Filterpapier is een poreus papierproduct dat in het laboratorium wordt gebruikt om vaste deeltjes van vloeistoffen te scheiden. Het is gemaakt van zuivere cellulosevezels en verkrijgbaar in een breed scala aan porositeiten, diktes en chemische eigenschappen. De juiste keuze van filterpapier is bepalend voor de kwaliteit en betrouwbaarheid van de uitkomst: gebruik je een te grof filter, dan passeren ongewenste deeltjes het papier; kies je te fijn, dan duurt de filtratie onnodig lang of raakt het filter verstopt.
Naast filterpapier wordt in het laboratorium ook weegpapier gebruikt. Hoewel weegpapier niet filtreert, wordt het hier meebehandeld omdat het van vergelijkbare materialen is gemaakt en in dezelfde categorie van laboratoriumpapierwaren valt.
Laboratoriumfilterpapier is vervaardigd uit alfa-cellulose, gewonnen uit gezuiverd katoen of houtpulp. Katoencellulose heeft een hogere zuiverheid dan houtcellulose en wordt daarom gebruikt voor analytisch en kwantitatief filterpapier. Het fabricageproces omvat:
Voor glasvezelfilters worden stapelvezels van borosilicaatglas gebruikt met een vezeldiameter van 0,5–1,5 µm — aanzienlijk dunner dan cellulosevezels. Dit geeft glasvezelfilters hun karakteristieke hoge deeltjesretentie gecombineerd met snelle doorstroming. Glasvezelfilters zijn bestand tegen vrijwel alle chemicaliën, met uitzondering van waterstoffluoride (HF).
Het asgehalte is de hoeveelheid anorganische rest die overblijft wanneer filterpapier volledig wordt verbrand bij circa 900 °C. Dit is een van de belangrijkste kwaliteitsparameters, omdat het aangeeft hoe zuiver het papier is en of het geschikt is voor gravimetrische analyse.
Er zijn twee hoofdcategorieën:
Voor gravimetrische analyses — zoals de bepaling van het asgehalte of de gloeirest van een monster — is ashless filterpapier verplicht. Bij routinefiltraties in de scheikunde of biologie is kwalitatief papier in de meeste gevallen afdoende.
Filterpapier wordt gekarakteriseerd door een reeks gestandaardiseerde parameters. Kennis hiervan helpt bij de juiste keuze voor een specifieke toepassing.
De porositeit van filterpapier wordt uitgedrukt als de gemiddelde poriegrootte en de vloeistofsnelheid (flow rate). Beide parameters hangen samen: een groter gemiddeld poriediameter resulteert in een hogere doorstroomsnelheid, maar een lagere retentie van fijne deeltjes.
Gangbare poriegrootten in het laboratorium lopen uiteen van circa 1 µm (zeer fijn, voor fijne neerslag) tot meer dan 25 µm (grof, voor snelle voorfiltratie van grote deeltjes). De vloeistofsnelheid wordt gemeten in ml/min onder gestandaardiseerde condities (meestal met water bij een bepaalde druk of zuigkracht).
Bij vacuümfiltratie is de vloeistofsnelheid minder bepalend omdat de aangelegde onderdruk de doorstroming sterk versnelt. Bij zwaartekrachtfiltratie is de keuze van een voldoende fijnmazig, maar niet te traag papier veel kritischer.
Het oppervlak van filterpapier is niet glad, maar bestaat uit een netwerk van onderling verstrengelde cellulosevezels. Relevante oppervlakteeigenschappen zijn:
Filterpapier wordt door fabrikanten ingedeeld in grades — een genummerd systeem dat porositeit, vloeistofsnelheid, asgehalte en toepassingsgebied combineert. Elke fabrikant hanteert zijn eigen nummering, maar onderstaand overzicht geeft een beeld van de meest gebruikte grades.
Onderstaande waarden zijn afkomstig uit technische specificaties van Whatman (Cytiva). Basisgewicht in g/m², dikte in µm, luchtdoorstroomtijd in s/100 mL/in².
