در شیمی به جدا کردن جامدات و مایعات از یکدیگر، فیلتر کردن یا فیلتراسیون گفته می‌شود. یکی از ابزارهای ضروری مورد استفاده در فرآیند فیلتر کردن، کاغذ صافی یا کاغذ فیلتر است. اما اصلا کاغذ صافی چیست؟ چه انواعی دارد؟ و چگونه استفاده می‌شود؟ ما در این مقاله به این پرسش‌ها پاسخ می‌دهیم.
کاغذ صافی برای جداسازی چیست؟
همانطور که گفتیم این ابزار به طور معمول در آزمایشگاه‌ها به منظور جداسازی ذرات جامد و مایع از یکدیگر به کار می‌رود. این کاغذها معمولا گرد هستند و از الیاف پنبه ساخته می‌شوند. با توجه به جنس‌شان، کاغذهای صافی دارای سوراخ‌های ریزی هستند که از رد شدن ذرات جامد بزرگ جلوگیری می‌کنند و مایعات را از خود عبور می‌دهند.
انواع مختلفی از این کاغذ بسته به ویژگی‌های متفاوت، با روش‌ها و فرآیندهای مختلف ساخته می‌شوند. عواملی که به طور عمده کاغذهای صافی را از یکدیگر متمایز می‌کنند شامل موارد زیر هستند:
- سختی
- ظرفیت
- بازده یا راندمان
- کاربرد
- توانایی ترشوندگی
- تخلخل
- دبی حجمی (سرعت جریان حجمی)
- سازگاری
- توانایی احتباس ذرات
ویژگی های کاغذ صافی چیست؟
- نیمه تراوا (نفوذپذیری متوسط)
- مقاوم در برابر رطوبت
- مقاوم در برابر اسیدیته
- افزایش دقت آزمایش
همچنین بخوانید: نشاسته چیست؟
ساختار کاغذ فیلتر
ساختار و تراکم کاغذ صافی در تمام سطح آن یکسان نیست. قسمت جلوی آن از الیاف شل و انعطاف پذیر و منافذ بزرگ زنگوله شکل تشکیل شده است؛ در حالی که بقیه سطوح آن دارای الیافی محکم است. هرچقدر که ضخامت کاغذ کمتر شود، منافذ آن نیز کوچکتر می‌شوند. ضخامت کاغذ صافی در حدود 0.35 تا 0.5 میلی متر است؛ در حالی که اندازه ذرات گرد و غبار جامد از چند میکرون تا ده‌ها میکرون متفاوت است. این کاغذ چند لایه است که باعث می‌شود عملیات فیلتر به طور عمیق‌تری انجام شود.
قسمت جلوی کاغذ صافی که دارای الیاف شلی است، باید در جهت جریان هوا و سطح داخلی آن باید در جهت جریان مایع قرار بگیرد. معمولا یک خط رنگی برای جداسازی و تشخیص این دو قسمت از هم روی سطح کاغذ کشیده می‌شود. اگر در استفاده از کاغذ اشتباه پیش بیاید و جهت آن برعکس شود، گرد و غبار و ذرات جامد در آن ذخیره خواهند شد و عملکرد و بازدهی آن حدود 30 درصد کاهش پیدا می‌کند.
انواع کاغذ فیلتر
به طور کلی کاغذ فیلتر به دو دسته کمی و کیفی تقسیم می‌شود. تفاوت این دو نوع کاغذ در میزان ناخالصی‌هایی است که در فرآیند فیلتراسیون تولید می‌کنند.
ناخالصی‌های تولید شده توسط نمونه کمی به دلیل تصفیه شدن آن توسط اسید هیدروکلریک و اسید هیدروفلوئوریک، بسیار کم و ناچیز است؛ در حدی که در تحلیل‌ها و آزمایش‌ها می‌توان وزن ناخالصی‌های تولید شده را نادیده گرفت. به همین دلیل به این کاغذ، کاغذ صافی بدون خاکستر نیز گفته می‌شود.
در مقابل، کاغذ صافی کیفی ناخالصی زیادی تولید می‌کند؛ به اندازه‌ای که وزن این ناخالصی‌ها را نمی‌توان نادیده گرفت.
