25. septembre 2025
Qu’il s’agisse de protéger un procédé pharmaceutique stérile, de clarifier une boisson avant le conditionnement ou d’éliminer les particules de l’air comprimé, les systèmes de filtration doivent fournir des performances fiables chaque jour. En pratique, même des systèmes bien conçus peuvent rencontrer des problèmes. Les changements dans les conditions de fonctionnement, l’usure de l’équipement ou la qualité de l’alimentation peuvent causer des problèmes qui affectent l’intégrité du produit, augmentent les coûts et réduisent la durée de vie du filtre. La meilleure façon d’éviter ces revers est de comprendre pourquoi ils se produisent et comment les éviter. Ci-dessous, nous explorons certains des défis de filtration les plus courants dans tous les secteurs et partageons des moyens pratiques de les résoudre. Cliquez sur un défi pour en savoir plus sur sa cause profonde et sur la manière de le résoudre efficacement.
Dérivation du filtre et fuites au niveau des joints
La dérivation se produit lorsque du liquide ou du gaz glisse autour de l’élément filtrant au lieu de le traverser. Cela est souvent dû à des joints toriques endommagés ou mal positionnés, à des surfaces d’étanchéité usées ou à l’utilisation d’un code de cartouche incorrect pour le boîtier. Dans certains cas, un couple de serrage incorrect lors de l’installation peut laisser un espace suffisamment grand pour permettre aux contaminants de passer.
Les bonnes pratiques d’installation constituent la première défense. Inspectez tous les joints lors de chaque remplacement et remplacez les joints toriques au lieu de les réutiliser. Vérifiez que la cartouche s’insère correctement dans le boîtier et serrez-la conformément aux spécifications du fabricant. Dans les procédés critiques, effectuez un test d’intégrité tel qu’un contrôle du point de bulle ou de diffusion avant de reprendre le fonctionnement. La standardisation de ces étapes à l’aide d’une liste de contrôle d’installation permet d’éviter les futurs événements de contournement.
Déversement de média et libération de fibres
Un filtre peut parfois ajouter de la contamination au lieu de l’éliminer. Le déversement de média se produit lorsque des fibres ou des particules du matériau filtrant sont libérées dans le flux de produit. Cela peut se produire avec des cartouches pour plaies de mauvaise qualité, des filtres de profondeur dégradés ou des membranes endommagées par des pics de pression. Une manipulation brusque pendant l’installation ou le fonctionnement d’éléments en dehors de leurs limites nominales peut aggraver le problème.
L’utilisation de cartouches enroulées à filament continu ou de fibres thermoliées réduit le risque d’écaillage. Mettez les systèmes sous pression progressivement pour protéger les fluides et utilisez des conceptions de boîtier qui maintiennent les turbulences internes à un niveau bas. Dans les applications sensibles telles que la clarification des boissons ou la production stérile, rincez le filtre avant utilisation pour éliminer les particules détachées.
Encrassement prématuré et durée de vie courte du filtre
Une augmentation soudaine de la pression différentielle associée à un débit réduit est un signe d’encrassement prématuré. Un mauvais prétraitement, une charge élevée en solides ou le choix d’un filtre trop fin pour l’application sont des causes fréquentes. Dans les systèmes d’eau, l’encrassement peut résulter de colloïdes ou de la croissance biologique.
L’ajout d’un préfiltre grossier en amont de l’étage final peut capturer les particules plus grosses avant qu’elles ne bouchent les milieux fins. L’augmentation de la surface totale de filtration avec des cartouches plus grandes ou plusieurs éléments peut prolonger la durée de vie. Lorsque l’entartrage ou l’encrassement biologique est un problème, ajustez la chimie de l’eau, ajoutez des biocides ou utilisez des protocoles de nettoyage pour restaurer les performances. La surveillance régulière de la turbidité ou du SDI fournit un avertissement précoce avant que l’encrassement n’entraîne des temps d’arrêt.
Dommages dus à la pression et effondrement de l’élément
Les éléments de filtration sont conçus pour fonctionner dans des plages de pression spécifiques, mais les conditions de procédé réelles ne restent pas toujours dans ces limites. Des pics de pression soudains, causés par des fermetures rapides des vannes, des démarrages de pompe ou des inversions brusques du débit, peuvent endommager les cartouches ou les boîtiers. Cela peut entraîner des soudures cassées, des plis affaissés ou des éléments filtrants déformés de manière permanente, ce qui compromet les performances de filtration et peut même libérer des contaminants en aval. Les systèmes avec un débit incohérent ou mal régulé sont particulièrement à risque.
Pour éviter les dommages liés à la pression, il est essentiel d’utiliser des pompes à démarrage progressif, des vannes à fermeture lente et des amortisseurs de pulsations. L’installation de régulateurs de pression, de soupapes de décharge et de limiteurs de débit à des endroits clés ajoute une couche de protection supplémentaire. En cas de suspicion de fluctuations de pression, l’utilisation d’un enregistreur de pression peut aider à identifier les pics et leur gravité, ce qui permet d’apporter des améliorations ciblées avant que les pannes ne se produisent
Canalisation et court-circuitage
Dans les systèmes de filtration utilisant des médias granuleux ou des matériaux en vrac, un débit irrégulier peut entraîner des canalisations, où le fluide trouve le chemin le moins résistant et contourne une grande partie de la surface de filtration. Cela crée un « court-circuit », réduisant le temps de contact entre le média et le produit, ce qui réduit à son tour l’efficacité d’élimination. Les canalisations peuvent être difficiles à détecter car les mesures de pression peuvent sembler normales même lorsque la filtration réelle est compromise.
