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Come scegliere un filtro in linea per la tua rete dell'aria compressa?

Installing an Air Compressor How-To Compressed Air Wiki Filtering Air Treatment

La scelta di un filtro in linea non è un'arte, ma può creare confusione se non si pongono le domande giuste o non si comprende il processo che richiede la filtrazione. Prima di procedere oltre, è opportuno fare un passo indietro e farsi un'idea generale della filtrazione e del motivo per cui riveste un ruolo di rilievo nella rete dell'aria compressa.

Perché è necessario un filtro?

scegliere un filtro per essiccare l'aria compressa

Per chi apprezza il caffè è facile andare al bar più vicino o utilizzare una delle caffettiere di uso comune per il "caffè in tazza", ma vogliamo di più. Vorrei citare come esempio l'uso della caffettiera e dei chicchi tostati. Uno dei fattori più importanti per preparare una buona tazza di caffè con una caffettiera di questo tipo consiste nell'utilizzare un filtro corretto per evitare di ritrovarsi con la tazza piena di particelle granulari ed eventuali altri frammenti residui dei chicchi di caffè. Per quanto possa sembrare insignificante, il filtro gioca un ruolo vitale nel preparare un buon caffè.

Pur essendo oggetti ben diversi dalle caffettiere, anche le reti dell'aria compressa necessitano di un filtro. Come spiegato in articoli precedenti, l'aria compressa è piena di particelle, aerosol e vapori di olio (nel caso di pistoni e viti a iniezione di olio) che contaminano l'aria compressa e possono causare eventuali danni ai suoi utenti finali (vale a dire le attrezzature che utilizzano l'aria compressa). L'inserimento del giusto filtro in linea può aiutare a eliminare le particelle, gli aerosol e i vapori indesiderati. Il numero e i tipi di filtri necessari dipendono dalla qualità dell'aria richiesta dall'applicazione e/o dal processo in questione. Esaminiamo i vari tipi di filtri e le domande che aiutano a scegliete il filtro corretto.

Quanto deve essere pulita l'aria che utilizzo?

Per capire il livello di pulizia dell'aria necessario, occorre identificare e valutare l'applicazione e il processo che utilizzano l'aria compressa. Le applicazioni e i processi che utilizzano aria compressa non richiedono tutti lo stesso livello di filtrazione, ed è proprio questo il motivo per cui disporre di queste informazioni è il primo passo per la scelta del filtro corretto. L'aria compressa utilizzata per scopi pneumatici può spesso essere supportata da un normale filtro per particolati secchi che assicura la filtrazione fino a 1 o 0,01 micron, ma se il processo richiede un'approvazione OSHA e l'eliminazione dei vapori di olio, occorre utilizzare un filtro ai carboni attivi. Cerchiamo di capire meglio quali sono i contaminanti e in che modo influiscono sulle reti dell'aria compressa. I contaminanti presenti in una rete dell'aria compressa possono provenire dall'aria ambiente utilizzata e dal (compressore del) sistema stesso. Nell'aria compressa sono presenti tre contaminanti principali, vale a dire particolati, aerosol e vapori.

Polveri: le polveri presenti nelle reti dell'aria compressa sono residui di materiale solido come polvere, sporcizia e pollini provenienti dall'aria ambiente, nonché particelle metalliche derivanti dall'eventuale corrosione dei tubi. A seconda della sensibilità dell'applicazione e/o del processo in questione, il contatto con le particelle può risultare dannoso per il prodotto finale e causare quindi ritardi della produzione e problemi di qualità, per non parlare della possibile insoddisfazione dei clienti.

Aerosol: gli aerosol sono costituiti da goccioline di liquido che possono essere contenute nelle reti dell'aria compressa, l'olio in particolare è presente quando si utilizzano compressori lubrificati e, se non vengono trattati correttamente, possono risultare dannosi sia per i prodotti sia per le persone.

Vapori d’olio: l’utilizzo di compressori lubrificati determina la presenza di vapori d’olio nelle reti dell'aria compressa. Per la loro rimozione sono necessari filtri ai carboni attivi.

Ora che conosciamo meglio i contaminanti descritti sopra, esaminiamo i metodi di filtrazione utilizzati per eliminare ciascun tipo di contaminante.

Rimozione dei particolati secchi

Per estrarre dall'aria le particelle solide di ogni dimensione, i filtri per particolati secchi utilizzano tre meccanismi principali.

Impatto inerziale: l'impatto inerziale è un processo in cui le particelle troppo pesanti per seguire il flusso di aria compressa rimangono intrappolate nel supporto in fibra. Quanto più le particelle sono grandi, tanto più è facile separarle.

