A folyamatszűrés különböző típusainak megismerése

A tészta szűrésétől a kávé elkészítéséig a szűrés mindenütt jelen van a mindennapjainkban.
De tudta, hogy sok mindennapi termék több szűrési fázison is átesik a gyártás során?
Ebben a cikkben megismerheti a szűrési technikák alapvető típusait, működésüket, és hol használják őket a folyamatszűrésben.

A folyamatszűrés a részecskék, szennyeződések vagy egyéb nemkívánatos anyagok eltávolítására szolgál a folyadékokból vagy gázokból a gyártási folyamat részeként. Segít elválasztani a szilárd anyagokat a folyadékoktól vagy a gőzöket a gázáramoktól, és biztosítja, hogy a végtermék megfeleljen a minőségi és biztonsági szabványoknak. Ez a lépés létfontosságú olyan iparágakban, mint az élelmiszer- és italgyártás, a gyógyszeripar, a kozmetikai ipar, az állateledelgyártás, a vegyipar és a mikroelektronika. Ezekben az iparágakban a szűrés segít fenntartani a konzisztenciát, megfelelni a szabályozási követelményeknek és meghosszabbítani a termékek eltarthatósági idejét.

Négy alapvető szűrési módszert különböztetünk meg, amelyeket jellemzően a részecskék visszatartásának módja és a szűrőközeg jellege határoz meg.

Ha a szűrőközeg nagy számú részecskét fog fel, részecskeágyat képeznek. Miután létrejött ez a szűrőtorta, elsődleges szűrőközeggé válik, és kulcsfontosságú a hatékony szűrés eléréséhez. A szokásos szűrősegédanyagokat, például a kavicsföldet vagy az aktív szenet hozzáadják ehhez a szűrőtortához. Az élelmiszer- és italgyártásban ezt az elvet általában a magas kolloid tartalmú folyadékok, például a sör , a borés a gyümölcslevek tisztázására alkalmazzák. Ezt a szűréstípust olyan területeken is alkalmazzák, mint az étolaj- vagy cukorfinomítás, ahol a nehéz szilárd anyagokat hatékonyan kell eltávolítani. 

A mély szűrés a részecskéket a szűrőközeg teljes mélységében összegyűjti, nem csak a felületen. A szűrő jellemzően szálas, szemcsés vagy szinterezett anyagokból áll, amelyek préselve, feltekerve vagy más módon összekapcsolva áramlási csatornák labirintusába kerülnek. A szálak együtt szabálytalan csatornákat képeznek, ami kanyargós útvonalat eredményez a részecskék számára. A különböző visszatartási mechanizmusoknak köszönhetően a mélységszűrők képesek a csatorna átmérőjénél sokkal kisebb részecskéket összegyűjteni a szűrőmátrix teljes mélységében. Például a levegőre szolgáló steril minőségű mélységszűrő átlagos pórusmérete 8 µm, de 0,22 µm-es baktériumokat képes megtartani steril minőségű hatékonysággal.

A mélységszűrőket széles körben alkalmazzák a folyamatszűrésben, például a színek eltávolítására, a katalizátorok visszanyerésére vagy az oldatlan részecskék elválasztására. Ezenkívül nagy szennyeződésmegtartó képességüknek köszönhetően gyakran használják őket előszűrési lépésként a finomabb membránszűrők védelmére steril alkalmazásokban vagy fordított ozmózisban. Ez a szűréstípus gyógyszeripari alkalmazásokban vagy enzimes folyamatokban is megtalálható, ahol a szilárd anyagok mennyisége magas, és a végső tisztaság fontos.

A szűrés a legfelismerhetőbb szűrési típus, amely szitahatást alkalmaz, más néven méretkizárást. A szűrőháló nyílásánál nagyobb részecskéket a rendszer a felszínen fogja fel, míg a kisebb részecskék áthaladnak rajtuk. Ezért felületi szűrésnek is nevezik. A mindennapi főzés során a tésztát egy szűrőtálcával szűrjük le, hogy a víz lefolyjon. A folyamatszűrésben a kis pórusméretű membránszűrők jó példák, mivel képesek visszatartani a baktériumokat a felületen. Gyakran alkalmazzák őket az utolsó szűrési lépésként, hogy a folyadék steril állapotú legyen. Ez különösen hasznossá teszi olyan iparágakban, mint a kozmetikai ipar, a vízpalackozás és a gyógyszeripar, ahol az átláthatóság és a mikrobiológiai biztonság alapvető fontosságú.

