Le filtropresse sono un tipo di apparecchiatura industriale per la separazione liquido-solido, costituita da due teste fisse, una trave alta o due travi laterali e una testa mobile contenente un pacco di piastre verticali che formano una serie di camere quando vengono premute tra loro.
Le piastre filtranti hanno un foro di alimentazione centrale da cui il materiale di fango viene pompato nelle camere e quattro porte di filtraggio (una in ogni angolo della piastra) per l'uscita del liquido filtrato (chiamato filtrato).
In genere le piastre filtranti sono in polipropilene, di forma quadrata o rettangolare e possono essere classificate a seconda della loro struttura come piastre concamerate o piastre a membrana.
Piastre concamerate
Le piastre filtranti concamerate presentano un'area cava su entrambi i lati della piastra. La profondità dell'incavo può variare. Quando le piastre vengono pressate insieme, le aree cave di una piastra formano delle camere con le aree cave della piastra adiacente. Il fango di alimentazione viene quindi pompato in queste camere, dove le tele filtranti che coprono le piastre intrappolano i solidi e lasciano passare il liquido. Alla fine del ciclo di filtrazione, le piastre si aprono per rilasciare le torte solide che si sono formate nelle camere.
Piastre a membrana
Le piastre a membrana sono progettate per ridurre ulteriormente il contenuto di umidità nelle torte di filtrazione o semplicemente per mantenere salda la torta, evitando crepe durante il processo. Questo tipo di piastre filtranti presenta una membrana sulla superficie di una piastra concamerata. Le membrane possono essere di diversi materiali a seconda dell'applicazione.
La membrana può essere mobile, cioè sostituibile in caso di rottura o usura, oppure può essere integrata nella piastra. In questo caso, la piastra viene prodotta con una membrana di propilene già inserita nel suo corpo e la membrana non può essere sostituita.
Al termine del primo ciclo di filtrazione, nello spazio tra la membrana e la superficie della piastra viene introdotta dell'aria compressa o dell'acqua a una pressione stabilita. Grazie alla pressione la torta viene spremuta una seconda volta, determinando un'ulteriore rimozione di liquido e migliorando le prestazioni del processo. In questo modo si può anche ottenere una riduzione dei tempi di filtrazione.
Tipi di spremitura: ad acqua o ad aria
Esistono due tipi di spremitura delle piastre a membrana. Il primo prevede il gonfiaggio della membrana delle piastre con aria compressa. Il secondo prevede il pompaggio di acqua sulla membrana all'interno delle piastre.
L'utilizzo di acqua sulla membrana nelle piastre rispetto all'aria compressa presenta diversi vantaggi. In primo luogo, l'acqua consente di ottenere una pressione più uniforme e costante all'interno delle membrane. Inoltre, per comprimere la torta, l'acqua consuma meno elettricità rispetto all'aria. Infatti, per pompare l'aria nelle piastre della membrana è necessario un compressore d'aria, che può determinare un aumento dei costi energetici.
Pacco di piastre miste
Le filtropresse possono essere progettate con piastre a camera incassata, piastre a membrana o un mix di entrambe le tipologie di piastre filtranti. In un pacco misto si alternano piastre a camera incassata fissa e piastre a membrana. I pacchi di piastre filtranti misti offrono un'eccellente efficienza di filtrazione.
Tele filtranti
La superficie delle piastre filtranti è ricoperta di tele. Le tele sono soggette a usura e possono essere prodotte in diversi tipi, materiali, trame e filati per ottenere le migliori proprietà di filtrazione in base alle caratteristiche del fango da filtrare.
Il tipo di piastra filtrante (e il tipo di tele filtranti) più adatto a un'applicazione dipende dalle caratteristiche del materiale di alimentazione. In alcuni casi, come nelle applicazioni con fanghi metallici concentrati, la scelta migliore è un pacchetto misto di piastre incassate e a membrana.
È importante testare il materiale di alimentazione in anticipo per garantire non solo la scelta del tipo di filtropressa e delle piastre più adatte, ma anche la selezione dei migliori materiali di costruzione per i vari componenti, in modo che le filtropresse funzionino nella maniera più efficiente possibile per l'applicazione.