Soluciones prácticas para los retos de filtración

Se espera que los sistemas de filtración ofrezcan un rendimiento fiable todos los días, ya sea para proteger un proceso farmacéutico estéril, clarificar una bebida antes del envasado o eliminar partículas del aire comprimido. En la práctica, incluso los sistemas bien diseñados pueden tener problemas. Los cambios en las condiciones de funcionamiento, el desgaste del equipo o la calidad de la alimentación pueden causar problemas que afectan a la integridad del producto, aumentan los costes y acortan la vida útil del filtro. La mejor manera de evitar estos contratiempos es comprender por qué ocurren y cómo evitarlos. A continuación, exploramos algunos de los retos de filtración más comunes en todas las industrias y compartimos formas prácticas de resolverlos. Haga clic en un reto para obtener más información sobre su causa raíz y cómo resolverlo de forma eficaz.

La derivación se produce cuando el líquido o el gas resbalan alrededor del elemento filtrante en lugar de pasar a través de él. Esto suele ser causado por juntas tóricas dañadas o asentadas incorrectamente, superficies de sellado desgastadas o el uso de un código de cartucho incorrecto para la carcasa. En algunos casos, un par de apriete incorrecto durante la instalación puede dejar un espacio lo suficientemente grande como para que pasen los contaminantes.

Las buenas prácticas de instalación son la primera defensa. Inspeccione todas las juntas durante cada cambio y sustituya las juntas tóricas en lugar de reutilizarlas. Confirme que el cartucho se ajusta correctamente a la carcasa y apriételo según las especificaciones del fabricante. En procesos críticos, realice una prueba de integridad, como una comprobación del punto de burbuja o de difusión, antes de reanudar el funcionamiento. La estandarización de estos pasos con una lista de comprobación de instalación ayuda a evitar futuros eventos de derivación.

A veces, un filtro puede añadir contaminación en lugar de eliminarla. El desprendimiento de medios se produce cuando se liberan fibras o partículas del material del filtro en el flujo de producto. Esto puede suceder con cartuchos para heridas de baja calidad, filtros de profundidad degradados o membranas dañadas por picos de presión. La manipulación brusca durante la instalación o el funcionamiento de elementos fuera de sus límites nominales puede agravar el problema.

El uso de cartuchos de bobinado de filamento continuo o fibras unidas térmicamente reduce el riesgo de desprendimiento. Lleve los sistemas a la presión gradualmente para proteger los medios y utilice diseños de carcasa que mantengan bajas las turbulencias internas. En aplicaciones sensibles como la clarificación de bebidas o la producción estéril, enjuague el filtro antes de su uso para eliminar las partículas sueltas.

Los elementos de filtración están diseñados para funcionar dentro de rangos de presión específicos, pero las condiciones de proceso reales no siempre se mantienen dentro de esos límites. Los picos de presión repentinos, causados por cierres rápidos de la válvula, arranques de la bomba o reversiones abruptas del flujo, pueden dañar los cartuchos o las carcasas. Esto puede provocar costuras rotas, pliegues colapsados o elementos filtrantes permanentemente deformados, todo lo cual compromete el rendimiento de filtración e incluso puede liberar contaminantes aguas abajo. Los sistemas con un caudal inconsistente o mal regulado están especialmente en riesgo.

Para evitar daños relacionados con la presión, es esencial utilizar bombas de arranque suave, válvulas de cierre lento y amortiguadores de pulsaciones. La instalación de reguladores de presión, válvulas de alivio y limitadores de flujo en ubicaciones clave añade una capa adicional de protección. Si se sospechan fluctuaciones de presión, el uso de un registrador de presión puede ayudar a identificar cuándo se producen picos y cuán graves son, lo que permite realizar mejoras específicas antes de que se produzcan fallos

En los sistemas de filtración que utilizan medios granulares o materiales sueltos, un flujo irregular puede provocar canalizaciones, donde el fluido encuentra el camino de menor resistencia y omite gran parte de la superficie de filtración. Esto crea un «cortocircuito», lo que reduce el tiempo de contacto entre el medio y el producto, lo que a su vez reduce la eficiencia de eliminación. El canalizado puede ser difícil de detectar porque las lecturas de presión pueden parecer normales incluso cuando la filtración real está comprometida.

