ورق الترشيح

ورق الترشيح عبارة عن حاجز ورقي شبه منفذ يوضع بشكل عمودي على تدفق السائل أو الهواء. ويستخدم لفصل الجزيئات الصلبة الدقيقة عن السوائل أو الغازات.

ورق الترشيح: يستخدم لفصل المواد الصلبة عن السوائل.

تتكون المواد الخام عادةً من أنواع مختلفة من لب الورق . وقد يُصنع اللب من الخشب اللين أو الخشب الصلب أو المحاصيل الليفية أو الألياف المعدنية .

ملكيات

يتمتع ورق الترشيح بخصائص متنوعة. ومن أهم هذه الخصائص: قوة التحمل في حالة البلل ، والمسامية ، واحتجاز الجسيمات ، ومعدل التدفق الحجمي ، والتوافق، والكفاءة، والسعة.

توجد آليتان للترشيح باستخدام الورق: الترشيح الحجمي والترشيح السطحي. في الترشيح الحجمي، تُحجز الجزيئات داخل كتلة ورق الترشيح. أما في الترشيح السطحي، فتُحجز الجزيئات على سطح الورق. يُستخدم ورق الترشيح في الغالب لقدرته على امتصاص كمية كبيرة من السائل حتى في قطعة صغيرة منه.

التصنيع

تتنوع المواد الخام المستخدمة في صناعة ورق الترشيح، وتشمل أنواعًا مختلفة من لب الورق . قد يكون اللب مصنوعًا من الخشب اللين أو الصلب ، أو من محاصيل الألياف ، أو الألياف المعدنية . وللحصول على مرشحات عالية الجودة، يُستخدم لب الورق المذاب ولب الورق المعالج بالمرسرة . تُصنع معظم أوراق الترشيح باستخدام آلات ورق صغيرة ، وقد يصل عرض الآلات المستخدمة في مرشحات المختبرات إلى 50 سم. غالبًا ما يُجعد  الورق لتحسين مساميته. كما يمكن معالجة أوراق الترشيح بمواد كيميائية أو تشريبها للحصول على الخصائص المطلوبة.

الأنواع

فلاتر الهواء

ورق ترشيح الهواء في محرك السيارة

يُستخدم فلتر الهواء بشكل أساسي لتزويد محركات الاحتراق بالهواء . تُحوّل أوراق الترشيح إلى خراطيش ترشيح، تُركّب بدورها في حامل. يتطلب تصميم الخراطيش أن تكون الورقة صلبة بما يكفي لدعم نفسها. يجب أن تكون ورقة فلتر الهواء مسامية للغاية، وأن يتراوح وزنها بين 100 و200 غ/م² . عادةً ما يُستخدم لبّ ألياف طويل مُعالَج بالمرسرة للحصول على هذه الخصائص. يُشرب الورق عادةً لتحسين مقاومته للرطوبة . [ 1 ] : 113 بعض الأنواع عالية التحمل مصممة بحيث يمكن شطفها، مما يُطيل عمر الفلتر.

القهوة والشاي

تاريخياً، كان يتم استخدام ورق الترشيح أو القماش لاستخلاص القهوة المفلترة.

تُصنع فلاتر القهوة الورقية الحديثة من ورق مجعد بوزن 100 غ/م² تقريبًا . يسمح التجعيد بتدفق القهوة بحرية بين الفلتر وقمع الترشيح . [ 2 ] تتكون المواد الخام ( اللب ) المستخدمة في صناعة ورق الترشيح من ألياف طويلة خشنة ، غالبًا من أشجار سريعة النمو. على سبيل المثال، تستخدم شركة ميليتا ما يصل إلى 60% من ألياف الخيزران في فلاترها منذ عام 1998. [ 3 ] يتوفر ورق الترشيح بنوعين : مبيض وغير مبيض. [ 1 ] : 114 تُصنع فلاتر القهوة بأشكال وأحجام مختلفة لتناسب مختلف أنواع الحوامل. ومن أبرزها أنظمة فلاتر القهوة (الورقية) التي قدمتها شركات ميليتا (1908، 1932، 1936، 1965)، وكيمكس (1941)، وهاريو (2004 ).

المعايير المهمة هي القوة والتوافق والكفاءة والقدرة.

