Soluzioni pratiche per le sfide di filtrazione

Si prevede che i sistemi di filtrazione offrano prestazioni affidabili ogni giorno, che si tratti di proteggere un processo farmaceutico sterile, chiarificare una bevanda prima del confezionamento o rimuovere particelle dall'aria compressa. In pratica, anche sistemi ben progettati possono avere problemi. Cambiamenti nelle condizioni operative, nell'usura delle attrezzature o nella qualità dei componenti possono causare problemi che influiscono sull'integrità del prodotto, aumentano i costi e riducono la durata del filtro. Il modo migliore per evitare queste battute d'arresto è capire perché accadono e come evitarle. Di seguito, esploriamo alcune delle sfide di filtrazione più comuni in tutti i settori e condividiamo modi pratici per risolverle. Fai clic su una sfida per saperne di più sulla sua causa principale e su come risolverla in modo efficace.

Il bypass si verifica quando il liquido o il gas scivolano intorno all'elemento filtrante anziché attraversarlo. Ciò è spesso causato da O-ring danneggiati o posizionati in modo errato, superfici di tenuta usurate o dall'uso di un codice cartuccia errato per il contenitore. In alcuni casi, una coppia di serraggio errata durante l'installazione può lasciare uno spazio sufficientemente ampio da consentire il passaggio dei contaminanti.

Le buone pratiche di installazione sono la prima difesa. Ispezionare tutte le guarnizioni durante ogni sostituzione e sostituire gli O-ring invece di riutilizzarli. Verificare che la cartuccia si inserisca correttamente nel contenitore e serrarla secondo le specifiche del produttore. Nei processi critici, eseguire un test di integrità, come un controllo del punto di bolla o della diffusione, prima di riprendere il funzionamento. Standardizzare questi passaggi con una lista di controllo per l'installazione aiuta a prevenire futuri eventi di bypass.

A volte un filtro può aggiungere contaminazione anziché rimuoverla. La fuoriuscita del materiale filtrante si verifica quando fibre o particelle del materiale filtrante vengono rilasciate nel flusso di prodotto. Ciò può accadere con cartucce di scarsa qualità, filtri di profondità degradati o membrane danneggiate da picchi di pressione. Una manipolazione brusca durante l'installazione o il funzionamento degli elementi al di fuori dei loro limiti nominali può aggravare il problema.

L'uso di cartucce a filo avvolto continuo o di fibre legate termicamente riduce il rischio di distacco. Aumentare gradualmente la pressione di lavoro per proteggere i mezzi filtranti e utilizzare contenitori progettati per mantenere basse le turbolenze interne. In applicazioni sensibili come la chiarifica di bevande o la produzione sterile, lavare il filtro prima dell'uso per rimuovere le particelle libere.

Gli elementi filtranti sono progettati per funzionare entro intervalli di pressione specifici, ma le condizioni di processo reali non rimangono sempre entro tali limiti. Picchi di pressione improvvisi, causati da chiusure rapide delle valvole, avviamenti della pompa o improvvise inversioni di flusso, possono danneggiare cartucce o contenitori. Ciò può portare a giunzioni rotte, pieghe collassate o elementi filtranti permanentemente deformati, il che compromette le prestazioni di filtrazione e può persino rilasciare contaminanti a valle. I sistemi con flusso incoerente o scarsamente regolato sono particolarmente a rischio.

Per evitare danni dovuti alla pressione, è essenziale utilizzare pompe ad avvio graduale, valvole a chiusura lenta e smorzatori di pulsazioni. L'installazione di regolatori di pressione, valvole di sicurezza e limitatori di flusso in posizioni chiave aggiunge un ulteriore livello di protezione. Se si sospettano fluttuazioni di pressione, l'uso di un registratore di pressione può aiutare a identificare quando si verificano picchi e quanto sono gravi, consentendo miglioramenti mirati prima che si verifichino guasti

Nei sistemi di filtrazione che utilizzano mezzi granulari o materiali sfusi, un flusso irregolare può portare a canalizzazioni, dove il fluido trova il percorso di minore resistenza e bypassa gran parte della superficie di filtrazione. Ciò crea un "cortocircuito", riducendo il tempo di contatto tra il materiale filtrante e il prodotto, il che a sua volta riduce l'efficienza di rimozione. La canalizzazione può essere difficile da rilevare perché le letture della pressione possono apparire normali anche quando la filtrazione effettiva è compromessa.

