Практичные решения для задач фильтрации

От систем фильтрации ожидается надёжная работа каждый день — будь то защита стерильного фармацевтического процесса, осветление напитка перед упаковкой или удаление частиц из сжатого воздуха. На практике даже хорошо спроектированные системы могут столкнуться с проблемами. Изменения рабочих условий, износ оборудования или колебания качества исходного сырья могут привести к сбоям, влияющим на целостность продукта, увеличивающим затраты и сокращающим срок службы фильтров. Лучший способ избежать подобных ситуаций — понять причины их возникновения и способы предотвращения. Ниже мы рассмотрим наиболее распространённые проблемы фильтрации в различных отраслях и предложим практические решения. Нажмите на интересующую проблему, чтобы узнать больше о её причинах и эффективных способах устранения.

Обход происходит, когда жидкость или газ скользят вокруг фильтрующего элемента вместо того, чтобы проходить через него. Часто это вызвано поврежденными или неправильно установленными уплотнительными кольцами, изношенными уплотнительными поверхностями или использованием неправильного кода картриджа для корпуса. В некоторых случаях неправильный момент затяжки при установке может оставить зазор, достаточно большой для прохождения инородных включений.

Надлежащая практика монтажа - это первая защита. Проверяйте все уплотнения при каждой замене и заменяйте уплотнительные кольца вместо повторного использования. Убедитесь, что картридж правильно установлен в корпус, и затяните его в соответствии с указаниями производителя. В критически важных процессах перед возобновлением работы необходимо выполнить проверку целостности, такую как определение температуры пузырьков или проверка диффузии. Стандартизация этих шагов с помощью контрольного списка установки помогает предотвратить будущие события байпаса.

Иногда фильтр может добавлять загрязнения, а не удалять их. Выброс среды происходит, когда волокна или частицы из фильтрующего материала попадают в поток продукта. Это может произойти при использовании раневых картриджей низкого качества, ухудшении качества глубинных фильтров или повреждении мембран из-за скачка давления. Небрежное обращение во время установки или эксплуатация элементов вне их номинальных пределов может усугубить проблему.

Использование цельноволоконных картриджей или термически связанных волокон снижает риск отслоения. Постепенно повышайте давление в системах, чтобы защитить среду, и используйте корпуса, которые поддерживают внутреннюю турбулентность на низком уровне. В чувствительных областях применения, таких как осветление напитков или стерильное производство, промойте фильтр перед использованием, чтобы удалить свободные частицы.

Фильтрующие элементы рассчитаны на работу в определенных диапазонах давления, но реальные технологические условия не всегда остаются в этих пределах. Внезапные скачки давления, вызванные быстрым закрыванием клапанов, запуском насоса или резким изменением направления потока, могут привести к повреждению картриджей или корпусов. Это может привести к разрывам швов, складкам или необратимой деформации фильтрующих элементов, что ухудшает эффективность фильтрации и даже может привести к выбросу загрязняющих веществ на последующих этапах. Особенно подвержены риску системы с нестабильным или плохо регулируемым расходом.

Для предотвращения повреждений, связанных с давлением, необходимо использовать насосы плавного пуска, медленно закрывающиеся клапаны и гасители пульсаций. Установка регуляторов давления, предохранительных клапанов и ограничителей расхода в ключевых местах добавляет дополнительный слой защиты. При подозрении на колебания давления использование регистратора давления может помочь определить, когда возникают пики и насколько они серьезны, что позволит целенаправленно улучшить ситуацию до возникновения отказов

В системах фильтрации, использующих гранулированную среду или слабо упакованные материалы, неравномерный поток может привести к образованию каналов, когда жидкость выбирает путь наименьшего сопротивления и обходит большую часть фильтрующей поверхности. Это вызывает эффект «короткого замыкания», при котором сокращается время контакта между фильтрующей средой и продуктом, что, в свою очередь, снижает эффективность удаления загрязнений. Обнаружить канал потока бывает сложно, поскольку показания давления могут оставаться в норме, даже если фактическая фильтрация нарушена.