Naast de standaard kwalitatieve grades levert Whatman ook natte-sterkte varianten. Deze bevatten een kleine hoeveelheid chemisch stabiel hars, waardoor ze aanzienlijk sterker zijn in natte toestand. Ze zijn geschikt voor toepassingen waarbij het filter intensief wordt gebruikt of waarbij precipitaat van het papieroppervlak moet worden teruggewonnen. Omdat het hars stikstof bevat, zijn deze grades niet geschikt voor Kjeldahl-stikstofbepalingen.
Whatman ashless kwantitatief filterpapier wordt verbrand bij 900 °C in lucht. Het asresidu is zo laag dat het voor alle praktische gravimetrische doeleinden verwaarloosbaar is.
Deze grades hebben een iets hoger asgehalte dan de ashless varianten, maar bieden in ruil daarvoor een hardere, gladde oppervlaktestructuur en aanzienlijk hogere natte sterkte en chemische weerstand. Ze zijn bijzonder geschikt voor vacuümfiltratie in Büchner-trechters, waarbij het precipitaat na filtratie van het papieroppervlak moet worden teruggewonnen door schrapen.
De hardened ashless grades combineren het laagste asgehalte met zuurbehandeling voor hoge natte sterkte en chemische weerstand. Dit zijn de filters voor de meest veeleisende analytische toepassingen.
De 589-serie is in Europa wijdverbreid en staat bekend onder de kleuren van de verpakkingslint. De grades zijn gecertificeerd als ashless en voldoen aan DIN 53 135.
Macherey-Nagel, opgericht in 1911 in Düren (Duitsland), hanteert een eigen graderingssysteem. De MN 640-serie is de standaard ashless-lijn en loopt vrijwel parallel aan de Whatman-40-serie. MN gebruikt kleurcodering van de verpakking als referentie, analoog aan de Schleicher & Schuell-lintconventie.
De kwalitatieve lijn MN 615/616/617/618/619 loopt parallel aan Whatman 1/2/4/3/5/6:
Elke fabrikant hanteert zijn eigen nummering, maar veel grades zijn functioneel vergelijkbaar. De onderstaande tabel geeft een overzicht van de meest gebruikte equivalenten, geordend op toepassing.
Equivalenten zijn benaderend. Poriegroottes tussen fabrikanten zijn niet altijd direct vergelijkbaar, omdat de meetmethode (deeltjesretentie versus luchtdoorstroomtijd) verschilt per fabrikant. Raadpleeg altijd het technisch specificatieblad van de betreffende fabrikant voor kritische toepassingen.
Naast de analytische standaardgrades bestaat er een breed scala aan gespecialiseerde filterpapieren voor specifieke toepassingen:
Gecrepte en geëmbosseerde filters hebben een vergroot effectief oppervlak ten opzichte van glad papier, wat snelle filtratie van grote vloeistofvolumes mogelijk maakt. Gecrepte filters worden geleverd als vellen, rondfilters, geplooide filters en rollen. Toepassing onder andere in de drankenindustrie, galvanotechniek en het filtreren van oliën, verven en essentiële oliën.
Fasescheidingsfilters (hydrofobe filters) zijn geïmpregneerd met silicone, waardoor ze niet bevochtigbaar zijn met water. Water-niet-mengbare organische solventen passeren het filter probleemloos, terwijl de waterige fase achtergehouden wordt. Dit maakt een elegante fasescheiding mogelijk zonder trechter en scheidende funnel. Macherey-Nagel biedt hiervoor MN 616 WA en MN 617 WA; vergelijkbare producten zijn verkrijgbaar van andere fabrikanten.
Zwarte filterpapieren (MN 220) zijn geverfd met een zwaveldye en worden gebruikt om kleine hoeveelheden witte neerslag zichtbaar te maken — bijvoorbeeld bij de detectie van fluor of silicium. Het zwarte oppervlak biedt een sterk contrast met het neersslag.
