El papel de filtro es una barrera de papel semipermeable colocada perpendicular a un flujo de líquido o aire. Se utiliza para separar partículas sólidas finas de líquidos o gases.
Las materias primas suelen ser diferentes pastas de papel . La pulpa puede estar hecha de madera blanda , madera dura , cultivos de fibra o fibras minerales .
El papel de filtro tiene varias propiedades. Los parámetros importantes son resistencia en húmedo , porosidad , retención de partículas , caudal volumétrico , compatibilidad, eficiencia y capacidad.
Existen dos mecanismos de filtración con papel; volumen y superficie. En la filtración volumétrica, las partículas quedan atrapadas en la mayor parte del papel de filtro. Mediante filtración superficial, las partículas quedan atrapadas en la superficie del papel. El papel de filtro se utiliza principalmente debido a la capacidad de un pequeño trozo de papel de filtro para absorber un volumen significativo de líquido.
Las materias primas son diferentes pastas de papel . La pulpa puede ser de madera blanda , madera dura , cultivos de fibra y fibras minerales . Para filtros de alta calidad se utilizan pulpa disolvente y pulpa mercerizada . La mayoría de los papeles de filtro se fabrican utilizando pequeñas máquinas de papel . Para los filtros de laboratorio , las máquinas pueden tener tan solo 50 cm de ancho. El papel suele estar crepado para mejorar la porosidad. Los papeles de filtro también se pueden tratar con reactivos o impregnaciones 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 filtrantes, que luego se colocan en un soporte. La construcción de los cartuchos requiere principalmente que el papel sea lo suficientemente rígido como para ser autoportante. Un papel para filtros de aire debe ser muy poroso y tener un peso de 100 a 200 g/m 2 . Normalmente se utiliza pulpa fibrosa especialmente larga y mercerizada para conseguir estas propiedades. El papel normalmente está impregnado para mejorar la resistencia a la humedad . [1] : 113 Algunas calidades de alta resistencia están hechas para enjuagarse y así extender la vida útil del filtro.
Históricamente, se utilizaba papel o tela secante para extraer el café filtrado.
Los filtros de café modernos de papel se fabrican con papel crepado de unos 100 g/m 2 . El crepado permite que el café fluya libremente entre el filtro y el embudo de filtración . [2] La materia prima ( pulpa ) para el papel de filtro es fibra larga y gruesa , a menudo procedente de árboles de rápido crecimiento. Por ejemplo, Melitta utiliza hasta un 60% de bambú en sus filtros desde 1998. [3] Se fabrican calidades tanto blanqueadas como sin blanquear. [1] : 114 filtros de café están fabricados en diferentes formas y tamaños para caber en diferentes soportes. Los más notables son los sistemas de filtro de café (de papel) introducidos por Melitta (1908, 1932, 1936, 1965), Chemex (1941) y Hario (2004).
Los parámetros importantes son fuerza, compatibilidad, eficiencia y capacidad.
Las bolsitas de té también funcionan como una especie de filtro de papel. Están elaborados a partir de fibras de abacá , un cáñamo de manilla de fibra muy fina y larga. A menudo el papel se complementa con una pequeña porción de fibras sintéticas . El papel para bolsas es muy poroso y delgado y tiene una alta resistencia en húmedo . [1] : 114
El papel utilizado para los filtros de combustible es un papel crepado con 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 base del papel es de 50 a 80 g/m 2 . [1] : 114
El papel de filtro de placas horizontales se utiliza comúnmente en el procesamiento industrial. El papel de filtro normalmente está diseñado para cumplir con las especificaciones del fabricante. La retención absoluta de micras puede oscilar entre 1 y 100 micras, pero la tierra de diatomeas se usa comúnmente con papel de filtro para obtener una filtración submicrónica. Se puede utilizar carbón activado u otros auxiliares de filtración con el papel de filtro para formar una torta de filtración y lograr resultados específicos. El papel de filtro se puede impregnar con DE o carbón activado.
El aceite del motor se filtra para eliminar las impurezas. La filtración de aceite normalmente se realiza mediante filtración volumétrica. 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. Generalmente, 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 blando 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 diferente 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 del grado 1 al 4. [6]
El papel de filtro cualitativo de grado 1 tiene un tamaño de poro de 11 μm. Este grado de papel de filtro se usa ampliamente en muchos campos diferentes del análisis agrícola, el monitoreo 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 grado de papel de filtro requiere más tiempo de filtración que el papel de filtro de Grado 1. Este papel de filtro se utiliza para monitorear contaminantes específicos en la atmósfera y pruebas del suelo. [6]
El papel de filtro cualitativo de grado 3 tiene un tamaño de poro de 6 μm. Este grado 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 ~ 25 μm. Este grado 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 el experimento. [6]
El papel de filtro cualitativo de grado 602 h tiene un tamaño de poro de 2 μm. Este grado de papel de filtro tiene el tamaño de poro más pequeño entre todos los papeles de filtro cualitativos estándar. Se utiliza para recoger 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 quede libre de cenizas y alcance 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 filtro es de 6 cm a 18 cm y el espesor es de 0,17 mm a 0,93 mm. [9]
Los dedales de extracción son papeles de filtro en forma de varilla que se utilizan a menudo en extractores soxhlet o extractores atomizados. Es ideal para una detección muy sensible, el rendimiento depende del espesor del diámetro interior. Asimismo, se suele utilizar en áreas de control alimentario y vigilancia ambiental. [10]
El filtro de fibra de vidrio tiene un tamaño de poro de 1 μm, es útil para filtrar soluciones altamente contaminadas o soluciones difíciles de filtrar. Además, el filtro de fibra de vidrio prolonga la vida útil del filtro, ofrece una amplia gama de cargas de partículas y puede prevenir la contaminación de las muestras. [11] Además, diferentes tipos de filtros 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 NO x y SO x , no se ve afectado por la humedad y se esteriliza fácilmente. Por tanto, se utiliza principalmente para el análisis de la contaminación del aire. [12]
El filtro de politetrafluoroetileno (PTFE) tiene una amplia temperatura de funcionamiento (−120 °C ~ 260 °C) con alta permeabilidad al aire . La resistencia a las altas temperaturas hace que el papel de filtro de PTFE sea adecuado para su uso en autoclaves. A menudo se utiliza para filtrar aceites calientes, disolventes fuertes y recoger partículas en el aire. [12]
