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Prima di concludere, vi invitiamo a rivolgervi direttamente al nostro team dirigenziale per assicurarvi di ricevere la consulenza tecnica più accurata, il supporto sui prezzi e le opzioni di personalizzazione più adatte al vostro progetto. I nostri esperti sono in grado di valutare rapidamente le vostre esigenze, consigliarvi soluzioni adeguate con filtri in plastica sinterizzata e aiutarvi a ridurre i rischi legati all’approvvigionamento, migliorando al contempo l’efficienza, l’uniformità e la stabilità a lungo termine delle forniture per le vostre applicazioni industriali.
Hai bisogno di aiuto per scegliere la cartuccia filtrante giusta?
Il nostro team di vendita
Comunica al nostro team di assistenza commerciale il tipo di prodotto, il grado di filtrazione in micron, le dimensioni, l'applicazione, il materiale filtrante, la temperatura di esercizio, la pressione e la quantità stimata. Ti aiuteremo a scegliere la cartuccia filtrante più adatta tra quelle in plastica sinterizzata, metallo sinterizzato o a sedimenti.
Sei cilindri bianchi finiscono sulla scrivania di un responsabile degli acquisti.
Stessa lunghezza. Stesso diametro esterno. Stessa indicazione “5 micron”.
A quanto pare, sono intercambiabili.
Non lo sono.
Una cartuccia filtrante in polipropilene filato può trattenere le particelle grossolane grazie a uno spesso strato di fibre a grana graduata; un filtro pieghettato può accumularle principalmente lungo la superficie piegata; una membrana in PTFE potrebbe resistere a un solvente aggressivo che farebbe gonfiare un altro polimero, mentre un elemento in acciaio inossidabile sinterizzato potrebbe resistere a ripetuti lavaggi in controcorrente ben oltre il momento in cui tutte le cartucce monouso sono già finite nel bidone dei rifiuti.
Una piccola differenza?
Non direi proprio.
Il materiale filtrante nascosto all’interno di quel cilindro dall’aspetto innocuo determina la caduta di pressione, la capacità di trattenere lo sporco, il rischio di rilascio di particelle, la resistenza chimica, la facilità di pulizia, la durata di vita utile e — quando le specifiche sono approssimative — se la membrana a valle durerà sei mesi o si intaserà prima di pranzo.
Allora perché così tante richieste di preventivo contengono poco più di questo?
“Cerco una cartuccia da 5 micron. Al miglior prezzo.”
Quella non è una specifica. È un azzardo.
Sinceramente, credo che il settore dei filtri a cartuccia abbia trascorso troppi anni a far sembrare ingannevolmente simili prodotti in realtà radicalmente diversi. Le pagine dei cataloghi non fanno che alimentare il problema: una foto nitida del prodotto, il numero di micron, la lunghezza della cartuccia… e il gioco è fatto.
La filtrazione vera e propria non è poi così semplice.
La risposta in breve: sei tipi di filtri a cartuccia dominano il mercato industriale
Le principali tipologie di filtri a cartuccia trattate nell'ambito dell'approvvigionamento industriale sono:
Cartucce filtranti in polipropilene filato o melt-blown
Cartucce filtranti avvolte con filo di polipropilene
Cartucce filtranti pieghettate in polipropilene
Cartucce filtranti pieghettate in PTFE
Cartucce filtranti con legante in resina
Cartucce filtranti in acciaio inossidabile
Sì, ce ne sono altri: elementi in ceramica, blocchi di carbone attivo, cartucce in microfibra di vetro, membrane PES, membrane in nylon, modelli ad alta portata, coalescenti e gruppi ibridi.
Ma queste sei famiglie sono costantemente presenti nei settori del trattamento delle acque, della lavorazione chimica, dei rivestimenti, della produzione alimentare, della prefiltrazione per osmosi inversa, dello sfiato dei gas, dei sistemi idraulici e della filtrazione industriale in generale.