Kieselgoer (diatomeeënaarde) papier (MN 660) bevat diatomeeënaarde en zorgt voor adsorptieve naklaring van zeer fijne troebelingen, zoals in urineanalyse en suikeroplossingen. Melkserum, zetmeelsuspensies en suikerhoudende oplossingen voor polarimetrie worden hiermee helder gefilterd.
Geactiveerd-koolfilter papier (MN 728) bevat circa 30% geïncorporeerde actieve kool die niet in het filtraat kan worden uitgewassen. Geschikt voor ontkleuring van gekleurde oplossingen, onder andere in galvanotechniek en elektroplateerinstallaties.
Ionenwisselaarfilterpapier bevat geïmmobiliseerde ionenwisselaarharsen: sterk-zuur kationenwisselaar (SO₃H, H⁺-vorm, capaciteit 2,0 meq/g) of sterk-basisch anionenwisselaar (kwartaire ammoniumgroepen, OH⁻-vorm, capaciteit 1,3 meq/g). Een geplooide filter van 15 cm Ø is voldoende om 100 mL water met een hardheid van 10 °dH te ontmineraliseren.
Whatman binder-vrije glasvezelfilters zijn gemaakt van 100% borosilicaatglas. Ze bevatten geen bindmiddel, wat hen inert maakt voor de meeste oplosmiddelen en geschikt voor gloei-toepassingen tot 500 °C. De filters worden ook gebruikt als prepilter voor membraanfilters dankzij hun hoge beladingscapaciteit.
Glasvezelfilters met anorganisch of organisch bindmiddel hebben een hogere mechanische sterkte en zijn inzetbaar in gestandaardiseerde norm- en EPA-methoden.
Voor toepassingen waarbij zeer lage concentraties anorganische elementen worden gemeten (ICP-MS, AAS, XRF), is de chemische zuiverheid van het filter cruciaal. Onderstaand zijn typische sporenelement-gehaltes (ng/g papier) voor drie Whatman-grades, bepaald door de fabrikant.
Opvallend is het relatief hoge stikstofgehalte van grade 542: dit komt door het hardbindmiddel dat stikstof bevat. Grade 42 (ashless, zonder bindmiddel) heeft een aanzienlijk lager stikstofgehalte en is daarmee de juiste keuze voor Kjeldahl-analyses. Het hoge calciumgehalte in grade 1 ten opzichte van grade 42 en 542 illustreert het effect van de zuurwassing die kwantitatieve filters ondergaan.
De keuze van filtreermethode bepaalt mede welk type en welke grade filterpapier het meest geschikt is:
Bij zwaartekrachtfiltratie doorloopt de vloeistof het papier uitsluitend door de werking van de zwaartekracht. Er wordt gebruik gemaakt van een trechter op een erlenmeyer of bekerglas. Het filterpapier wordt gevouwen tot een kegel (conventioneel of geplooide vouwtechniek). Een geplooide filter (geaccordeoneerd) heeft een groter effectief oppervlak en filtreert sneller doordat lucht langs de zijkant kan ontsnappen.
Geschikt filterpapier: Grade 1 (kwalitatief) of grade 40 (kwantitatief) voor routinewerk. Gebruik geplooide filters voor hete filtraties waarbij kristallisatie in de trechter moet worden voorkomen.
Bij vacuümfiltratie wordt via een zuigfles en waterstraalpomp of vacuümpomp onderdruk aangelegd. Het filterpapier wordt plat (ongeplooide) in een Büchner- of Hirsch-trechter geplaatst en moet alle gaatjes in de bodem bedekken zonder te zijn omgevouwen. Het papier wordt eerst bevochtigd met koud oplosmiddel om het te fixeren en kristallen te voorkomen die onder het papier door kruipen.
Geschikt filterpapier: Kies een grade afgestemd op de deeltjesgrootte van het neerslag. Gebruik natte-sterkteversies voor hoge vacuümdrukken om scheuren te voorkomen.