Per evitare ciò, è importante garantire una distribuzione uniforme del flusso attraverso il sistema. Nei processi liquidi, ciò può essere ottenuto aggiornando le piastre di distribuzione, utilizzando mezzi adeguatamente imballati o passando a design di filtrazione strutturati che resistono allo spostamento. L'ispezione regolare dei componenti di distribuzione del flusso e la coerenza della caduta di pressione in tutto il letto possono anche aiutare a rilevare i primi segni di canalizzazione. Come spiegato nella nostra guida sui tipi di filtrazione di processo, metodi come la filtrazione in profondità o la filtrazione a flusso tangenziale sono specificamente progettati per gestire il carico di particelle e mantenere un flusso costante, contribuendo a ridurre i rischi come il canalizzazione.

Nelle applicazioni ad alta purezza, il filtro stesso può rilasciare composti indesiderati nel prodotto. Questi possono provenire da additivi polimerici, adesivi o residui della sterilizzazione, che possono influire sul gusto, sull'odore o sui risultati finali. Anche tracce di queste sostanze possono compromettere le formulazioni sensibili o causare problemi di conformità.
 

L'uso di mezzi filtranti a basso contenuto di sostanze estraibili per questi processi e il lavaggio prima dell'uso aiutano a rimuovere i residui dovuti alla produzione. È inoltre essenziale esaminare i dati dei fornitori per confermare la conformità normativa. In settori come quello alimentare, delle bevande (vino, birra, prodotti non alcolici)e farmaceutico, possono essere necessarie analisi indipendenti o certificazioni di terze parti per verificare la sicurezza e le prestazioni. Adottando questi passaggi, il vostro sistema di filtrazione supporta l'integrità del prodotto in ogni fase.

Molti impianti si affidano ancora esclusivamente alla pressione differenziale come elemento per la sostituzione del filtro. Sebbene la pressione differenziale (dP) sia un indicatore prezioso, deve essere combinata con altre metriche come le tendenze della qualità del prodotto, il conteggio delle particelle o i dati microbiologici. In alcuni casi, i filtri possono continuare a funzionare efficacemente oltre il limite di dP arbitrario, mentre in altri, i problemi di qualità possono comparire prima che la dP aumenti significativamente.
 

Lo sviluppo di una strategia di sostituzione multifattoriale consente un utilizzo più efficiente della durata del filtro senza comprometterne la qualità. Registrando i dati operativi e le tendenze delle prestazioni nel tempo, gli operatori possono ottimizzare gli intervalli di manutenzione, ridurre i costi e ridurre al minimo i tempi di fermo.

Atlas Copco offre un ampio portafoglio di soluzioni di filtrazione di processo progettate per affrontare queste esatte sfide:

• Contenitoriper filtri in acciaio inossidabile come SMH, SLH, SGH, con guarnizione di precisione per prevenire il bypass e mantenere le prestazioni.
  
  
• Cartucce di profondità pieghettate come PFP-A+, PFP-D+ e filtri a filtro avvoloto con filamento continuo come PWP che riducono al minimo lo spreco di fibre e proteggono la qualità a valle
  
  
• Filtri per aria e gas sterili come SMT-G per il controllo microbico senza ridurre le portate
  
  
• Filtri a membrana a bassa capacità di estrazione come SME+ e SMV per applicazioni sensibili nel settore alimentare, delle bevande e farmaceutico.

La scelta della giusta combinazione di queste soluzioni aiuta gli impianti a mantenere una qualità costante dei prodotti, a prolungare la durata dei filtri e a ridurre i tempi di fermo.

Problemi come bypass, perdite di materiale filtrante, contaminazione e errori di avvio potrebbero non essere evitabili, ma con pratiche di installazione corrette, componenti di alta qualità e un approccio alla manutenzione preventiva, la maggior parte può essere interrotta prima che causi interruzioni. Riconoscere i primi segnali e agire rapidamente mantiene i processi stabili e i costi sotto controllo. Supportato da attrezzature ben progettate e da un piano di manutenzione strutturato, un sistema di filtrazione può funzionare per anni con interruzioni minime, proteggendo sia la produzione che la reputazione. Contattate i nostri esperti di filtrazione per saperne di più sulla soluzione migliore per la vostra applicazione.