بر اساس همین تفاوت‌ها، قیمت کاغذ صافی محاسبه می‌شود.
تقسیم‌بندی بر اساس سرعت
با توجه به تفاوت سرعت فیلتر کردن معیار دیگری برای تقسیم‌بندی این کاغذها است. بر این اساس می‌توان آن‌ها را به سه دسته سریع، متوسط و کند تقسیم‌بندی کرد. برای مشخص کردن این سه دسته از رنگ‌های مختلف به عنوان نشانگر استفاده می‌شود؛ نوار سفید برای سرعت سریع، نوار آبی برای سرعت متوسط و نوار قرمز برای سرعت آهسته.
تقسیم‌بندی بر اساس شکل و اندازه
این کاغذها معمولا به سه شکل کاغذ صافی رولی، دایره و مربع تولید می‌شوند. کاغذ صافی رولی بیشتر برای صنایعی کاربرد دارد که به صورت گسترده از این ابزار استفاده می‌کنند. در این صورت به جای خرید کاغذ رولی برش خورده در اشکال مختلف، از نمونه‌های رولی آن استفاده می‌شود. فیلتر کردن خنک‌کننده‌های ابزارهای ماشین، برش و روان‌سازی مایعات در صنعت فلزکاری از جمله کاربردهای این نمونه کاغذ است.
کاغذهای دایره‌ای نیز با قطرهای متفاوتی موجود هستند که برخی از این اندازه‌ها را در زیر عنوان می‌کنیم:
- قطر 9 cm
- قطر 11 cm
- قطر 5 cm
- قطر 15 cm
- قطر 18 cm
علاوه بر این، کاغذهای صافی به شکل مربع و در ابعاد مختلفی مانند 60*60 cm و 30*30 cm نیز تولید می‌شوند که اصطلاحا به آن کاغذ خشک کن نیز میگویند.
پیشنهاد به علاقمندان: پلی الکترولیت چیست؟
انواع کاغذ صافی از لحاظ جنس و بافت کاغذ
کاغذهای فیلتر بر اساس بافت به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. برخی از متریال‌های مختلفی که در بافت و جنس این کاغذها به کار می‌رود عبارت است از:
- کاغذ فیلتر سلولزی
- کاغذ فیلتر شیشه‌ای ریزرشته‌ای (فیلترهای الیاف شیشه)
- کاغذ فیلتر غشایی
- کاغذ کارتوش
- فیلتر الیاف کوارتز
انواع کاغذ صافی بر اساس کاربرد
عملکرد کلی این کاغذها با یکدیگر مشابه بوده و در واقع به غربالگری ذرات مختلف از شاره می‌پردازند. با این حال وجود برخی تفاوت‌ها در مشخصات کاغذ فیلتر، کاربردهای متنوعی به آن‌ها می‌بخشد. در ادامه بخشی از کاربردهای این ابزار را به اختصار معرفی کرده‌ایم.
کاربرد کاغذ صافی چیست؟
جداسازی ذرات ریز و درشت یا اصطلاحا غربالگری مواد در صنایع متعددی کاربرد دارد. همین نکته موجب شده است تا کاربردهای کاغذ فیلتر به حوزه کاری مشخصی محدود نشده و از تنوع بالایی برخوردار باشد.
صافی قهوه
این فیلتر در قهوه‌سازهای قطرهای به کار می‌رود. بافت محکم و قدرت جذب بالای آن، چربی و ذرات اضافه را از قهوه جدا کرده و در نهایت قهوه شفاف و باکیفیت‌تری به شما تحویل می‌دهد.
فیلتر هوا
آلودگی هوا برای تمام افراد، به ویژه بیماران ریوی، آسیب‌زننده است. فیلتر هوا این آلاینده‌ها را شناسایی کرده و با تفکیک آن‌ها، هوای سالم در محیط می‌پراکند.
فیلتر سوخت
رسوب ناخالصی‌های سوخت در مسیر حرکت آن از جمله مواردی است که باعث بروز اختلال در فرایند مورد نظر شما می‌شود. همچنین این اتفاق می‌تواند منجر به بروز مشکلاتی نظیر سوختن ناقص سوخت و ایجاد آلاینده‌ها داشته باشد. فیلتر سوخت ابزاری است که از بروز چنین مشکلاتی جلوگیری می‌کند.