تُستخدم أكياس الشاي أيضًا كنوع من المرشحات الورقية. وهي مصنوعة من ألياف الأباكا ، وهي ألياف رفيعة وطويلة جدًا من قنب المانيلا. غالبًا ما يُضاف إلى الورق نسبة ضئيلة من الألياف الاصطناعية . يتميز ورق الكيس بمساميته العالية ورقته، كما أنه يتمتع بقوة عالية عند البلل . [ 1 ] : 114

فلاتر الوقود

الورق المستخدم في مرشحات الوقود هو ورق مجعد ذو مسامية مضبوطة، يُطوى ويُلف على شكل خراطيش. تتكون المادة الخام لورق الترشيح المستخدم في مرشحات الوقود من مزيج من ألياف الخشب الصلب واللين. يبلغ وزن الورق الأساسي 50-80  غ/ م² . [ 1 ] : 114

مرشحات الألواح الأفقية

يُستخدم ورق الترشيح ذو الألواح الأفقية على نطاق واسع في العمليات الصناعية. ويُصمم ورق الترشيح عادةً وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة. يتراوح معدل احتجاز الجزيئات بالميكرون بين 1 و100 ميكرون، ولكن يُستخدم التراب الدياتومي عادةً مع ورق الترشيح للحصول على ترشيح دون الميكرون. ويمكن استخدام الكربون المنشط أو مواد ترشيح أخرى مع ورق الترشيح لتكوين طبقة ترشيح لتحقيق نتائج محددة. كما يمكن تشريب ورق الترشيح بالتراب الدياتومي أو الكربون المنشط.

فلاتر الزيت

فلتر زيت مقطعي مع ظهور الورق بداخله

يُصفّى زيت المحرك لإزالة الشوائب. وتُجرى عملية ترشيح الزيت عادةً بالترشيح الحجمي. وتُشرب أوراق الترشيح المستخدمة في زيوت التشحيم بمواد مقاومة لدرجات الحرارة العالية. [ 1 ] : 113

ورق من الدرجة المختبرية

صورة ممسوحة ضوئياً لورق ترشيح واتمان 4 النوعي تم التقاطها بتكبير 840 مرة تحت المجهر الإلكتروني الماسح .

تُستخدم أوراق الترشيح على نطاق واسع في التجارب المخبرية في العديد من المجالات المختلفة، من علم الأحياء إلى الكيمياء. ويختلف نوع المرشح المستخدم تبعًا لغرض الإجراء والمواد الكيميائية المستخدمة. وعمومًا، تُستخدم أوراق الترشيح مع تقنيات مخبرية مثل الترشيح بالجاذبية أو الترشيح بالتفريغ. [ 4 ]

تاريخياً، كان نوع من الورق الناعم المسامي يسمى charta emporetica يستخدم في الصيدلة كمرشح وورق تغليف. [ 5 ]

ورق ترشيح نوعي

يُستخدم ورق الترشيح النوعي في تقنيات التحليل النوعي لتحديد المواد. وتوجد درجات مختلفة من ورق الترشيح النوعي وفقًا لحجم المسام. يوجد إجمالًا 13 درجة مختلفة من ورق الترشيح النوعي. أكبر حجم للمسام هو الدرجة  4؛ وأصغر حجم للمسام هو الدرجة 602  h؛ أما الدرجات الأكثر استخدامًا فهي من الدرجة  1 إلى الدرجة 4. [ 6 ]

ورق ترشيح نوعي 150 مم
الصف  الأول
يبلغ حجم مسام ورق الترشيح النوعي 11 ميكرومترًا . ويُستخدم هذا النوع من ورق الترشيح على نطاق واسع في العديد من المجالات المختلفة في التحليل الزراعي، ومراقبة تلوث الهواء ، وغيرها من التجارب المماثلة. [ 6 ] 
الصف  الثاني
يبلغ حجم مسام ورق الترشيح النوعي 8  ميكرومتر. ويتطلب هذا النوع من ورق الترشيح وقت ترشيح أطول من  ورق الترشيح من الدرجة الأولى. ويُستخدم هذا النوع من ورق الترشيح لرصد ملوثات محددة في الغلاف الجوي واختبار التربة. [ 6 ]
الصف  الثالث
يبلغ حجم مسام ورق الترشيح النوعي 6  ميكرومتر. هذا النوع من ورق الترشيح مناسب جدًا لحمل العينات بعد الترشيح. [ 6 ]
الصف  الرابع
يبلغ حجم مسام ورق الترشيح النوعي 20-25  ميكرومترًا. يتميز هذا النوع من ورق الترشيح بأكبر حجم للمسام بين جميع أنواع ورق الترشيح النوعي القياسية. وهو مفيد جدًا كمرشح سريع لتنقية السوائل الجيولوجية أو المستخلصات العضوية أثناء التجارب. [ 6 ]
الدرجة 602  ح
يبلغ حجم مسام ورق الترشيح النوعي 2  ميكرومتر. يتميز هذا النوع من ورق الترشيح بأصغر حجم مسام بين جميع أنواع ورق الترشيح النوعي القياسية. ويُستخدم لجمع أو إزالة الجزيئات الدقيقة. [ 6 ]

ورق ترشيح كمي

يُستخدم ورق الترشيح الكمي، المعروف أيضاً بورق الترشيح الخالي من الرماد، في التحليل الكمي والوزني. وأثناء عملية التصنيع، يستخدم المنتجون الأحماض لجعل الورق خالياً من الرماد وتحقيق نقاء عالٍ. [ 7 ] [ 8 ]