Wanneer een oplossing bij afkoeling kristalliseert, wordt hete filtratie toegepast. De gehele filteropstelling wordt verwarmd. Gebruik hiervoor altijd een geplooide filter in een stengelvrije trechter om drukverschillen te egaliseren. Een te trage grade kan leiden tot onnodige afkoeling en kristallisatie in het papier.
Er zijn twee manieren om filterpapier voor de trechter te vouwen:
Weegpapier is een gladgeperst, vochtsbestendig papier dat wordt gebruikt om vaste stoffen nauwkeurig af te wegen op een analytische of precisiebalans. Het is niet bedoeld voor filtratie, maar maakt deel uit van dezelfde productgroep.
Kenmerken van weegpapier:
Naast vlak weegpapier zijn er weegschuitjes (weighing boats): driedimensionaal gevormde bakjes van stijf pergamentpapier voor het afwegen van viskeuze, stroperige of hygroscopische stoffen. Pergament MN 40/25 (30 g/m²) is een opkreukbaar perkamentpapier dat in de suikerindustrie wordt gebruikt voor stroperige en half-gekristalliseerde monsters. Weegschuitjes zijn verkrijgbaar in formaten van 58×10×10 mm tot 70×23×15 mm.
De markt voor laboratoriumfilterpapier kent een aantal grote internationale leveranciers:
Bij de meeste toepassingen zijn Whatman- en Munktell-equivalente grades volledig uitwisselbaar, mits de porositeit en het asgehalte overeenkomen.
Een speciale categorie binnen de cellulosefilterpapieren zijn extractiehulzen (extraction thimbles). Deze cilindrische hulzen worden gebruikt in Soxhlet-extractie en andere geautomatiseerde extractorsystemen om vaste monsters te houden terwijl het extractiemiddel er doorheen wordt gepompt. Toepassingen zijn onder andere:
Cellulose-extractiehulzen zijn beschikbaar in een breed formatenspectrum van 8×40 mm tot 70×330 mm en zijn verkrijgbaar met of zonder deksel, in standaard of dichte uitvoering en in varianten speciaal voor geautomatiseerde extractors (FOSS, Gerhardt, Büchi, VELP). Voor extractie bij hoge temperaturen zijn glazevezelextractiehulzen (glasvezel, zonder bindmiddel) beschikbaar tot 500 °C, voorzien van afdichtingskraag en vingervlakken voor stofanalyse in rookgassen.
Naast filterpapier en glasvezelfilters zijn er membraanfilters: dunne synthetische of (half)synthetische films met nauwkeurig gecontroleerde poriegrootten van 0,02 tot 12 µm. Membraanfilters worden ingezet wanneer cellulosefilterpapier niet volstaat: bij sterilisatiefiltratie, microbiologische kweek, HPLC-sample-prep en deeltjesanalyse onder de microscoop. Elk materiaal heeft specifieke eigenschappen die de keuze bepalen.
Celluloseacetaat (CA) membranen zijn hydrofiel, hebben een zeer lage eiwitbinding en zijn bestand tegen waterige en alcoholische media. Ze zijn steriliseerbaar tot 180 °C. Poriegrootten: 0,2–1,2 µm. Toepassingen: biologische en klinische analyse, steriliteitstests, scintillatiemetingen.
Cellulosenitraat (CN) membranen worden gefabriceerd onder strenge cleanroom-condities. Ze hebben een smalle poriegrootteverspreiding, lage extractables en hogere flexibiliteit dan de meeste andere membranen. Poriegrootten: 0,1–8 µm. Ze zijn leverbaar als gewone witte filters, gegrasterde filters (rasterlijnafstand 3,1 mm) en in steriele uitvoering. Toepassingen: samplevoorbereiding, microbiologisch onderzoek, waterfiltratie.