کاغذ صافی طلا
شاید برای شما هم جالب باشد که بدانید استخراج طلا، نقره و دیگر فلزات گرانبها نیازمند استفاده از کاغذ صافی است. برای این کار، محلول‌های شیمیایی مثل کلرید طلا و یا نیترات نقره با استفاده از این ابزار فیلتر می‌شود.
فیلترهای روغن
به مرور زمان، روغن به کار رفته در ماشین‌آلات ذرات ریزی را به صورت ناخالصی نشان می‌دهند که در کف ظرف ته‌نشین می‌شوند. تصفیه روغن با استفاده از فیلترهای مخصوص، این ذرات را از آن جدا کرده و به بهبود کیفیت انجام فرایند کمک می‌کند.
کاغذ کروماتوگرافی
کروماتوگرافی کاغذی یک شیوه تحلیلی برای جدا کردن مواد شیمیایی یا رنگی است. جداسازی مخلوط‌های پیچیده در ترکیبات هم‌قطب مثل اسیدهای آمینه با استفاده از این روش انجام می‌شود.
کاغذ صافی چین‌دار (کرپ) برای تجزیه تحلیل کیفی و فنی
برخی از این کاغذها به صورت چین‌دار هستند تا به راحتی در ظروف مختلف قرار بگیرند. این نمونه کاغذ اغلب برای انجام تحلیل‌های فنی و کیفی به کار برده می‌شود.
کاغذ صافی بدون خاکستر (Ash Less)
این کاغذها دارای درصد خاصی خاکستر هستند که مقدار آن بسته به نوع کاغذ متفاوت است. باتوجه به کاربرد، درصد خاکستر مناسب نیز مشخص می‌شود. کاغذ فیلتر بدون خاکستر (اشلس) کمترین میزان خاکستر را دارد و به همین علت، استفاده از آن دقت آزمایش را به بیشترین حد ممکن می‌رساند.
این مقاله را نیز بخوانید: سولفات چیست؟
تولید کاغذ صافی
برای تولید این کاغذها درست همانند فرایند کاغذسازی، از خمیرهای متنوعی استفاده می‌شود. چوب نرم (درختانی مثل کاج و صنوبر،)، سخت، الیاف معدنی و … از جمله این موارد هستند. برای افزایش کیفیت محصول نهایی نیز از الیاف تابیده شده یا تفاله مرکسیزه استفاده می‌شود. باتوجه به ابعاد کوچک این کاغذها، آن‌ها را در دستگاه‌های کوچک مخصوص کاغذ آزمایشگاهی با عرض حدودا 50 cm تولید می‌کنند.
راهنمای خرید
بعد از آشنایی با انواع کاغذهای صافی، باید کاغذ مورد نظر خود را انتخاب کنید. در انتخاب و خرید کاغذ صافی بهتر است به موارد زیر توجه کنید:
- منطقه تحت پوشش
اگر از این کاغذ در مناطق و سطوح وسیع و بزرگی استفاده می‌کنید، باید بدانید که در این شرایط ظرفیت نگهداری ناخالصی‌ها توسط کاغذ بالا، مقاومت آن کم و دوام آن طولانی‌تر است.
- اندازه الیاف
هرچقدر که قطر الیاف کمتر باشد، فرآیند جداسازی و فیلتر کردن با دقت بیشتری انجام می‌شود و به دنبال آن بازده و راندمان نیز افزایش پیدا می‌کند.
- مقاومت
هرچقدر که چسبندگی کاغذ بیشتر باشد، مقاومت و انعطاف پذیری آن بیشتر می‌شود. همچنین هرچقدر که مقاومت کاغذ بالاتر باشد، راندمان و بازده عملیات فیلتر کردن بالاتر و میزان ناخالصی‌ها و ایجاد پرز کمتر خواهد بود.
- مواد شیمیایی به کار رفته
به صورت کلی، می‌توان از کاغذ صافی رسوب آمورف (مانند Fe(OH)3 و All(OH)3) برای جلوگیری از سرعت بسیار پایین در فرآیند فیلتر کردن استفاده کرد. همچنین برای جداسازی ذراتی مانند CaC2O4 و BaSO4، باید از کاغذی استفاده کنید که سرعت فیلتر کردن آن آهسته است؛ این کار باعث جلوگیری از نشت ذرات نام برده می‌شود.