Ecco la cruda verità: la cartuccia con il prezzo più basso spesso finisce per essere quella più costosa in termini di costi di esercizio.
Non sempre.
Ma capita abbastanza spesso.
Quando un acquirente confronta due cartucce basandosi esclusivamente sul valore indicato dopo “µm”, trascurando l’efficienza di ritenzione, il meccanismo di caricamento, la viscosità del fluido, gli impulsi di pressione, il materiale di tenuta, la morfologia dei pori e il fatto che il valore indicato sia nominale o assoluto, il confronto commerciale è già viziato prima ancora che uno dei due campioni raggiunga l’impianto.
Perché?
Perché “5 micron” non significa necessariamente la stessa cosa in entrambi i casi.
Un fornitore potrebbe utilizzare l'etichetta per indicare un elemento a profondità nominale. Un altro potrebbe riferirsi a una cartuccia pieghettata ad alta efficienza. Un terzo potrebbe invece indicare un tipo di membrana assoluta testata secondo un protocollo di prova definito.
Stesso numero. Lavoro diverso.
1. Cartuccia filtrante in polipropilene filato
Se si entra in quasi qualsiasi sala di pretrattamento RO, è molto probabile che se ne veda una: una semplice cartuccia filtrante in polipropilene filato, solitamente bianca, solitamente economica, solitamente considerata come se non ci fosse più nulla di tecnico da discutere.
C'è.
Una cartuccia filata — spesso commercializzata come cartuccia melt-blown — è costituita da fibre di polipropilene disposte in una struttura tubolare a profondità variabile. I modelli più efficaci non presentano una densità uniforme dall’esterno verso l’interno. La zona esterna rimane relativamente aperta, mentre gli strati interni diventano progressivamente più fitti.
I detriti di grandi dimensioni entrano per primi.
Le particelle fini penetrano più in profondità.
Questo è il trucco di base.
Una struttura a gradini consente di trattenere le impurità su una porzione più ampia della parete della cartuccia, anziché formare immediatamente un unico strato compatto sulla superficie esterna. Se progettata correttamente, ciò garantisce una capacità di trattenimento delle impurità utile senza la necessità di fili, adesivi o processi di avvolgimento separati.
L'unità polimerica ricorrente del polipropilene viene comunemente indicata come (C₃H₆)ₙ. È leggero, relativamente economico e compatibile con molti fluidi a base acquosa e prodotti chimici industriali.
Questo non significa che sia universale.
La documentazione Polyflow-G di Parker, ad esempio, descrive una cartuccia a profondità interamente in polipropilene, saldata termicamente, destinata alla chiarificazione e alla prefiltrazione generale. Questa particolare linea di prodotti è disponibile in gradi nominali da da 0,2 a 30 µm, con limiti ben definiti in termini di portata, temperatura e pressione differenziale. Tali valori si riferiscono specificatamente a quel prodotto, non a qualsiasi cartuccia filata generica disponibile su un marketplace online. (parker.com)
Questa distinzione è importante.
Molto.
I campi in cui il polipropilene filato offre ottime prestazioni
Le cartucce filtranti filate vengono comunemente utilizzate per:
Chiarificazione generale dell'acqua
Riduzione di sabbia, ruggine, incrostazioni e solidi in sospensione
Prefiltrazione a osmosi inversa
Soluzioni per la placcatura
Prefiltrazione di alimenti e bevande
Filtrazione industriale dei liquidi a basso costo
Protezione di pompe, valvole e membrane a valle
Per l'acqua sporca e la prefiltrazione di routine, una cartuccia a profondità in polipropilene di buona fattura può rappresentare una scelta molto sensata.
Non condivido l'idea secondo cui "usa e getta" significhi automaticamente "di qualità inferiore".
A volte il processo richiede un componente pulito e a basso costo che venga caricato, sostituito e rimosso dal sistema senza dover ricorrere a una complessa procedura di pulizia e convalida. È perfettamente razionale.
