Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Патронные фильтры представляют собой ключевой элемент современных систем фильтрации в промышленности и водоподготовке. Среди множества типов фильтрующих элементов особое место занимают плиссированные и намотанные патронные фильтры, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики и области применения.
Патронные фильтры представляют собой цилиндрические элементы стандартного диаметра 70 мм с внутренним перфорированным корпусом. Стандартный фильтрационный патрон представляет собой цилиндр диаметром 70 мм с внутренним перфорированным полипропиленовым корпусом, вокруг которого расположены слои различных фильтрующих материалов. Внешний корпус обеспечивает механическую прочность во время фильтрации, промывки и стерилизации.
Классификация патронных фильтров по механизму удержания частиц включает несколько основных типов: мембранные (преобладает поверхностное удержание частиц), глубинные гофрированные (сочетание поверхностного и глубинного механизма), глубинные волоконные (удержание в объеме материала), сорбционно-фильтрующие (адсорбция) и сетчатые из нержавеющей стали (ситовый механизм). Современные требования регламентируются ГОСТ Р 71490-2024 "Фильтры очистки воздуха общего назначения".
Для увеличения поверхности фильтрования очень часто фильтрующую перегородку в патронных фильтрующих элементах делают гофрированной (плиссированной). Такие элементы называют гофрированными или плиссированными картриджами. При этом фильтрующей перегородкой служат нетканые листовые материалы из ацетата, нитрата целлюлозы или других специализированных материалов.
Технология гофрирования позволяет достигать увеличения площади фильтрующей поверхности фильтрующего элемента до 1 м² (для элемента высотой 250мм) при максимальном доступе жидкости (или газа) ко всей площади фильтрующего элемента.
Формула расчета эффективной площади: Sэфф = Sгеом × Kплиссировки где Sгеом - геометрическая площадь, Kплиссировки - коэффициент увеличения площади за счет гофрирования (обычно 4-6).
Основные преимущества плиссированных патронных фильтров включают увеличенную площадь фильтрации, высокий ресурс и грязеемкость изделия. Картриджи предлагают поверхностную фильтрацию (плиссированные), что обеспечивает более точное удержание частиц определенного размера.
Изготавливают глубинные фильтроэлементы для патронных фильтров из полипропилена. Основные мировые производители используют для этого метода аэродинамической экструзии микроволокна. В результате применения этой технологии образуется материал для фильтрации с высокой тонкостью очистки.
Производство намотанных картриджей включает следующие этапы:
1. Аэродинамическая экструзия полипропиленовых микроволокон
2. Формование волокнистой структуры переменной плотности
3. Намотка на перфорированный сердечник
4. Термическое закрепление структуры
Глубинную фильтрацию (намотанные и выдувные) обеспечивают картриджи из намотанных нитей различных материалов: хлопка, полипропилена, полиэстера, стекловолокна и нейлона. Картриджи глубинного типа намоточные серий ЭВП и SWS широко применяются в промышленности.
Мембранные плиссированные картриджи применяются для стерилизующей фильтрации жидкостей и воздуха. Патронный фильтр предназначен для фильтрования соков, морсов, спиртов, настоев, сахарных и купажных сиропов. Применение необходимо для осветления, контрольного фильтрования и полировки готовой продукции.
В подавляющем количестве случаев различные этапы фильтрования патронными фильтрами, включая предфильтрацию, осветление и полировку, могут проводиться с применением глубинных фильтроэлементов, имеющих более низкую стоимость.
Пищевая промышленность: фильтрация воды, пива, соков, алкогольных напитков
Фармацевтика: стерилизующая фильтрация растворов, контроль пирогенности
Химическая промышленность: очистка технологических жидкостей, растворителей
Водоподготовка: предочистка перед мембранными установками
Впервые в России технология гофрирования при производстве патронных фильтрующих элементов была разработана и применена компанией «Технофильтр». Эта технология обеспечивает максимальный доступ жидкости ко всей площади фильтроэлемента, обеспечивая высокий ресурс и грязеемкость изделия.
Фирма SARTORIUS выпускает фильтроэлементы SARTOFINE и SARTOPURE, фирма PALL – PROFILE II. Популярны у потребителей фильтроэлементы, которые производит фирма CUNO, а также PURTREX и HURTREX II фирмы OSMONICS.