نحوه استفاده از کاغذ صافی
فرآیند آماده‌سازی کاغذ صافی و نحوه استفاده از آن را مرحله به مرحله در زیر شرح خواهیم داد:
- ابتدا کاغذ را دو بار پشت سر هم از وسط تا کنید. سپس، با زاویه مرکزی 90˚ آن را دوباره تا کنید تا در آخر یک کاغذ چهار لایه به دست آورید.
- اکنون سه لایه از کاغذ را در یک طرف و لایه دیگر را در طرف دیگر قرار دهید تا ظاهری قیف مانند پیدا کند.
- سپس آن را درون فیلتر قیف مانند قرار دهید. مقداری آب در دهانه قیف بریزید تا کاغذ صافی به دیواره آن بچسبد. باقیمانده آب را برای استفاده نگه دارید.
- قیف را درون نگهدارنده قرار داده و زیر آن ظرفی که می‌خواهید مایع فیلتر شده را در آن جمع کنید، قرار دهید.
- هنگام ریختن مایعی که می‌خواهید فیلتر شود، ظرفی که مایع را جمع می‌کند را در دست راست و قیف را در دست چپ گرفته و قیف و ظرف را به سمتی که کاغذ سه لایه قرار دارد متمایل کنید. توجه داشته باشید که مایع فیلتر نشده از ارتفاع کاغذ صافی قرار گرفته در قیف بیشتر نشود و از آن بیرون نریزد.
- بعد از ریختن مایع درون قیف، بررسی کنید که آیا مایع تصفیه شده از سمت دیگر آن بیرون می‌آید یا خیر. اگر مایعی بیرون نمی‌آمد و وارد ظرف جمع آوری کننده نمی‌شد، قیف را در حالات دایره‌ای حرکت داده و بچرخانید تا نوک قیف به دیواره ظرف جمع آوری کننده بچسبد تا مایع تصفیه شده به آرامی درون آن بریزد.
کاغذ صافی از کجا بخرم؟
کاغذهای فیلتر یکی از پرکاربردترین ابزارها در آزمایشگاه برای جداسازی مواد هستند. انتخاب نوعی از این ابزار که با هدف و فرآیند مورد نظر متناسب باشد، تاثیر بسیار زیادی در کیفیت عملیات فیلتر کردن دارد. همچنین انجام درست عملیات فیلتراسیون نیز بر کیفیت نتیجه نهایی تاثیرگذار است.
در این مقاله نکاتی را بررسی کردیم که با توجه به آن‌ها می‌توانید با بهترین کیفیت و بالاترین بازده جداسازی مواد را با فرآیند فیلتر کردن انجام دهید. به یاد داشته باشید که در کنار رعایت این موارد، باید از ابزاری مطمئن استفاده کنید که کیفیت لازم را داشته باشد. به این منظور توصیه می‌شود خرید خود را از شرکت‌های معتبر و باتجربه انجام دهید تا خیالتان از بابت کیفیت محصول راحت باشد.
سفارش کاغذ صافی در ابعاد دلخواه
شرکت تدارک صنعت کاغذ کرمان مجموعه‌ای خوشنام و باتجربه در زمینه ارائه انواع تجهیزات و ملزومات مورد نیاز صنایع سلولزی کشور است که با بهترین تامین‌کنندگان جهانی همکاری می‌کند. گستردگی خدمات این شرکت موجب شده است تا مشتریان ما تنها به صنایع سلولزی محدود نشده و سایر واحدهای تولیدی فعال در حوزه‌های دیگر را نیز در بر بگیرد.
جهت کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با هر یک از خدمات و محصولات ارائه شده در این شرکت می‌توانید به صفحه مربوط به همان محصول در سایت مراجعه فرمایید. همچنین برای برقراری ارتباط مستقیم با کارشناسان مجموعه می‌توانید از طریق راه‌های ارتباطی درج شده در صفحه تماس با ما اقدام فرمایید.