استخدامات ورق الترشيح في كروماتوغرافيا الورق

أوراق الكروماتوغرافيا

الكروماتوغرافيا هي طريقة يستخدمها الكيميائيون لفصل المركبات. يتميز هذا النوع من ورق الترشيح بمعدل تدفق مائي وسرعة امتصاص محددين لتحقيق أقصى قدر من النتائج في كروماتوغرافيا الورق. تتراوح سرعة امتصاص هذا النوع من ورق الترشيح من 6  سم إلى 18  سم، ويتراوح سمكه من 0.17  مم إلى 0.93  مم. [ 9 ]

كشتبانات الاستخراج

أنابيب الاستخلاص عبارة عن ورق ترشيح على شكل قضيب، يُستخدم غالبًا في أجهزة استخلاص سوكسلت أو أجهزة الاستخلاص بالرذاذ. وهي مثالية للكشف عالي الحساسية، ويعتمد الأداء على سُمك القطر الداخلي. كما أنها تُستخدم عادةً في مجالات مراقبة الأغذية والرصد البيئي. [ 10 ]

فلتر من الألياف الزجاجية

يتميز مرشح الألياف الزجاجية بمسام يبلغ قطرها 1  ميكرومتر، وهو مفيد لترشيح المحاليل شديدة التلوث أو المحاليل التي يصعب ترشيحها. كما يتميز مرشح الألياف الزجاجية بعمره الطويل، وقدرته على ترشيح نطاق واسع من الجسيمات، ومنع تلوث العينات. [ 11 ] بالإضافة إلى ذلك، تُناسب أنواع مختلفة من مرشحات الألياف الزجاجية ظروف ترشيح متنوعة. يوجد سبعة أنواع مختلفة من مرشحات الألياف الزجاجية، ويكمن الاختلاف الرئيسي بينها في سُمكها.

فلتر ألياف الكوارتز

يتميز ورق الترشيح المصنوع من ألياف الكوارتز بمقاومة عالية للمواد الكيميائية، ولا يمتص أكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت ، ولا يتأثر بالرطوبة، كما أنه سهل التعقيم. ولذلك، يُستخدم في الغالب لتحليل تلوث الهواء. [ 12 ]

مرشح PTFE

يتميز مرشح البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) بنطاق واسع لدرجة حرارة التشغيل (-120  درجة مئوية  إلى 260  درجة مئوية) ونفاذية عالية للهواء . تجعله مقاومته لدرجات الحرارة العالية مناسبًا للاستخدام في أجهزة التعقيم بالبخار. ويُستخدم غالبًا لترشيح الزيوت الساخنة والمذيبات القوية وجمع الجسيمات العالقة في الهواء. [ 12 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 بولابورو، هانو فيليامي [باللغة الفنلندية] (2000). "5". درجات الورق والكرتون . علم وتكنولوجيا صناعة الورق. المجلد  18. فنلندا: فابيت أو واي. الصفحات 113-114 . ISBN  952-5216-18-7.
  2. ^ جاني، جوناثان [في ويكي بيانات] (2020). زيمر، جان (محرر). فيزياء القهوة المفلترة (1 ed.). سكوت راو. رقم ISBN  978-0-578-24608-6.(xvi+249+3 صفحات)
  3. ^ “111 Jahre Melitta Zeitstrahl Allgemein” (PDF) (في المانيا). مليتا . مؤرشفة (PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 2023-03-10 . تم الاسترجاع بتاريخ 2023-06-08 .
  4. "تقنيات الترشيح" (ملف PDF) . تقنيات الترشيح . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 1 مايو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 نوفمبر 2015 .
  5. ^ تشامبرز، افرايم ، أد. (1728). "تشارتا إمبوريتيكا" . Cyclopædia، أو القاموس العالمي للفنون والعلوم ( الطبعة الأولى). جيمس وجون كنابتون، وآخرون.  
  6. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ "أوراق الترشيح والأغشية" (ملف PDF) . أوراق الترشيح والأغشية . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ ٢٢ نوفمبر ٢٠١٥. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢١ نوفمبر ٢٠١٥ .
  7. "أوراق ترشيح للمختبرات والصناعة" (ملف PDF) . أوراق ترشيح للمختبرات والصناعة . سارتوريوس ستيديم. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 22-11-2015 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-11-2015 .
  8. "أوراق ترشيح المختبر" . أوراق ترشيح المختبر .
  9. "ورق ترشيح المختبر" (ملف PDF) . ورق ترشيح المختبر . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 9 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 نوفمبر 2015 .
  10. "أختام استخلاص السليلوز" . هانيمول . مؤرشف من الأصل بتاريخ 22-11-2015 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-11-2015 .
  11. "مرشحات الألياف الزجاجية" . مرشحات الألياف الزجاجية . شركة بال. مؤرشف من الأصل بتاريخ 22-11-2015 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-11-2015 .
  12. 1 2 "ورق ترشيح المختبر" (ملف PDF) . ورق ترشيح المختبر . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 2016-03-09 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2015-11-21 .