Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Dominique LECLERC : Ingénieur de l’École nationale supérieure de chimie de Lille. Docteur ès sciences - Professeur à l’Université Henri Poincaré de Nancy - Laboratoire des sciences du génie chimique CNRS - ENSIC - Institut National Polytechnique de Lorraine
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Mise à jour de l’article de Dominique LECLERC et Pierre LE LEC †, paru en 1981 dans le traité Généralités.
En filtration sur support, la suspension à filtrer est introduite sous pression dans une capacité fermée par une toile (support) sur laquelle les particules vont se déposer, tandis que le filtrat sera récupéré au-delà.
On connaît (ou on peut connaître) les caractéristiques des particules de la suspension (granulométrie, surfaces spécifiques, diamètres équivalents), la concentration (taux en masse ou en volume) des particules dans la suspension, la température de la suspension (donc la viscosité de la phase liquide). Il s’agit alors de calculer avec une précision acceptable le volume de filtrat et la masse de gâteau recueillis en fonction du temps suivant les conditions adoptées : type d’alimentation, surface filtrante, etc.
Dans le présent article sont données successivement les équations de base permettant les calculs et la prévision de la filtration d’une suspension donnée à partir d’essais simples.
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Équation différentielle de base
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4. Exemples d’application
4.1 Premier cas
-
Données
Une fabrication fournit une suspension contenant, par kilogramme, 15 g de cristaux, dans un liquide de masse volumique 1 020 kg · m−3 et de viscosité 1,2 × 10−3 Pa · s (1,2 cP).
Un examen des cristaux au microscope a montré que leur forme était approximativement isométrique ; des essais de tamisage ont permis de calculer que leur diamètre moyen en surface était de 85 × 10−6 m (85 µm). Leur masse volumique vraie, relevée dans une table des constantes, est de 2 630 kg · m−3.
En filtrant sur büchner un échantillon de suspension, on obtient un gâteau de 145 × 10−6 m3 (145 cm3) qui, après séchage, accuse une masse de 0,236 kg. Des essais de tassement sur ce gâteau ont montré qu’il était sensiblement incompressible.
-
Problème
On voudrait estimer les caractéristiques d’une filtration discontinue sous pression constante, qui permettrait de récupérer ce gâteau.
-
Solution
Il faut commencer par déterminer la résistance spécifique α, qui est donnée par la formule [14] dans laquelle on prend hK = 5.
Pour avoir la porosité ε on écrit :
Masse de gâteau séché = volume apparent du gâteau× (1 − ε) × masse volumique des cristauxsoit : 0,236 = 145 × 10−6 × (1 − ε) × 2 630.
On en tire ε = 0,38.
On a donc :
![]()
Il faut également connaître la valeur de W [équation ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DULLIEN (F.A.L.) - Porous media : fluid transport and pore structure (Milieux poreux : transport des fluides et structure poreuse). - 1979 Academic Press, New York.
-
(2) - LE LEC (P.) - La filtration sur support. - Thèse de Doctorat 1971 Université de Nancy.
-
(3) - POOLE (J.B.), DOYLE (D.) - Solid-liquid separation : a review and bibliography (Séparation solide-liquide : revue et bibliographie). - 1966 Her Majesty’s Stationery Office.
-
(4) - SHIRATO (M.), OKAMURA (S.) - Liquid pressure distribution within a cake in constant pressure filtration. - Part 1 (Distribution de la pression du liquide à l’intérieur d’un gâteau dans le cas de filtration sous pression constante, 1re partie), Kagaku-Kogaku (Chem. Engng Japan) 19 no 3 1955 p. 104-10.
-
(5) - SHIRATO (M.) - Filtration theory (Théorie de la filtration). - Kagaku-Kogaku (Chem. Engng Japan) 28 no 4 1964 p. 329-34.
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