Ma c'è un intoppo.
Gran parte dei prodotti presenti sul mercato viene venduta indicando valori nominali, senza specificare chiaramente l'efficienza. Un'etichetta con la dicitura “5 µm” potrebbe non indicare se la cartuccia rimuove particelle di dimensioni pari a 60%, 90%, 95% o 99%.
Non c'è una curva di efficienza?
Allora il numero è incompleto.
Gli acquirenti che devono gestire ruggine, limo, incrostazioni o solidi di processo in generale possono confrontare una gamma più ampia di prodotti cartucce filtranti industriali per sedimenti, tra cui modelli melt-blown, pieghettati, in PP, sinterizzati e ad alta portata.
Il punto cieco
Tuttavia, le cartucce filate possono comprimersi all’aumentare della pressione differenziale.
Le versioni economiche possono inoltre presentare una densità irregolare, una sigillatura delle estremità poco efficace, un peso della cartuccia non uniforme, una scarsa resistenza dell'anima o strutture delle fibre che variano da un lotto di produzione all'altro.
A bassa pressione, sembra tutto a posto.
A quel punto il filtro viene caricato.
La portata diminuisce, la pressione differenziale aumenta e le impurità che sembravano essere state trattenute in modo sicuro potrebbero migrare più in profondità — o passare attraverso il materiale — se questo si compatta sotto sforzo.
Ecco perché due cartucce in polipropilene, visivamente identiche, possono comportarsi in modo completamente diverso.
Uno presenta un gradiente controllato.
L'altro è fondamentalmente un tubetto bianco con una confezione che trasmette ottimismo.
2. Cartuccia filtrante avvolta con filo di polipropilene
Le cartucce con cordicella sono una tecnologia ormai superata.
Non è un insulto.
Una cartuccia filtrante avvolta con filo di polipropilene viene realizzata avvolgendo il filo attorno a un'anima di supporto perforata secondo uno schema di incrocio accuratamente controllato. A seconda dell'applicazione, il filo può essere in polipropilene, cotone, poliestere, nylon, fibra di vetro o altro materiale.
Il nucleo potrebbe essere in polipropilene.
Oppure in acciaio inossidabile.
Oppure qualcosa di completamente diverso.
L'avvolgimento forma dei canali rastremati, per cui i solidi rimangono intrappolati lungo tutta la profondità della cartuccia anziché accumularsi solo sulla superficie esterna. Il tipo di filato, la tensione di avvolgimento, il materiale dell'anima, la geometria del disegno e la densità finale influenzano tutti il risultato.
Un prodotto dall'aspetto semplice. Una lavorazione meticolosa.
Il catalogo Parker dedicato alla filtrazione industriale descrive le cartucce a avvolgimento profondo disponibili in diversi tipi di media e per diversi gruppi di applicazioni, tra cui acqua, oli, solventi, processi chimici, prefiltrazione a membrana e soluzioni alcaline concentrate o diluite. Inoltre, chiarisce che le prestazioni delle cartucce dipendono dall’esatta struttura del prodotto, e non solo dalla generica espressione “avvolgimento a filo”. (parker.com)
Perché gli acquirenti continuano a utilizzare cartucce a spirale
Una cartuccia filtrante a spirale può essere una scelta opportuna quando:
Il fluido presenta una viscosità moderata o elevata
Il carico di solidi varia durante la produzione
È necessario un'anima centrale rigida
Il processo è adatto per rivestimenti, oli, sciroppi, inchiostri o sostanze chimiche
L'acquirente necessita di una combinazione specifica di filato e anima
Un processo già esistente ha già convalidato il progetto della ferita
Ed è qui che entra in gioco l'abitudine del settore.
Alcune aziende utilizzano cartucce a spirale da vent’anni e sanno esattamente come si comportano nel loro processo un determinato filato, un determinato anima, un determinato grado di micronaggio e la pressione differenziale di sostituzione.