Membra-Fil gemengde-ester membranen bestaan uit circa 80% cellulosenitraat en 20% celluloseacetaat. Het resulterende oppervlak is gladder en uniformer dan puur nitrocellulose. De kleurcontrast tussen filter en kolonies vergemakkelijkt het telproces bij microbiologische kweek. Beschikbaar in zwart (voor epifluorescentiemicroscopie) en wit, zowel glad als gerasterd. Steriliseerbaar door autoclaafbehandeling. Poriegrootten: 0,2–12 µm.
Nylon membranen zijn hydrofiel en mechanisch zeer sterk. Ze zijn bestand tegen waterige en de meeste organische oplossingen, niet aantastbaar door autoclaveren tot 121 °C, en worden gebruikt voor HPLC-mobiele fase-filtratie, vacuümdegassing en weefselkweekmedium-filtratie. Beschikbaar in 0,2 en 0,45 µm.
PTFE membranen zijn chemisch volledig inert en bestand tegen de meeste zuren, basen en organische oplosmiddelen. Ze zijn hydrofob van nature, wat ze geschikt maakt voor lucht- en gassterilisatie naast agressieve vloeistoffiltratie. Maximale gebruikstemperatuur: 150 °C. Gangbare poriegrootten: 0,2, 0,5 en 1,0 µm. Toepassingen: HPLC-samplevoorbereiding (0,5 µm), steriele ventilatie van fermentorvaten en filtratietanks (0,2 µm).
Track-etched polycarbonaat membranen (Whatman Cyclopore, Nuclepore) hebben cilindrische poriën met een bijzonder smalle poriegrootteverspreiding. Deeltjes worden volledig op het oppervlak vastgehouden en zijn direct zichtbaar onder de microscoop zonder overbrenging. Beschikbaar in poriegrootten van 0,015 tot 12 µm. Toepassingen: epifluorescentiemicroscopie, omgevingsanalyse, celbiologie, EPA-testmethoden, parasitologie.
Anopore Anodisc membranen zijn gemaakt van hoog-zuiver aluminiumoxide (Al₂O₃), elektochemisch geproduceerd. Ze hebben een honingraatstructuur met nauwkeurig gedefinieerde, rechte poriën zonder zijdelingse verbindingen. Maximale gebruikstemperatuur: 400 °C (Anodisc 13). Beschikbaar in 0,02, 0,1 en 0,2 µm. Toepassingen: HPLC-mobiele fase en degassing, gravimetrische analyse, liposoomextrusie, scanning-elektronenmicroscopie, bacteriënanalyse, nanodeeltjesfiltratie.
In de professionele zaadteelt en plantenveredeling is kiempapier een dagelijks verbruiksartikel. Zaadbedrijven, veredelingsinstituten en kwaliteitslaboratoria voeren routinematig kiemkrachtbepalingen uit op nieuwe rassen, zaadpartijen en bewaarmonsters. De betrouwbaarheid van die bepalingen staat of valt met de kwaliteit van het kiempapier: een inconsistente pH, te hoog geleidingsvermogen of vezels die in de wortels groeien verstoren de uitkomst en maken vergelijking tussen partijen onmogelijk.
Kiempapier is filterpapier dat voldoende water vasthoudt om zaden te laten ontkiemen, maar toch genoeg lucht doorlaat om anaerobe rotting te voorkomen. Het is vervaardigd van hoogzuivere cellulose zonder bleekmiddelen of chemische additieven, zodat er geen stoffen worden afgegeven die de kieming remmen of de uitkomst beïnvloeden.
Voor geaccrediteerde kiemkrachtbepalingen schrijft de ISTA (International Seed Testing Association) specifieke papierkwaliteiten voor. Kiempapier voor ISTA-methoden moet aan de volgende eisen voldoen:
Afhankelijk van de gewassoort en het testprotocol wordt een van de drie ISTA-plaatsingsmethoden gebruikt, elk met een eigen papiertype:
Naast ISTA-gecertificeerd kiempapier wordt in de veredeling ook standaard filterpapier van grade 1 gebruikt voor oriënterende kiemproeven, screening van kruisingsmateriaal en interne kwaliteitscontrole. Voor dit gebruik is zuiver, ongebleekt filterpapier geschikt. Gebruik geen chemisch behandeld papier (gehard of gewassen met organische solventen), omdat residuen de kiemingsfysiologie kunnen verstoren.
