimentos de laboratorio en muchos campos diferentes, desde la biología hasta la química. El tipo de filtro utilizado variará según el propósito del procedimiento y los productos químicos involucrados. Por lo general, los papeles de filtro se utilizan con técnicas de laboratorio como la filtración por gravedad o al vacío. [4]
Históricamente, en farmacia se utilizaba un tipo de papel suave y poroso llamado charta emporetica como filtro y papel de embalaje. [5]
El papel de filtro cualitativo se utiliza en técnicas analíticas cualitativas para determinar materiales. Existen diferentes grados de papel de filtro cualitativo según el tamaño de poro. Hay un total de 13 grados diferentes de papel de filtro cualitativo. El tamaño de poro más grande es el grado 4; el tamaño de poro más pequeño es el grado 602 h; los grados más utilizados son el grado 1 al grado 4. [6]
El papel de filtro cualitativo de grado 1 tiene un tamaño de poro de 11 μm. Este tipo de papel de filtro se utiliza ampliamente en muchos campos diferentes, como el análisis agrícola, el control de la contaminación del aire y otros experimentos similares. [6]
El papel de filtro cualitativo de grado 2 tiene un tamaño de poro de 8 μm. Este tipo de papel de filtro requiere más tiempo de filtración que el papel de filtro de grado 1. Este papel de filtro se utiliza para controlar contaminantes específicos en la atmósfera y para realizar pruebas de suelo. [6]
El papel de filtro cualitativo de grado 3 tiene un tamaño de poro de 6 μm. Este tipo de papel de filtro es muy adecuado para transportar muestras después de la filtración. [6]
El papel de filtro cualitativo de grado 4 tiene un tamaño de poro de 20 a 25 μm. Este tipo de papel de filtro tiene el tamaño de poro más grande entre todos los papeles de filtro cualitativos estándar. Es muy útil como filtro rápido para la limpieza de fluidos geológicos o extractos orgánicos durante los experimentos. [6]
El papel de filtro cualitativo de grado 602 h tiene un tamaño de poro de 2 μm. Este tipo de papel de filtro tiene el tamaño de poro más pequeño entre todos los papeles de filtro cualitativos estándar. Se utiliza para recolectar o eliminar partículas finas. [6]
El papel de filtro cuantitativo, también llamado papel de filtro sin cenizas, se utiliza para análisis cuantitativos y gravimétricos. Durante la fabricación, los productores utilizan ácido para que el papel no contenga cenizas y logre una alta pureza. [7] [8]
La cromatografía es un método que utilizan los químicos para separar compuestos. Este tipo de papel de filtro tiene un caudal de agua y una velocidad de absorción específicos para maximizar el resultado de la cromatografía en papel. La velocidad de absorción de este tipo de papel de filtro es de 6 cm a 18 cm y el espesor es de 0,17 mm a 0,93 mm. [9]
Los cartuchos de extracción son papeles de filtro con forma de varilla que se utilizan a menudo en extractores Soxhlet o extractores atomizados. Son ideales para una detección muy sensible, el rendimiento depende del espesor del diámetro interior. Además, se utilizan habitualmente en áreas de control de alimentos y vigilancia medioambiental. [10]
El filtro de fibra de vidrio tiene un tamaño de poro de 1 μm y es útil para filtrar soluciones altamente contaminadas o difíciles de filtrar. Además, el filtro de fibra de vidrio extiende la vida útil del filtro, tiene una amplia gama de cargas de partículas y puede prevenir la contaminación de la muestra. [11] Además, los diferentes tipos de filtro de fibra de vidrio son adecuados para diferentes situaciones de filtración. Hay 7 tipos diferentes de filtros de fibra de vidrio y la principal diferencia es el grosor.
El papel de filtro de fibra de cuarzo tiene una alta resistencia a los productos químicos, no absorbe los dióxidos de NOx y SOx , no se ve afectado por la humedad y se esteriliza fácilmente. Por lo tanto, se utiliza principalmente para el análisis de la contaminación del aire. [12]
El filtro de politetrafluoroetileno (PTFE) tiene un amplio rango de temperaturas de funcionamiento (−120 °C ~ 260 °C) con una alta permeabilidad al aire . La resistencia a altas temperaturas hace que el papel de filtro de PTFE sea adecuado para su uso en autoclaves. Se utiliza a menudo para filtrar aceites calientes, disolventes fuertes y para recoger partículas suspendidas en el aire. [12]