Sostituire quella configurazione collaudata con una cartuccia filata più economica solo perché le dimensioni coincidono?
Non lo consiglierei senza prima averlo provato.
Ma i media scandalistici hanno i loro segreti sporchi.
Una tensione di avvolgimento insufficiente può causare la formazione di percorsi allentati. Una distribuzione irregolare del filato può creare dei canali. Le fibre potrebbero spostarsi. Le zone terminali potrebbero risultare meno dense rispetto alla parte centrale.
In caso di picco di pressione, quei punti deboli non sono più solo teorici.
Cartuccia filtrante a filamento contro cartuccia filtrante a filo avvolto
Una cartuccia filtrante a filati è generalmente costituita da fibre polimeriche legate tra loro, solitamente disposte in una struttura a densità graduata. Una cartuccia filtrante a filo avvolto è costituita da filati avvolti attorno a un'anima perforata separata.
Il polipropilene filato offre un sistema di materiali semplice e, di norma, un formato monouso più economico.
Il supporto a spirale offre all'ingegnere una maggiore libertà nell'abbinare filati e materiali di anima diversi.
Qual è il migliore?
Domanda sbagliata.
Di che tipo di fluido si tratta, qual è la sua viscosità, quali contaminanti sono presenti e cosa succede quando la pressione differenziale raddoppia?
Ecco la domanda.
3. Cartuccia filtrante pieghettata in polipropilene
Basta aprire una cartuccia pieghettata per comprenderne immediatamente la geometria: piegando un foglio di materiale filtrante avanti e indietro, si riesce a racchiudere una superficie effettiva molto più ampia in un piccolo involucro cilindrico, con un conseguente aumento significativo dell’area di filtrazione disponibile.
Una superficie maggiore comporta solitamente una minore perdita di carico iniziale.
Di solito.
Questo termine è importante perché una cartuccia filtrante a pieghe può comunque intasarsi rapidamente quando il flusso di processo contiene fanghi pesanti, gel deformabili, particelle fini adesive, proliferazione biologica o una miscela problematica di particelle grossolane e submicroniche.
Le pieghe non sono una magia.
Sono supporti pieghevoli.
Una cartuccia filtrante pieghettata in polipropilene può comprendere il foglio filtrante, gli strati di supporto a monte e a valle, un'anima interna, una gabbia esterna, i tappi terminali e le guarnizioni in elastomero. Tali componenti sono spesso uniti termicamente in un unico insieme.
Ogni componente aggiuntivo solleva un ulteriore problema di compatibilità.
Il materiale in polipropilene potrebbe resistere al liquido, mentre l'O-ring no.
Oppure la gabbia si ammorbidisce.
Oppure il collegamento terminale cede.
Capita.
Quando è opportuno utilizzare cartucce pieghettate in polipropilene
Spesso vengono scelti per:
Depurazione avanzata dell'acqua
Trasformazione di alimenti e bevande
Elettronica e acqua di processo in generale
Prefiltrazione a membrana
Filtrazione chimica
Sistemi a bassa perdita di carico
Applicazioni che richiedono una maggiore uniformità di ritenzione rispetto alle cartucce con profondità nominale di base
Le informazioni sul prodotto Poly-Mate X di Parker associano specifiche configurazioni a pieghe in polipropilene a livelli dichiarati di efficienza e gradi in micron. È proprio questo l’aspetto utile: una specifica adeguata della cartuccia dovrebbe collegare il valore in micron a un’efficienza di ritenzione definita, senza lasciare che sia l’acquirente a indovinare il significato di quel numero. (parker.com)
Ma ecco il problema.
Il numero di pieghe viene utilizzato come parametro di vendita, anche quando le pieghe sono così fitte che lo spazio tra loro si chiude sotto il carico di sporco. Un numero maggiore di pieghe può creare una superficie teorica più ampia, ma una spaziatura inadeguata può impedire che l’intera superficie svolga un lavoro utile.