Intercettazione: le particelle più piccole riescono a seguire il flusso d'aria, ma se il loro diametro è maggiore delle dimensioni dei vuoti del supporto filtrante, il medesimo le cattura, agevolando l'eliminazione delle particelle più grandi rispetto a quelle più piccole.

Diffusione: si verifica una diffusione quando le particelle piccole si muovono in modo irregolare su tutta la superficie invece di seguire il flusso dell'aria compressa. Il percorso seguito durante questo movimento irregolare è causato dalle collisioni fra le particelle e altri costituenti gassosi, un fenomeno detto moto browniano. Poiché le particelle hanno un intervallo di movimento libero e possono muoversi liberamente, è molto più facile e probabile che vengano intercettate dal supporto filtrante ed estratte dal flusso di aria compressa. La diffusione consente di separare le particelle più piccole con maggiore facilità di quelle più grandi

La combinazione di queste tre forze determina l'efficienza complessiva del filtro

Rimozione di aerosol e vapori

Per rimuovere gli aerosol e i vapori si utilizzano due tipi di filtri. Quelli a coalescenza vengono utilizzati per rimuovere i liquidi e alcuni particolati, mentre per estrarre dall'aria compressa i vapori si utilizzano i filtri ad adsorbimento.

Coalescenza: i filtri a coalescenza vengono utilizzati per rimuovere aerosol e particolati, ma non sono efficaci per la rimozione dei vapori. Il processo di coalescenza consiste nel riunire piccole goccioline di liquido per formare goccioline grandi. Al crescere delle loro dimensioni, le goccioline cadono dal filtro in un separatore di umidità, dando luogo a un flusso d'aria compressa più pulita e secca.

Adsorbimento: l'adsorbimento è un processo chimico utilizzato per rimuovere lubrificanti gassosi o vapori. Tale processo consiste nella formazione di legami fra i vapori e la superficie del supporto (adsorbente); nei filtri si utilizza solitamente carbone attivo a causa della sua elevata area superficiale e dell'attrazione esercitata sui vapori di olio. Poiché con l'andar del tempo i vapori di olio ricoprono la superficie del carbone attivo, è essenziale sostituire il medesimo prima che sia totalmente saturo. In caso contrario, l'olio penetra in ultimo nella rete dell'aria. Occorre inoltre utilizzare un filtro antipolvere a valle di quello ai carboni attivi, poiché è possibile che si verifichi la fuoriuscita di piccole particelle di carbone che penetrano nel flusso d'aria.

Il mio processo può essere danneggiato da lubrificanti come l'olio?

Per valutare i potenziali danni che l'olio è in grado di causare nella rete dell'aria compressa, occorre conoscere i requisiti di base del settore o delle attrezzature in cui viene utilizzata l'aria compressa. Se il settore in questione è soggetto a codici sanitari rigorosi e/o le attrezzature utilizzate sono sensibili all'esposizione a oli o vapori, è essenziale utilizzare la filtrazione corretta. Esaminiamo ora più da vicino i lubrificanti e adoperiamoci per capire gli effetti che possono avere sul prodotto finale.

Come i particolati, i lubrificanti possono penetrare nella rete dell'aria compressa tramite l'aria ambiente e il compressore stesso. Le attività della struttura, come lo scarico di un motore, rilasciano nell'aria ambiente idrocarburi come gli aerosol di olio, in grado di compromettere la qualità dell'aria e causare guasti delle attrezzature. Anche i compressori d'aria a iniezione di olio rilasciano lubrificanti nella rete dell'aria compressa, causando un aumento dei costi operativi e di manutenzione. I settori come quello elettronico e dei semiconduttori sono particolarmente esposti alla contaminazione dovuta ai lubrificanti, che può comportare perdite di prodotti, mancato rispetto delle scadenze e insoddisfazione dei clienti.

Una filtrazione inadeguata dà spesso origine a corrosione dei tubi, aumento delle cadute di pressione e possibili danni alle attrezzature, da cui conseguono costosi tempi di fermo macchina e costi imprevisti per riparazioni. La corrosione può inoltre introdurre una quantità eccessiva di detriti nel sistema delle tubazioni, sottoponendo di conseguenza il compressore a un maggiore sforzo, che comportano un aumento dei consumi energetici e un'usura eccessiva dei componenti del compressore stesso. Nei casi in cui si applicano codici o classi di purezza rigorosi, una filtrazione corretta è fondamentale per conseguire i risultati desiderati.

L'unico modo per assicurare una protezione completa del prodotto dalla presenza di oli indesiderati nella rete dell'aria compressa consiste nell'utilizzare compressori oil-free, poiché questo tipo di tecnologia elimina il rischio di contaminazione, fornendo aria compressa pulita e di elevata qualità.

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