过滤定义

滤料只允许流体通过而阻挡固体，因此过滤是分离液体或气体中固体的技术。流过过滤器的液体称为滤液。与表面过滤器（固体）不同，深度过滤器是一种捕获固体颗粒的材料层。无论过滤器是机械的、生物的还是物理的，术语“过滤”都适用。

过滤通常是一个不完美的程序。虽然一些微小的固体颗粒会通过过滤器，但一些液体会留在进料侧或嵌入过滤介质中。无论收集的是液体还是固体，使用化学和工程技术总会造成一些产品损失。

过滤示例

• 虽然过滤是在实验室中必需的分离方法，但它也在日常生活中广泛使用。
• 将热水通过研磨过的咖啡和咖啡豆来冲泡咖啡。咖啡在滤液中呈液体状。可以使用茶包（纸质过滤器）或茶漏（通常是金属过滤器）来泡茶。
• 在我们日常生活中，肾脏就是一个生物过滤器。肾小球过滤血液。所需的分子被重吸收回血液循环。
• 在各种空调和真空吸尘器中，HEPA过滤器可去除灰尘和花粉。
• 在水族箱中，经常使用带有能捕获颗粒物的纤维的过滤器。
• 作为采矿作业的一部分，带式过滤器可提取有价值的金属。
• 含水层中的水与沙子一样纯净，是地下的沙子和多孔岩石经过过滤而成的。

过滤技术

有各种各样的过滤器。使用哪种方法主要取决于物质是悬浮的颗粒还是溶解在流体中。

1. 重力过滤

最基本的过滤方法是利用重力分离混合物。当液体从上方倒入过滤材料（如滤纸）上时，重力会将混合物向下吸引。液体穿过过滤器，固体则留在上面。

2. 减压过滤

布氏烧瓶和软管产生真空，将流体通过过滤器（通常借助重力）抽出。它可以使固体干燥并大大加快分离过程。泵同样会改变过滤器两侧的压力。

泵过滤器不必是垂直的，因为过滤器两侧的压差不是由重力产生的。

3. 冷过滤

通过冷过滤快速冷却溶液，促进微小晶体的生长。当物质首次溶解时，就会使用冷过滤工艺。一种常见的方法是将溶液冷却后再进行过滤，可以将装有溶液的容器浸入冰浴中。

4. 热过滤

通过在热过滤过程中加热溶液、过滤器和漏斗，可以最大限度地减少晶体形成。无柄漏斗很有用，因为它们表面积较小，晶体形成的可能性也较小。当晶体堵塞漏斗或阻止混合物中的第二种成分结晶时，就会采用此技术。

有时会使用助滤剂来提高过滤流量。助滤剂包括纤维素、硅藻土、珍珠岩和二氧化硅。助滤剂可以在过滤前添加到液体中或与液体混合。通过使“滤饼”更具多孔性或渗入滤饼，助滤剂可以帮助防止过滤器堵塞。

筛分与过滤

筛分是一种类似的区分过程。筛分是指通过单个网格或穿孔层来阻挡大颗粒而允许小颗粒通过。相比之下，过滤使用网状结构或多层作为过滤器。为了使过滤器正常工作，流体必须通过介质中的通道。

过滤替代方案

对于某些目的，存在比过滤更有效的分离技术。例如，在需要收集滤液的极少量样品中，过滤介质可能会吸收过多的液体。在其他情况下，过滤介质可能会被待过滤的物质严重堵塞。

另外两种分离颗粒与液体的方法是倾析法和离心法。通过旋转样品，离心法使较重的固体沉到底部。在倾析法中，在固体离开溶液后，通过虹吸或倾倒的方式将其与液体分离。倾析法可以在离心法之前或之后使用。