A filtração é um processo físico de separação de misturas heterogêneas sólido – líquido ou sólido - gasoso, que consiste basicamente em passar a mistura de interesse através de um meio filtrante que é alocado em um funil de vidro (no caso de filtrações em pequena escala, feitas em laboratório), onde a fração sólida da mistura fica retida no meio filtrante, formando o que chamamos de torta, e a fração líquida ou gasosa, chamada de filtrado, passa pelo meio filtrante e é recolhida em um recipiente (béquer ou outro recipiente que comporte o volume filtrado). Este processo de separação de misturas é amplamente utilizado em análises laboratoriais (industriais e acadêmicas) e em escala industrial (operações unitárias), e proporciona a obtenção de um filtrado purificado e livre de partículas sólidas. No dia a dia também podemos observar a aplicação desta técnica de separação de misturas, quando preparamos a bebida café, ou quando utilizamos o aspirador de pó, que possui em seu interior um filtro que separa a sujeira e poeira aspirada do ar, por exemplo.
Filtração no dia a dia: filtros de papel são utilizados para separar as partículas sólidas do café. Foto: Alpha_7D / Shutterstock.com
Existem diversos tipos de filtração, as mais comuns são a filtração simples e a filtração à vácuo.
Nas separações através da técnica de filtração simples, realizadas para prática acadêmica, ou seja, em aulas práticas de química, utilizamos vidrarias e papel filtro para realizar esse processo de separação de misturas, principalmente para misturas entre sólidos e líquidos, pois a separação de misturas entre sólidos e gases requer processos especiais, que não condizem com as práticas laboratoriais acadêmicas. Neste procedimento, a mistura de interesse é colocada em um béquer e o sistema é montado da seguinte maneira: em um funil de vidro, inserimos o papel filtro previamente dobrado, de modo a se alocar adequadamente ao formato cônico do funil. O funil é inserido em uma argola de metal fixada em um suporte universal, e coloca-se então um recipiente sob a extremidade inferior da haste do funil, para que seja recolhido o filtrado. Após realizar a montagem do sistema de filtração, verte-se a mistura dentro do funil, e através da ação da gravidade, o líquido penetra os microfuros ou poros do meio filtrante e as partículas sólidas com granulometria maiores que os poros do papel filtro ficam retidas, formando a torta. O filtrado é recolhido no recipiente alocado abaixo do funil de vidro.
Esquema de filtração a vácuo. Ilustração: Zern Liew / Shutterstock.com (adaptado)
Nas separações através da técnica de filtração à vácuo, o procedimento é semelhante ao da filtração simples, contudo utiliza-se um funil do tipo Büchner com uma rolha de borracha acoplada em sua haste inferior, para realizar a vedação do sistema, na parte superior do funil é adicionado o meio filtrante, e então o funil é inserido em um frasco Kitassato, com uma ou mais saídas, onde se liga(m) mangueira(s) ao sistema de vácuo ou à uma trompa d’água, para que se forme a pressão positiva no interior do frasco Kitassato, realizando a sucção do filtrado através do vácuo. Este processo torna a filtração mais rápida, produzindo maior volume de filtrado em menor tempo, já que não depende da ação da gravidade para que ocorra a separação da mistura.
Na indústria, o processo de separação de misturas pela técnica de filtração é amplamente empregado nos diversos segmentos de manufatura de produtos, tais como, alimentos e bebidas, produtos químicos, gases, tratamento de água e efluentes, tratamento de esgotos, entre diversas outras aplicações.