Filterpapier is verkrijgbaar in twee hoofdvormen: als rondfilter (vlakke cirkel) en als vouwfilter (voorgevouwen tot kegelvorm). Rondfilters worden zelf gevouwen door de gebruiker — doorgaans tot een kwart of tot een geplooide kegel — en zijn geschikt voor zowel zwaartekracht- als vacuümfiltratie. Vouwfilters zijn in de fabriek al tot een kegelvorm met meerdere plooien gevouwen en zijn direct te plaatsen in een trechter.
Het voordeel van een vouwfilter (ook wel geplooide filter of gevouwen filter) ten opzichte van een eenvoudig gevouwen rondfilter is het vergroot effectief filteroppervlak: door de plooien is meer papieroppervlak in contact met de vloeistof, wat de filtretiesnelheid bij zwaartekrachtfiltratie aanzienlijk verhoogt. Vouwfilters zijn daarom bij uitstek geschikt voor grote vloeistofvolumes, visceuze oplossingen en situaties waarbij snelheid belangrijker is dan maximale retentie. Ze zijn niet geschikt voor vacuümfiltratie in een Büchner-trechter, omdat de plooien bij onderdruk inklappen.
Rondfilters en vouwfilters zijn verkrijgbaar in dezelfde gradereeks — kwalitatief en kwantitatief — en in gangbare diameters van 55 tot 240 mm. De keuze tussen beide leveringsvormen is een praktische afweging: vouwfilters besparen tijd in routinelaboratoria met hoge doorloopvolumes; rondfilters bieden meer flexibiliteit in toepassingen (zowel trechter als Büchner).
Extractiehulzen zijn cilindrische filterhulzen die worden gebruikt in Soxhlet-extractieapparatuur. Bij Soxhlet-extractie wordt een vast monster herhaaldelijk gespoeld met een organisch oplosmiddel om de doelverbindingen te extraheren. Bij Soxhlet-extractie wordt een vast monster — zoals grond, voedsel, diervoeders of sediment — herhaaldelijk gespoeld met een organisch oplosmiddel om de doelverbindingen te extraheren. De extractiehuls houdt het vaste monstermateriaal bijeen terwijl het oplosmiddel vrijelijk door de wand diffundeert. Typische toepassingen zijn de bepaling van vet- en oliegehalte, pesticidenresiduen, polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) en andere organische verbindingen in vaste matrices.
Extractiehulzen zijn verkrijgbaar in twee hoofdmaterialen:
De maatvoering van extractiehulzen is gestandaardiseerd naar de inwendige diameter en lengte van de Soxhlet-extractiebuis. Gangbare maten zijn 22×80 mm, 26×60 mm, 33×80 mm, 33×100 mm en 43×123 mm. Het is belangrijk dat de huls precies past in de extractiebuis: een te losse huls laat monstermateriaal ontsnappen langs de wand; een te strakke huls belemmert de oplosmiddelcirculatie. Vul de huls nooit tot boven de bovenrand — laat minimaal 1 cm ruimte voor uitzetting van het monster bij verhitting.
Labvakhandel levert filterpapier, weegpapier en extractiehulzen voor uiteenlopende laboratoriumtoepassingen: van routinefiltraties in het onderwijs tot kwantitatief ashless filterpapier voor analytische chemie en extractiehulzen voor Soxhlet-extractie. Ons assortiment omvat rondfilters in gangbare diameters, geplooide filters, glasvezelfilters, weegpapier in diverse formaten en cellulose- en glasvezel-extractiehulzen.
Bekijk het assortiment filtreerpapier, membraanfilters, filtratie-apparatuur en weegpapier, of neem contact op voor advies bij de keuze van het juiste type voor uw toepassing.
Inloggen
Wachtwoord vergeten
Account aanmaken
Uw winkelwagen is leeg.