Para evitarlo, es importante garantizar una distribución uniforme del caudal a través del sistema. En los procesos líquidos, esto se puede lograr mejorando las placas de distribución, utilizando medios correctamente empaquetados o cambiando a diseños de filtración estructurados que resistan el desplazamiento. La inspección periódica de los componentes de distribución del flujo y la uniformidad de la caída de presión en todo el lecho también puede ayudar a detectar signos tempranos de canalización. Como se explica en nuestra guía sobre los tipos de filtración de procesos, los métodos como la filtración en profundidad o la filtración de flujo cruzado están diseñados específicamente para gestionar la carga de partículas y mantener un flujo constante, lo que ayuda a reducir riesgos como el canalizado.

En aplicaciones de alta pureza, el propio filtro puede liberar compuestos no deseados en el producto. Pueden provenir de aditivos poliméricos, adhesivos o residuos de esterilización, que pueden afectar al sabor, al olor o a los resultados del ensayo. Incluso las cantidades mínimas de estas sustancias pueden poner en peligro las formulaciones sensibles o desencadenar problemas de conformidad.
 

El uso de medios filtrantes con bajas sustancias extraíbles para estos procesos y su enjuague antes de su uso ayuda a eliminar los auxiliares de fabricación residuales. También es esencial revisar los datos de los proveedores para confirmar el cumplimiento normativo. En industrias como la alimentaria, la de bebidas ( vino, cerveza, no alcohólica)y la farmacéutica, pueden ser necesarias pruebas independientes o certificaciones de terceros para verificar la seguridad y el rendimiento. El cumplimiento de estos pasos garantiza que su sistema de filtración respalde la integridad del producto en cada etapa.

Muchas plantas todavía dependen únicamente de la presión diferencial como desencadenante para la sustitución del filtro. Aunque la presión diferencial (dP) es un indicador valioso, debe combinarse con otras métricas, como tendencias de calidad del producto, recuentos de partículas o datos microbiológicos. En algunos casos, los filtros pueden seguir funcionando eficazmente más allá del límite arbitrario de dP, mientras que en otros, pueden aparecer problemas de calidad antes de que la dP aumente significativamente.
 

El desarrollo de una estrategia de cambio multifactorial permite un uso más eficiente de la vida útil del filtro sin comprometer la calidad. Al registrar datos operativos y tendencias de rendimiento a lo largo del tiempo, los operarios pueden optimizar los intervalos de mantenimiento, reducir los costes y minimizar el tiempo de inactividad.

Atlas Copco ofrece una amplia gama de soluciones de filtración de procesos diseñadas para abordar estos retos exactos:

• Carcasas de filtro de acero inoxidable como SMH, SLH y SGH, con sellado preciso para evitar el bypass y mantener el rendimiento.
  
  
• Cartuchos de profundidad plisados como PFP-A+, PFP-D+ y filtros de bobinado de filamento continuo como PWP que minimizan la pérdida de fibra y protegen la calidad posterior
  
  
• Filtros de aire y gas estériles como el SMT-G para el control microbiano sin reducir los caudales
  
  
• Filtros de membrana de baja extracción como SME+ y SMV para aplicaciones sensibles de alimentos, bebidas y productos farmacéuticos.

Elegir la combinación adecuada de estas soluciones ayuda a las plantas a mantener una calidad constante del producto, prolongar la vida útil del filtro y reducir el tiempo de inactividad.

Es posible que no se puedan evitar problemas como el bypass, la pérdida de medios, la suciedad y los errores de arranque, pero con prácticas de instalación adecuadas, componentes de alta calidad y un enfoque de mantenimiento preventivo, la mayoría de ellos se pueden detener antes de que causen interrupciones. Reconocer las señales tempranas y actuar rápidamente mantiene los procesos estables y los costes bajo control. Con el respaldo de equipos bien diseñados y un plan de mantenimiento estructurado, un sistema de filtración puede funcionar durante años con una interrupción mínima, protegiendo tanto la producción como la reputación. Póngase en contacto con nuestros expertos en filtración para obtener más información sobre la mejor solución para su aplicación.