Keresztáramú szűrésnél a folyadék nem áramlik át a szűrőközegen ("dead-end szűrés"), hanem a szűrőközeg felülete mentén ("keresztáramú szűrés"). A keresztáramú szűrés gyakori példája a fordított ozmózis. Csak vízmolekulák haladnak át a membránon, ami hatékonyan blokkolja és eltávolítja az egyéb részecskéket, például a sókat, a vegyszereket és a mikroorganizmusokat.
A szennyvíz tisztított víz. A keresztáramlásos szűrést széles körben alkalmazzák a tejtermékek ultraszűrésében (pl. tejsavófehérje-szétválasztás), a biogyógyszerészeti alkalmazásokban és a nagy mennyiségű víztisztítási folyamatokban, ahol a folyamatos működés és a minimális eltömődés elengedhetetlen.

• A süteményszűrést gyakran alkalmazzák borkészítésben, levek tisztázásában és egyéb, magas szilárdanyag-tartalmú feladatokban.
  
  
• A mélyszűrés olyan lépéseket támogat, mint az előszűrés, a pigmenteltávolítás vagy a katalizátor-visszanyerés.
  
  
• A felületi szűrés kulcsfontosságú szerepet játszik a palackozott víz, a kozmetikai termékek és a steril gyógyszerek feldolgozásában.
  
  
• A keresztáramú szűrés alkalmas a biotechnológia, a tejtermelés és a vízkezelés területén, ahol az egyenletes áramlás fontos.

Mindegyik edény különböző előnyökkeljár, legyen szó a részecskék eltávolításáról, a folyadékok tisztázásáról vagy a steril folyadékok létrehozásáról. A működésük ismerete segít a megfelelő megoldást a megfelelő folyamathoz igazítani.

Az Atlas Copco számos iparágban dolgozik, hogy megbízható folyamatszűrési megoldásokat kínáljon. Ha az alkalmazásához megfelelő beállítást keres, szakértőink készséggel állnak rendelkezésére. Fedezze fel teljes portfóliónkat, hogy megtalálja az Ön folyamatához legjobban illő megoldást.

Íme néhány gyakori kérdés, amelyet hallunk a szűrési módszerekről, amelyek hasznosak lehetnek, ha összehasonlítja a lehetőségeket vagy finomítja a folyamatot.
 

• Mi a különbség a felületi szűrés és a mélységszűrés között?
  A felületi szűrés során a szennyeződések a szűrő felületén maradnak, például membránokban. Mély szűréssel,
  a részecskék összegyűlnek a szűrő teljes mélységében, például olvadékfúvott polipropilén szűrőkben.
  
  
  
• Mi a különbség az üresjárati szűrés és a keresztirányú szűrés között?
  A holtvégi szűrésnél (közvetlen szűrésnek vagy zárt végű szűrésnek is nevezik) a folyadék áthalad a szűrőközegen,
  A keresztirányú szűrésnél (más néven tangenciális szűrés) a folyadék a szűrő mellett kering. Az utóbbi jellemzően nagyon sűrű szűrőközegekhez, például fordított ozmózisban használtak.
  
  
• Mi a különbség az abszolút szűrő és a névleges szűrő között?
  Az abszolút szűrő képes eltávolítani a megadott méret feletti részecskéket (jellemző visszatartási arány: 99,98%).
  Egy névleges szűrő képes eltávolítani bizonyos számú részecskét, de nem minden részecskét (jellemző visszatartási arány: 98%).
  Az abszolút vagy névleges méret mindig egy adott szennyeződésmérethez van megadva. Más szavakkal, egy 5 µm-es abszolút névleges szűrési hatékonysággal rendelkező szűrőelem névleges névleges értéke 1 µm lehet.