Во избежание этого важно обеспечить равномерное распределение потока в системе. В жидкостных процессах это может быть достигнуто путем модернизации распределительных пластин, использования надлежащим образом упакованной среды или перехода на структурированные конструкции фильтрации, устойчивые к смещению. Регулярный осмотр компонентов распределения потока и согласованность перепада давления в кровати также может помочь выявить ранние признаки канализации. Как поясняется в нашем руководстве по типам технологической фильтрации, такие методы, как глубинная фильтрация или фильтрация перекрестного потока, специально разработаны для контроля частиц и поддержания стабильного потока, что помогает снизить такие риски, как канализация.

В системах с высокой степенью чистоты сам фильтр может выделять нежелательные соединения в продукт. Они могут быть вызваны полимерными добавками, клеями или остатками стерилизации, которые могут повлиять на вкус, запах или результаты анализа. Даже следовые количества этих веществ могут нарушить чувствительность рецептур или вызвать проблемы с соблюдением нормативных требований.
 

Использование фильтрующих материалов с низкой экстрагируемостью для этих процессов и промывка их перед использованием помогает удалить остатки производственных вспомогательных материалов. Кроме того, важно проверять данные поставщиков, чтобы подтвердить соответствие нормативным требованиям. В таких отраслях, как пищевая промышленность (вино, пиво, безалкогольные напитки)и фармацевтическая промышленность, для подтверждения безопасности и эффективности могут потребоваться независимые испытания или сертификация третьей стороной. Выполнение этих шагов гарантирует, что ваша система фильтрации поддерживает целостность продукта на каждом этапе.

Многие установки по-прежнему полагаются только на перепад давления в качестве инициатора замены фильтра. Несмотря на то, что перепад давления (dP) является ценным индикатором, его следует комбинировать с другими показателями, такими как тенденции качества продукта, подсчет частиц или микробиологические данные. В некоторых случаях фильтры могут продолжать эффективно работать с превышением произвольного предела перепада давления, в то время как в других случаях могут возникнуть проблемы с качеством до того, как перепад давления значительно повысится.
 

Разработка многофакторной стратегии замены позволяет более эффективно использовать срок службы фильтра без ущерба для качества. Регистрируя эксплуатационные данные и тенденции производительности с течением времени, операторы могут оптимизировать интервалы технического обслуживания, снизить затраты и минимизировать время простоя.

Atlas Copco предлагает широкий ассортимент промышленных систем фильтрации, предназначенных для решения этих задач:

• Корпуса фильтров из нержавеющей стали, такие как SMH, SLH, SGH, с точным уплотнением для предотвращения байпаса и поддержания производительности.
  
  
• Картриджи с гофрированной глубиной, такие как PFP-A+, PFP-D+,и фильтры для непрерывной нити намотки, такие как PWP, которые минимизируют отслоение волокон и защищают качество последующих процессов
  
  
• Стерильные воздушные и газовые фильтры типа SMT-G для микробиологического контроля без снижения скорости потока
  
  
• Мембранные фильтры с низкой экстрагируемостью, такие как SME+ и SMV, для чувствительных пищевых продуктов, напитков и фармацевтических препаратов.

Выбор правильного сочетания этих решений помогает предприятиям поддерживать стабильное качество продукции, продлить срок службы фильтров и сократить время простоя.

Такие проблемы, как байпас, утечка среды, загрязнение и ошибки при запуске, могут быть неизбежны, но с помощью правильных методов установки, высококачественных компонентов и подхода к профилактическому техническому обслуживанию большинство из них можно остановить до того, как они вызовут сбои. Распознавание ранних признаков и быстрое принятие мер обеспечивают стабильность процессов и контроль затрат. Благодаря хорошо спроектированному оборудованию и структурированному плану технического обслуживания система фильтрации может работать в течение многих лет с минимальными перерывами, защищая как производство, так и репутацию. Свяжитесь с нашими специалистами по фильтрации, чтобы узнать больше о наилучшем решении для вашей области применения.