Экономическая эффективность применения разных типов фильтров зависит от загрязненности фильтруемой среды, грязеемкости фильтра и, соответственно, частоты и трудоемкости обслуживания.
При расчете грязеемкости стандартно принимаем максимальную толщину слоя загрязнений t = 0,5 см. Таким образом, упрощенно считаем грязеемкость по формуле: G = Sобщ ∙ t ∙ ρ
где:
G - грязеемкость (кг)
Sобщ - общая площадь фильтрации (м²)
t - толщина слоя загрязнений (м)
ρ - плотность загрязнений (кг/м³)
К основным преимуществам патронного фильтра относятся более тонкое фильтрование, высокая химическая чистота используемых материалов, небольшой вес, герметичность. Все это позволяет снизить потери продукта во время фильтрования, повысить уровень санитарных условий в производственных помещениях.
При выборе между плиссированными и намотанными фильтрами необходимо учитывать требуемую степень очистки, производительность системы, характеристики фильтруемой среды и экономические факторы.
При выборе типа картриджей не стоит выбирать только по производительности и селективности, следует учитывать их специфические характеристики. Важно также рассматривать возможность регенерации, совместимость с фильтруемой средой и требования к качеству очистки.
Для питьевой воды рекомендуются плиссированные фильтры с мембранными элементами, обеспечивающие высокую степень очистки от бактерий, вирусов и микрочастиц. Намотанные фильтры лучше использовать на стадии предочистки для удаления крупных механических примесей.
Срок службы зависит от типа фильтра и условий эксплуатации. Плиссированные фильтры обычно служат 3-6 месяцев, намотанные - 1-3 месяца. Замена производится при достижении максимального перепада давления или снижении качества фильтрации.
Поверхностная фильтрация (плиссированные фильтры) задерживает частицы на поверхности мембраны, обеспечивая точное разделение по размеру. Глубинная фильтрация (намотанные фильтры) улавливает частицы в объеме фильтрующего материала, что обеспечивает большую грязеемкость.
Намотанные фильтры допускают ограниченную регенерацию обратной промывкой. Плиссированные мембранные фильтры обычно одноразовые, хотя некоторые типы можно промывать специальными растворами. Эффективность после регенерации снижается.
Для агрессивных химических сред рекомендуются фильтры из стекловолокна, PTFE или специальных полимеров. Полипропиленовые фильтры подходят для большинства водных сред, но могут разрушаться в присутствии сильных кислот или растворителей.
Площадь фильтрации рассчитывается исходя из требуемой производительности, вязкости жидкости и допустимого перепада давления. Для плиссированных фильтров эффективная площадь в 4-6 раз больше геометрической за счет гофрирования.
Да, температура существенно влияет на работу фильтров. Полипропиленовые элементы работают до 95°C (размягчение при 140°C), полиэстерные - до 150°C. При повышенных температурах снижается механическая прочность и может измениться размер пор, что влияет на качество фильтрации.
Абсолютная степень фильтрации означает, что 99,9% частиц определенного размера будут задержаны (характерно для плиссированных мембранных фильтров). Номинальная степень - это средний размер пор, при котором задерживается 90-99% частиц (типично для намотанных фильтров).
Основные параметры контроля: перепад давления на фильтре, качество фильтрата и производительность. Увеличение перепада давления сигнализирует о засорении фильтра. Снижение качества очистки указывает на необходимость замены элемента.
Основные ошибки: выбор только по цене без учета эксплуатационных расходов, неправильная оценка загрязненности среды, игнорирование химической совместимости материалов, неучет температурных условий и недооценка необходимой производительности системы.
Отказ от ответственности: Данная статья носит ознакомительный характер и не является руководством к действию. Перед выбором и установкой фильтрационного оборудования рекомендуется консультация со специалистами.
Источники информации: НПП Технофильтр, REINBERG, Альтаир, Стронг-Фильтр, Filtertechnik, ГОСТ Р 71490-2024, SARTORIUS AG, PALL Corporation, материалы технических конференций по фильтрации 2024-2025 гг.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.