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
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.