Pour éviter cela, il est important d’assurer une distribution uniforme du débit dans le système. Dans les procédés liquides, cela peut être réalisé en mettant à niveau les plaques de distribution, en utilisant des médias correctement emballés ou en passant à des conceptions de filtration structurées qui résistent au déplacement. Une inspection régulière des composants de distribution du débit et de la cohérence de la chute de pression dans le lit peut également aider à détecter les premiers signes de canalisation. Comme expliqué dans notre guide sur les types de filtration des procédés, les méthodes telles que la filtration en profondeur ou la filtration en flux croisés sont spécifiquement conçues pour gérer la charge particulaire et maintenir un flux constant, contribuant ainsi à réduire les risques tels que le canalisation.
Problèmes de piégeage de l’air et d’humidité
L’air emprisonné à l’intérieur d’un boîtier peut entraîner des mesures de pression irrégulières, un débit plus faible et même endommager le filtre. Les membranes hydrophobes telles que le PTFE résisteront entièrement au mouillage si elles ne sont pas préparées correctement. Le fait d’ignorer la remise à l’air ou le rinçage au démarrage est une cause fréquente de mauvaises performances.
La remise à l’air des boîtiers à l’entrée et à la sortie, le pré-mouillage des membranes hydrophobes avec un liquide approprié et le rinçage du système au volume recommandé avant la production peuvent aider à éviter ces problèmes. Il est également important de vérifier l’orientation du boîtier pour éviter les zones où de l’air peut être piégé.
Contamination par les matériaux filtrants
Dans les applications à haute pureté, le filtre lui-même peut libérer des composés indésirables dans le produit. Ils peuvent provenir d’additifs polymères, d’adhésifs ou de résidus de stérilisation, ce qui peut affecter le goût, l’odeur ou les résultats du dosage. Même des traces de ces substances peuvent compromettre les formulations sensibles ou déclencher des problèmes de conformité.
L’utilisation de médias filtrants à faible teneur en substances extractibles pour ces procédés et leur rinçage avant utilisation permettent d’éliminer les résidus d’auxiliaires de fabrication. Il est également essentiel d’examiner les données des fournisseurs pour confirmer la conformité réglementaire. Dans les industries telles que l’agroalimentaire ( vin, bière, non alcoolique)et les produits pharmaceutiques, des tests indépendants ou une certification tierce partie peuvent être requis pour vérifier la sécurité et les performances. En suivant ces étapes, votre système de filtration garantit l’intégrité du produit à chaque étape.
Des décisions de remplacement plus intelligentes
De nombreuses usines s’appuient toujours uniquement sur la pression différentielle pour déclencher le remplacement du filtre. Bien que la pression différentielle (dP) soit un indicateur précieux, elle doit être combinée à d’autres indicateurs tels que les tendances de qualité des produits, le nombre de particules ou les données microbiologiques. Dans certains cas, les filtres peuvent continuer à fonctionner efficacement au-delà de la limite de dP arbitraire, tandis que dans d’autres, des problèmes de qualité peuvent apparaître avant que la dP n’augmente de manière significative.
Le développement d’une stratégie de remplacement multifacteur permet une utilisation plus efficace de la durée de vie du filtre sans compromettre la qualité. En enregistrant les données opérationnelles et les tendances de performance au fil du temps, les opérateurs peuvent optimiser les intervalles de maintenance, réduire les coûts et minimiser les temps d’arrêt.
Solutions Atlas Copco pour des performances de filtration fiables
Atlas Copco propose une large gamme de solutions de filtration des procédés conçues pour relever ces défis précis :
- Boîtiers de filtre en acier inoxydable tels que SMH, SLH, SGH, avec étanchéité précise pour éviter les dérivations et maintenir les performances.
- Cartouches plissées en profondeur comme les filtres PFP-A+, PFP-D+ et les filtres pour plaies à filament continu comme le PWP qui minimisent la perte de fibres et protègent la qualité en aval
- Filtres à air et à gaz stériles comme le SMT-G pour le contrôle microbien sans réduire les débits
- Filtres à membrane à faible pouvoir extractible tels que SME+ et SMV pour les applications alimentaires, pharmaceutiques et de boissons sensibles.
Choisir la bonne combinaison de ces solutions aide les usines à maintenir une qualité constante des produits, à prolonger la durée de vie des filtres et à réduire les temps d’arrêt.
Des problèmes tels que la dérivation, le déversement de fluide, l’encrassement et les erreurs de démarrage peuvent ne pas être évités, mais avec des pratiques d’installation appropriées, des composants de haute qualité et une approche de maintenance préventive, la plupart peuvent être arrêtés avant qu’ils ne causent des perturbations. En reconnaissant les signes précoces et en agissant rapidement, les processus restent stables et les coûts sous contrôle. Soutenu par un équipement bien conçu et un plan de maintenance structuré, un système de filtration peut fonctionner pendant des années avec une interruption minimale, protégeant à la fois la production et la réputation. Contactez nos experts en filtration pour en savoir plus sur la meilleure solution pour votre application.
