重力ろ過は、重力を利用して液体をフィルターに通すことで、溶液から不純物をろ過する 方法です。実験室で用いられるろ過には、主に重力ろ過と真空吸引ろ過の2種類があります。重力ろ過は、化学実験室において、沈殿反応による沈殿物、乾燥剤、不適切な副産物、残留反応物のろ過によく用いられます。また、高濃度生成物の分離にも使用できますが、この目的では真空ろ過の方が一般的に用いられます。[1]
方法
懸濁物質を除去するプロセスには、輸送と付着の2つの段階があります。[2]このモードは、粒子がろ紙を通過して別の場所に移動する場合に発生します。
重力ろ過は、有機液体から固体不純物や沈殿物を除去する簡単な方法です。不純物はフィルターに捕捉されます。重力ろ過は、あらゆる不溶性固体を回収することができます。[3]
歴史
人類史の初期において、人々は泥だらけの川や湖から清水を得るために、砂地の土手に水面下深く穴を掘りました。砂が水を濾過し、澄んだ水が穴を満たしました。この方法は都市の改革や都市の水質浄化に用いられました。[4]
農業では、重力ろ過を利用して、高所から低所へ水をろ過していました。砂や小石が不純物をろ過し、澄んだ水を生み出します。
アジアでは、人々は井戸から水を汲み上げ、底に小さな穴の開いた壺に注ぎます。壺の中には小石が詰められ、穴はガーゼで何層にも覆われています。
古典的な方法
ろ過は、固体や不溶性の沈殿物を含む溶液をろ過するために一般的に使用されます。[5]
ガラス漏斗に入れた円錐状に折り畳んだろ紙に溶液を注ぎます。ろ過された溶液は漏斗の下のフラスコに捕らえられますが、固形物（またはフロック）はろ紙上に残ります。[6]大量の溶液をろ過する場合は、目詰まりを防ぐためにろ紙を交換する必要があります。[7]
実験誤差
多くの研究室では、反応収率を決定するために、固体を濾過するために重力濾過が用いられています。いくつかの実験誤差を考慮する必要があります。
ろ紙上または漏斗内に沈殿した固形物が残っている場合、生成物収率と測定された収率の間に差が生じます。
沈殿した固体が完全に乾燥されていない場合、過剰な水分が実験結果に影響を与え、実際の沈殿収率は理論収率よりも大きく見えることがあります。
ろ紙の不適切な使用は濾過に影響を与える可能性があります。さらに、ろ紙が損傷すると、沈殿した固形物の小さな粒子がフィルターを通過する可能性があります。[8]
業界の例
海水
高濃度のジメチルスルホニオプロピオネートを溶解するために、海水を用いた様々なろ過操作がテストされました。[9]
従来の
これらのフィルターには、凝集、清澄化、ろ過の 3 つの段階があります。
典型的な重力式急速ろ過器は、コーティング鋼、ステンレス鋼、またはアルミニウム製のろ過タンクを備えています。流入水はろ過器を通過し、暗渠で捕捉されます。ろ過材は水中の粒子を除去します。ろ過材は通常、無煙炭、珪砂、砂利の3層構造です。[ 10 ]
この方法は不純物の除去に効果的であり、洗浄時間が短縮されるためコストが削減されます。
微生物
このプロジェクトは、寄生虫や鉛などの汚染物質を除去することを目的としていました。このプロジェクトでは、重力によって水が流れる直径を持つ多孔フィルターが使用されました。[11]
重力メディアフィルター
これらのフィルターは産業用途で使用されます。このフィルターは流体を媒体に通過させ、不純物を除去または残留させます。大容量に対応できます。
化学産業における重力ろ過システムの中には、塩素やその他の有機物を除去したり、鉄や重い沈殿物や砂を除去したりするものがあります。[12]
重力フィルター（液体）
液体は、コアレッサーによってガス流から一段階で除去されます。エレメントは流れとともに流入し、分配器を通過します。分配器は一次分離装置であり、粒子を除去した後、カートリッジを内側から外側に向かって凝集させます。この場合、液体はフィルターの構造を通過し、容器から排出されます。[13]
モデルSK
このろ過器は、低予算環境における水処理に使用される開放型砂ろ過システムです。様々な圧力制御式逆洗に対応します。このろ過器は自動重力ろ過器で、様々な圧力を使用し、インジェクターでシステムを逆洗します。システムには制御装置はなく、ろ過器には可動部品やポンプはありません。逆洗水はろ過器の下のタンクに貯留されます。[14]
参照
参考文献リスト
- ^ 「ろ過」. orgchemboulder.com . 2019年9月23日閲覧。
- ^ J. ポール・チェンシューオウ - ユー・チャンジェリー・Y・C・ファンE.ロバート・バウマンヨン・ツェ・フン重力ろ過。
- ^ Phillip D. Davies (2012). 飲料水の急速重力ろ過における代替ろ材(PDF) (論文).
- ^ 「重力ろ過」。
- ^ 「ろ過」。
- ^ 「ろ過方法」（PDF） .
- ^ 「再結晶化：重力ろ過」。
- ^ 「RDGfiltration」（PDF） .
- ^ Doris Slezak, Ronald P. Kiene (2006年4月). 「少量重力ろ過と透析サンプリングにより明らかになった海水中の低濃度溶存DMSP」. Limnology and Oceanography . 4 (4): 80– 95. Bibcode :2006LimOM...4...80K. doi : 10.4319/lom.2006.4.80 .
- ^ 「重力ろ過システム」napier-reid.com . 2019年5月11日閲覧。
- ^ 「微生物および／またはその他の汚染物質の除去のための重力流ろ過カートリッジ」。微生物および／またはその他の汚染物質の除去のための重力流ろ過カートリッジ。
- ^ 「重力式メディアフィルター - カスタム水処理システム、重力式フィルター - Wigen Water Technologies」www.wigen.com . 2019年5月11日閲覧。
- ^ 「重力フィルター（液体）」。
- ^ 「SK重力フィルター」。
