Filtration

Le procédé de filtration consiste à extraire une certaine catégorie de particules d’un fluide comme par exemple de la pâte de bois dans de l’eau, des impuretés dans des boissons ou des déchets d’une production chimique.

Dans tous les cas de figure, le fluide passe au travers d’un medium dont la taille des pores permet la rétention de particules et laisse passé le reste du liquide. L’opération peut s’effectuer sous pression ou par gravité, et le filtre peut être un lit de sable, un filtre en papier ou tissu, ou encore un lit de métal fritté. Le procédé peut se dérouler en discontinu, dans quel cas le filtre est remplacé après une durée plateau de perte de performance. Dans le cas d’une filtration en continu, le filtre est déplacé et nettoyé avant d’être réutilisé.

Comme la filtration se déroule à l’intérieur du filtre medium et implique souvent la présence de solides,  mesurer ce qui se passe à la hauteur du filtre est très difficile avec des appareils de mesure conventionnels. Les conséquences sont généralement un temps de filtration allongé, pour assurer un fluide pure, et inévitablement des coûts de consommation et production plus élevés.

D’autres difficultés proviennent d’anormalités dans le gâteau formant des trous et fissures au travers desquels la liqueur, dont le rôle est de laver le gâteau, passe. Ces anormalités peuvent engendrer un surchauffage ayant un impact sur la taille des particules des matériaux séchés et purifiés.

Ces cas de figure entrainent une perte de temps considérable et ont un effet en amont et en aval du filtre. Par exemple si des matériaux sont retenus dans les solutions, les caractéristiques et tailles des particules peuvent changer et rendre le procédé encore plus difficile.

Un travail considérable a été réalisé quant à l’application de la tomographie électrique aux procédés de filtration :

• Les propriétés électriques (diélectrique, résistivité) fournissent des informations utiles quant à la présence d’eau de rétention et d’eau libre dans un filtrat. 

• La discrimination spatiale offerte par la tomographie électrique permet de déterminer  les zones humides et les zones sèches lors de la filtration. De plus, ces informations sont utiles à la mise en place et la vérification des stratégies d’échantillonnage.

• La tomographie électrique permet également de déterminer les niveaux de liqueur à l’intérieur d’un réservoir de filtration aidant à la gestion globale du procédé.

Suivant le niveau de sécheresse et si l’eau mère est aqueuse ou organique, le p2+ ou le m3000 sera utilisé.

Cette vidéo présente une coupe transversale du séchage du gâteau de filtration d’un réacteur de filtration industriel sous pression . On observe que le gâteau a tendance à sécher d’abord au milieu puisque le tomogramme devient bleu indiquant une faible conductivité.

Valeur ajoutée:

• Caractérisation de zones de séchage du gâteau de filtration 
• Détermination d’anormalités du gâteau de filtration (fissures, trous)
• Détermination du volume des phases comme outil de détection d’interface

Comparaison de lots (temps de séchage) par tomographie électrique

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Inscrivez-vous pour accéder au cas pratique "Online monitoring of a pressure filter vessel" disponible en anglais dans la section download sur la droite.

Publications:

Davidson, Ruffino, Stephenson, Mann, Grieve and York (2004) Three-dimensional electrical impedance tomography applied to a metal-walled filtration test platform, Measurement Science and Technology, Vol. 15, 2263-2274

Si vous désirez de plus amples renseignements sur cette publication, veuillez contacter ITS.  

Dans la presse:

• European Pharmaceutical Review - Issue 1 2003 - Improving pressure filter performance
• Professional Engineering - Volume 16 Number 3 - FIlters check in for a scan
• Connectingindustry.com  - Avril 2003 - The chance to unplug your filter with tomography
• Filtration + Separation - Nov 2004 - ERT: tracking the process of pressure filtration

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