Zamknij

Jakość powietrza Jakość produktu Jakość powietrza

Zrozumienie technicznych aspektów filtracji absolutnej

Osiągnięcie klasy 0 przy pomocy absolutnej filtracji cząstek stałych

W stale rozwijającym się obszarze procesów przemysłowych filtracja odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu wydajności i bezpieczeństwa operacji. Niniejszy artykuł dotyczy różnych aspektów technologii filtracji. Omawia jej zastosowania oraz sposoby osiągania wysokiej jakości filtracji.

Rodzaje filtracji

Różne rodzaje metod filtracji są odpowiednie dla różnych zastosowań

  • Filtracja mechaniczna
    Wykorzystuje fizyczną barierę do usuwania cząstek z cieczy. Typowe przykłady to sita i filtry 
  • Filtracja chemiczna
    Obejmuje wykorzystanie reakcji chemicznych do usuwania zanieczyszczeń i jest często stosowana w procesach uzdatniania wody
  • Filtracja biologiczna
    Wykorzystuje procesy biologiczne do rozkładu zanieczyszczeń i jest powszechnie stosowana do oczyszczania ścieków

Najważniejsze elementy systemu filtracji

obudowa filtra i materiał filtracyjny

Typowy system filtracji składa się z kilku kluczowych elementów

 

  • Materiał filtracyjny
    Materiał wychwytujący cząstki stałe, wykonany z różnych materiałów, w tym papieru, tkaniny lub włókien syntetycznych
  • Obudowa filtra
    Konstrukcja utrzymująca materiał filtracyjny w miejscu i kierująca przepływem cieczy przez filtr
  • Pompy i zawory
    Sterują przepływem i ciśnieniem filtrowanej cieczy

Zastosowania filtracji

Technologia filtracji ma różnorodne zastosowania
 

  • Uzdatnianie wody
    Usuwa zanieczyszczenia z wody, dzięki czemu jest ona bezpieczna do picia i nadaje się do użytku przemysłowego

  • Przemysł spożywczy
    Usuwa zanieczyszczenia z produktów takich jak piwo, wino i soki. Dzięki temu spełniają one normy jakościowe.

  • Oczyszczanie powietrza
    Systemy HVAC wykorzystują filtry do usuwania pyłu, pyłków i innych cząstek z powietrza. Pomagają poprawić jakość powietrza w pomieszczeniach.

     

Gdy powietrze jest sprężane, stężenie cząstek wzrasta, więc wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta również zapotrzebowanie na filtrację.

Zrozumienie mechanizmów filtracji: dogłębna analiza filtracji sprężonego powietrza

Sprężone powietrze odgrywa ważną rolę w wielu procesach przemysłowych. Często jednak zawiera zanieczyszczenia, takie jak pył i aerozole olejowe. Zanieczyszczenia te mogą pochodzić z powietrza wlotowego, zanieczyszczeń instalacji oraz smarowania elementów sprężarki. Aby zapewnić czyste i wydajne sprężone powietrze, technicy instalują jeden lub więcej filtrów za sprężarką.

Podstawy filtracji

Filtracja jest niezbędna do usuwania cząstek stałych z powietrza przepływającego przez sprężarkę. Wewnątrz filtrów znajduje się wiele warstw cienkich włókien. Warstwy te tworzą wiele punktów wychwytywania, zwiększając zdolność zatrzymywania cząstek stałych przez tak zwane filtry głębokie.

Jak działają filtry do filtracji głębokiej?

Wiele osób uważa, że filtry działają jak sita. Zatrzymują cząsteczki większe niż pory filtra. Jest to jednak błędne przekonanie. Cząsteczki pyłu w sprężonym powietrzu mają różną wielkość i często są znacznie mniejsze niż pory materiałów filtracyjnych, które je wychwytują.
 

