Entendendo os aspectos técnicos da filtragem absoluta
Realizando filtragem absoluta de Classe 0 para partículas
No campo em constante evolução dos processos industriais, a filtragem desempenha um papel essencial para garantir a eficiência e a segurança das operações. Este artigo aborda diferentes aspectos da tecnologia de filtragem, incluindo suas aplicações e como ela alcança uma filtragem de alta qualidade.
Tipos de filtragem
Vários tipos de métodos de filtragem são adequados para diferentes aplicações:
- Filtragem mecânica
Usa uma barreira física para remover partículas de um fluido. Exemplos comuns incluem peneiras e filtros de malha. - Filtragem química
Envolve o uso de reações químicas para remover impurezas, sendo frequentemente utilizada em processos de tratamento de água. - Filtragem biológica
Utiliza processos biológicos para decompor contaminantes, sendo comumente empregada no tratamento de águas residuais.
Componentes-chave de um sistema de filtragem
Um sistema de filtragem típico compreende vários componentes-chave:
- Meio filtrante
O material que retém as partículas sólidas, podendo ser composto por papel, tecido ou fibras sintéticas. - Alojamento do filtro
A estrutura que mantém o meio filtrante no lugar e direciona o fluxo do fluido através do filtro. - Bombas e válvulas
Controlam o fluxo e a pressão do fluido a ser filtrado.
Aplicações de filtragem
A tecnologia de filtragem tem diversas aplicações:
Tratamento de água
Remove contaminantes da água, tornando-a segura para consumo e uso industrial.
Indústria de alimentos e bebidas
Remove impurezas de produtos como cerveja, vinho e suco. Isso garante que eles atendam aos padrões de qualidade.
Purificação de ar
Os sistemas HVAC utilizam filtros para remover poeira, pólen e outras partículas do ar. Isso ajuda a melhorar a qualidade do ar interno.
Quando o ar é comprimido, a concentração de partículas só aumenta, de modo que a necessidade de filtragem só aumenta com o aumento da pressão.
Entendendo os mecanismos de filtragem: uma análise aprofundada da filtragem de ar comprimido
O ar comprimido é importante em muitos processos industriais. No entanto, ele frequentemente contém contaminantes como poeira e aerossóis de óleo. Essas impurezas podem se originar do ar de admissão, de contaminantes da instalação e da lubrificação do elemento do compressor. Para garantir ar comprimido limpo e eficiente, os técnicos instalam um ou mais filtros após o compressor.
Fundamentos da filtragem
A filtragem é essencial para remover partículas do fluxo de ar do compressor. Dentro desses filtros, há várias camadas de fibras finas. Essas camadas criam múltiplos pontos de captura, aumentando a capacidade de retenção de partículas desses filtros, chamados de filtros de profundidade.
Como funcionam os filtros de profundidade?
Muitas pessoas pensam que os filtros funcionam como peneiras, retendo partículas maiores que os poros do filtro. Mas isso é um equívoco. As partículas de poeira no ar comprimido variam de tamanho e, muitas vezes, são muito menores do que os poros do meio filtrante que as captura.
Além da peneiração, três mecanismos de filtragem diferentes estão em ação, cada um responsável pela captura de partículas de um determinado tamanho
Impacto inercial
Ocorre quando o ar impuro passa pelo meio filtrante. As partículas mais pesadas, devido à sua grande inércia, não seguem as linhas de fluxo do gás. Em vez disso, seguem um caminho reto e colidem com uma fibra, que as remove do ar. O impacto se torna mais relevante à medida que o tamanho das partículas aumenta.
Interseção
Envolve partículas de tamanho um pouco menor. Essas partículas são leves o suficiente para seguir as linhas de fluxo do ar. No entanto, se o raio da partícula for maior que a distância até a borda, ela colide com a fibra. Quando isso acontece, a partícula fica presa e é removida do ar. A interceptação se torna mais relevante à medida que o tamanho das partículas aumenta.
Difusão
Cuida das menores partículas. Essas partículas pequenas não seguem exatamente as linhas de fluxo. Elas se movem de forma aleatória porque colidem com moléculas de gás — esse movimento é chamado de movimento browniano. Devido a esse deslocamento errático, elas acabam colidindo com uma fibra. Quanto menor a partícula, mais livremente ela se move. Isso também significa que é mais provável que encontre uma fibra. A captura por difusão se torna mais importante à medida que o tamanho das partículas diminui.
A eficiência total do filtro é o resultado da combinação desses três mecanismos de filtragem. Eles são particularmente eficazes na retenção de partículas maiores e, curiosamente, também das menores. Isso deixa um “ponto mais fraco” de filtragem conhecido como ponto MPPS (“Most Penetrating Particle Size”, Tamanho de Partícula de Maior Penetração, em português).
Alcançando a mais alta qualidade do ar — Classe 0 com filtros de membrana
Para aplicações que exigem a mais alta qualidade do ar, um filtro final é instalado atrás dos filtros de profundidade, cobrindo o ponto MPPS. Esse filtro final costuma ser um filtro de membrana, que apresenta melhor desempenho por conter múltiplos poros muito pequenos. Esse tipo de filtro retém eficazmente partículas, inclusive contaminantes bacterianos e virais, embora tenha uma capacidade limitada de retenção de contaminantes.
Qualquer partícula maior do que o tamanho dos poros bloqueará o caminho do fluxo. Isso aumentará rapidamente a queda de pressão, muito mais do que em um filtro de profundidade. Ter um filtro de profundidade instalado a montante é uma forma mais eficaz de reter a maioria das partículas. Isso ajuda a reduzir o acúmulo de pressão no filtro final e, como resultado, cria uma solução mais eficiente em termos de queda de pressão.
Com um filtro final de membrana, é possível alcançar uma eficiência próxima de 100%, mesmo no ponto MPPS do filtro de profundidade. A combinação de um filtro de profundidade com um filtro de membrana oferece o melhor desempenho de filtragem, abrangendo tanto a eficiência de filtragem quanto a capacidade de retenção de poeira. Essa configuração funciona bem para todos os tamanhos de contaminantes e partículas.
Filtragem absoluta Classe 0
A filtragem final é uma etapa crítica em muitos processos industriais, particularmente nas indústrias farmacêutica, de alimentos e bebidas, cosmética, eletrônica e de baterias.
Isso envolve a remoção de contaminantes restantes e evita que eles contaminem o produto final. Isso é fundamental para evitar o recolhimento de lotes inteiros.
Para essas aplicações essenciais, a boa prática é trabalhar com filtragem absoluta para reduzir ao mínimo absoluto o risco de uma falha.
Conclusão
É importante compreender as diferentes formas de filtrar o ar e as peças utilizadas na filtragem de ar comprimido. Isso ajuda a escolher a solução certa para suas necessidades e a manter uma alta qualidade do ar.
Ao utilizar filtros de profundidade e filtros de membrana em conjunto, é possível alcançar os mais altos níveis de qualidade do ar. Isso garante operações seguras, confiáveis e eficientes, mesmo nas aplicações mais desafiadoras.