2025年9月17日
無論是保護無菌製藥製程、在包裝前澄清飲料，還是去除壓縮空氣中的顆粒，過濾系統每天都會提供可靠的效能。實際上，即使是設計良好的系統也會出現問題。操作條件、設備磨損或進料品質的變化會造成影響產品完整性的問題，增加成本並縮短過濾器的使用壽命。避免這些挫折的最佳方法是瞭解它們發生的原因以及如何預防它們。 以下我們探討了各行各業最常見的過濾挑戰，並分享解決這些挑戰的實用方法。 按一下挑戰以進一步瞭解其根本原因以及如何有效解決。
過濾器旁通與密封洩漏
當液體或氣體在過濾元件周圍滑動而非通過過濾元件時，就會發生旁通。這通常是由於 O 型環損壞或位置不正確、密封表面磨損，或為外殼使用錯誤的濾芯代碼所致。在某些情況下，安裝期間若扭力不正確，可能會留下足以讓污染物通過的間隙。
良好的安裝規範是第一道防線。每次更換時請檢查所有密封件，並更換 O 型環，而不是重複使用。確認濾芯正確安裝在外殼上，並根據製造商的規格鎖緊。在關鍵製程中，在恢復操作之前執行完整性測試，例如氣泡點或擴散檢查。使用安裝檢查清單標準化這些步驟有助於預防未來的旁通事件。
媒介脫落和纖維釋放
過濾器有時會增加污染物而不是移除污染物。當過濾材料的纖維或顆粒釋放到產品流中時，會發生媒介脫落。這可能發生在傷口濾筒品質不佳、深度過濾器劣化或薄膜因壓力波動而受損時。安裝期間的粗暴處理或超出其額定極限的元件運行可能會加劇問題。
使用連續絲線捲繞匣或熱粘合纖維可降低脫落的風險。逐漸將系統加壓以保護介質，並使用可保持內部湍流低的外殼設計。在飲料澄清或無菌生產等敏感應用中，請在使用前沖洗過濾器以去除鬆動的顆粒。
過早髒污和過濾器壽命短
壓差突然上升以及流量減少是過早結垢的徵兆。預處理不良、固體負荷高，或選擇過濾器太細而不適合應用都是常見的原因。在水系統中，污染可能是膠體或生物生長造成的。
在最後階段之前加入粗濾器，可以在顆粒堵塞細小介質之前捕捉到較大的顆粒。使用更大的濾芯或多個元件增加總過濾面積可以延長使用壽命。如果結垢或生物污染是問題，請調整水的化學成分、添加生物殺菌劑或使用清潔協定來恢復效能。定期的濁度或 SDI 監測可在污染造成停機之前發出早期警告。
壓力損壞和元件塌陷
過濾元件經過精心設計，可在特定壓力範圍內運作，但實際製程條件並不總是維持在這些限制範圍內。由於快速關閉閥門、泵浦啟動或突然逆流所造成的突然壓力峰值，可能會損壞濾筒或外殼。這可能會導致接縫破裂、褶皺塌陷或過濾元件永久變形，所有這些都會影響過濾效能，甚至可能在下游釋放污染物。流量不一致或調節不良的系統特別有風險。
為了防止壓力相關的損壞，必須使用軟啟動泵浦、慢速關閉閥門和脈動阻尼器。在關鍵位置安裝壓力調節器、泄壓閥和限流器可增加額外的保護層。如果懷疑壓力波動，使用壓力記錄器可以幫助識別峰值發生的時間和嚴重程度，在故障發生之前實現有針對性的改善
引導和短路
在使用顆粒媒介或鬆散填充材料的過濾系統中，不均勻的流動可能導致引流，在此情況下流體找到阻力最小的路徑並繞過大部分過濾表面。這會造成「短路」，減少介質與產品之間的接觸時間，進而降低去除效率。通道化可能很難偵測，因為即使實際過濾受到影響，壓力讀數也可能看起來正常。
為避免這種情況發生，請務必確保流經系統的流量均勻分佈。在液體製程中，這可以透過升級分佈板、使用適當填充的媒介，或改用抗位移的結構化過濾設計來達成。定期檢查流量分佈組件和整個病床的壓降一致性，也有助於偵測早期引流跡象。 如我們的製程過濾類型指南所述，深度過濾或交叉流過濾等方法是專為管理顆粒負載和維持一致流動而設計的，有助於降低風險，例如引流。
空氣截留和濕潤問題
外殼內的空氣可能會導致壓力讀數不穩定、流量降低，甚至損壞過濾器。除非正確製備，否則 PTFE 等疏水性薄膜將完全不會濕潤。啟動期間跳過排氣或沖洗是效能不佳的常見原因。
在入口和出口兩側排氣外殼、使用合適的液體預先潤濕疏水性薄膜，並在生產前以建議的量沖洗系統，都可以幫助避免這些問題。檢查外殼的方向也很重要，以避免空氣陷入的區域。
過濾器材料造成的污染
在高純度應用中，過濾器本身會將不需要的化合物釋放到產品中。這些可能來自聚合物添加劑、黏著劑或滅菌殘留物，其可影響味道、氣味或檢測結果。即使是微量的這些物質也會損害敏感的配方或觸發合規性問題。
對這些製程使用低萃取性過濾介質，並在使用前沖洗過濾介質，有助於去除殘留的製造助劑。審查供應商資料以確認合規性也至關重要。在食品、飲料（葡萄酒 、啤 酒、非酒精） 和製藥等產業中，可能需要獨立測試或第三方認證來驗證安全性和效能。採取這些步驟可確保您的過濾系統在每個階段都支援產品完整性。
更明智的更換決策
許多工廠仍然僅依賴壓差來觸發過濾器更換。雖然差壓 (dP) 是一項有價值的指標，但它應與其他指標結合，例如產品品質趨勢、顆粒計數或微生物資料。在某些情況下，濾波器可以繼續有效地超過任意的 dP 極限，而在其他情況下，品質問題可能在 dP 顯著上升之前出現。
開發多因素更換策略，可在不影響品質的情況下更有效率地使用過濾器壽命。藉由記錄運作資料和隨時間推移的效能趨勢，操作員可以最佳化維護間隔時間、降低成本並將停機時間降到最低。
Atlas Copco 解決方案提供可靠的過濾效能
Atlas Copco 提供廣泛的製程過濾解決方案組合，旨在解決這些挑戰：
- SMH、SLH、SGH 等不銹鋼過濾器外殼，具有精確密封，可防止旁通並維持效能。
- P FP-A+、PFP-D+ 等摺疊深度濾芯， 以及 PWP 等連續纖維繞線過濾器，可將纖維脫落降至最低並保護下游品質
- 無菌空氣和氣體過濾器（如 SMT-G），可在不降低流速的情況下進行微生物控制
- SME+ 和 SMV 等低萃取性薄膜過濾器適用於敏感的食品、飲料和製藥應用。
選擇這些解決方案的正確組合有助於工廠維持一致的產品品質、延長過濾器壽命並減少停機時間。
旁通、媒體脫落、髒污和啟動錯誤等問題可能無法避免，但有了正確的安裝實務、高品質的元件和預防性維護方法，大多數問題都能在造成中斷之前停止。識別早期跡象並迅速採取行動，可保持製程穩定並控制成本。在設計精良的設備和結構化維護計畫的支援下，過濾系統可以在最少的中斷下運行多年，保護生產和聲譽。聯絡我們的過濾專家，深入瞭解適合您應用的最佳解決方案。