Oprócz przesiewania stosowane są trzy różne mechanizmy filtracji, z których każdy odpowiada za wychwytywanie cząstek o określonej wielkości
 

  • Zderzenie bezwładnościowe
    Występuje, gdy zanieczyszczone powietrze przepływa przez materiał filtracyjny. Cięższe cząsteczki, ze względu na swoją dużą bezwładność, nie podążają za strumieniem gazu. Zamiast tego poruszają się po linii prostej i zderzają się z włóknem, które usuwa je z powietrza. Im większe cząsteczki, tym większe znaczenie zderzenia

  • Przechwytywanie
    Dotyczy cząstek o nieco mniejszych rozmiarach. Cząstki te są wystarczająco lekkie, aby podążać za strumieniem. Jednakże, jeśli promień jest większy niż odległość do krawędzi, cząstka uderza w włókno. W takim przypadku cząstka zostaje zatrzymana i usunięta z powietrza. Im większe cząstki, tym większe znaczenia przechwytywania

  • Dyfuzja
    Usuwa najmniejsze cząstki, które nie podążają dokładnie za przepływem powietrza. Przemieszczają się one losowo, ponieważ zderzają się z cząstkami gazu. Ruch ten nazywany jest ruchem Browna. Z powodu tego nieregularnego ruchu cząsteczki z pewnością zderzą się z włóknem. Im mniejsza cząstka, tym swobodniej może się poruszać. Oznacza to również, że jest bardziej prawdopodobne, że zetknie się z włóknem. Im mniejsze cząstki, tym większe znaczenie ma wychwytywanie przez dyfuzję

Całkowita skuteczność filtracji jest wynikiem połączenia tych trzech mechanizmów filtracji. Są one szczególnie skuteczne w zatrzymywaniu większych cząstek, a także, wbrew intuicji, cząstek mniejszych. Pozostawia to „najsłabszy punkt” filtracji, znany jako punkt MPPS – rozmiar cząstek o największej penetracji.

Osiągnięcie najwyższej jakości powietrza – klasa 0 dzięki filtrom membranowym

W zastosowaniach wymagających najwyższej jakości powietrza za filtrami do filtracji głębokiej umieszcza się filtr końcowy, nakładający się na punkt MPPS. Filtr końcowy jest zazwyczaj filtrem membranowym. Działa on lepiej, ponieważ ma wiele bardzo małych porów. Filtr ten skutecznie zatrzymuje cząstki, w tym zanieczyszczenia bakteryjne i wirusowe, ale ma ograniczoną zdolność zatrzymywania zanieczyszczeń.
 

Każda cząstka większa niż rozmiar porów zablokuje przepływ. Spowoduje to szybki wzrost spadku ciśnienia, znacznie szybszy niż w przypadku filtra do filtracji głębokiej. Zainstalowanie filtra do filtracji głębokiej przed filtrem końcowym jest lepszym sposobem na wychwycenie większości cząstek. Pomaga to ograniczyć wzrost ciśnienia w filtrze końcowym. W rezultacie uzyskuje się bardziej wydajne rozwiązanie pod względem spadku ciśnienia.
 

Dzięki końcowemu filtrowi membranowemu można osiągnąć skuteczność bliską 100%, nawet w punkcie MPPS filtra do filtracji głębokiej. Połączenie filtra do filtracji głębokiej i filtra membranowego zapewnia najlepszą wydajność filtrowania. Obejmuje to zarówno skuteczność filtrowania, jak i zdolność zatrzymywania pyłu. Działa to dobrze dla wszystkich rozmiarów zanieczyszczeń i cząstek.

Filtracja absolutna klasy 0

Filtracja końcowa jest kluczowym etapem wielu procesów przemysłowych, zwłaszcza w branży farmaceutycznej, spożywczej, kosmetycznej, elektronicznej i akumulatorowej.

 Polega na usunięciu wszelkich pozostałych zanieczyszczeń, co zapobiega ich przedostaniu się do produktu końcowego. Jest to kluczowe dla uniknięcia wycofania całej partii produktów.


W przypadku tych kluczowych zastosowań dobrą praktyką jest stosowanie filtracji absolutnej, aby zminimalizować ryzyko przedostania się zanieczyszczeń.

Wnioski

Ważne jest, aby zrozumieć różne sposoby filtrowania powietrza oraz elementy stosowane w filtracji sprężonego powietrza. Pomaga to w wyborze rozwiązania odpowiedniego do wymagań i utrzymaniu wysokiej jakości powietrza.

Dzięki zastosowaniu filtrów do filtracji głębokiej i filtrów membranowych możemy osiągnąć najwyższy poziom jakości powietrza. Zapewnia to bezpieczną, niezawodną i wydajną pracę nawet w najbardziej wymagających zastosowaniach.