L'area della carta non è area utilizzabile.
Non sempre.
Una cartuccia pieghettata di buona fattura garantisce il giusto equilibrio tra superficie filtrante, profondità delle pieghe, supporto, spaziatura, caduta di pressione contenuta e resistenza meccanica. Una cartuccia a basso costo potrebbe limitarsi a riempire le pieghe sperando che il manometro della pressione differenziale non dia segnali di allarme.
4. Cartuccia filtrante pieghettata in PTFE
Il PTFE sembra rassicurante.
Di alta qualità. Resistente agli agenti chimici. All'avanguardia.
Quel singolo nome del materiale ha salvato numerose presentazioni di vendita… e ha compromesso alcune applicazioni in cui nessuno si è preso la briga di chiedere se la membrana fosse idrofobica o idrofila.
Una cartuccia filtrante pieghettata in PTFE utilizza una membrana in politetrafluoroetilene, comunemente rappresentata dall'unità ripetitiva (C₂F₄)ₙ, disposti a pieghe e abbinati a strati di rinforzo, un’anima, una gabbia, tappi terminali e guarnizioni.
Il PTFE offre un'ampia resistenza chimica.
Ma il comportamento di bagnabilità può determinare il successo o il fallimento dell'applicazione.
Il PTFE, essendo naturalmente idrofobo, respinge l'acqua. Questa proprietà risulta utile per la filtrazione di gas sterili, aria compressa, solventi e per lo sfiato dei serbatoi, poiché la membrana è in grado di lasciar passare il gas resistendo al contempo alla penetrazione dell'acqua in forma liquida in condizioni operative adeguate.
Se però si inserisce quella stessa membrana idrofobica non trattata in un processo a fase liquida acquosa, l’operatore potrebbe chiedersi perché la portata sia così scarsa.
Non è difettoso.
Non è bagnato.
In caso di utilizzo con fluidi liquidi, la progettazione potrebbe richiedere una pre-bagnatura con alcool, un altro fluido di bagnatura approvato oppure un trattamento con PTFE idrofilo permanente.
Questo dettaglio viene spesso tralasciato nelle discussioni affrettate sugli acquisti.
Nelle sue linee guida sulla filtrazione come metodo di sterilizzazione, il Analisi del CDC sulla filtrazione a membrana per fluidi farmaceutici termosensibili spiega che la rimozione dei batteri dipende dalla dimensione dei pori, dalla struttura della membrana e dalla relazione tra i pori e gli organismi bersaglio. A Membrana da 0,22 µm per uso sterilizzante presenta quindi aspettative di prestazioni molto diverse rispetto a una cartuccia a profondità nominale generica che porta lo stesso numero.
Cosa occorre verificare prima di approvare il PTFE
Non accettare “Materiale: PTFE” come risposta completa.
Conferma:
Membrana idrofobica o idrofila
Costruzione con o senza sostegno
Ritenzione nominale o assoluta
Pressione differenziale massima in avanti
Pressione differenziale massima in senso inverso
Metodo di sterilizzazione e numero di cicli
Sostanze estraibili
Metodo di verifica dell'integrità
Materiale del tappo terminale e della gabbia
Composto per O-ring
Concentrazione chimica
Temperatura di esercizio
Ritenzione batterica richiesta
Sì, quella lista è più lunga del prospetto di vendita.
È proprio questo il punto.
Quando il PTFE vale il suo prezzo
Utilizzare cartucce pieghettate in PTFE quando il processo lo richiede effettivamente:
Elevata resistenza agli agenti chimici
Filtrazione di gas sterile o aria
Filtrazione con solvente
Sfiato del serbatoio
Applicazioni ad alta purezza
Basso contenuto di sostanze estraibili
Cicli di sterilizzazione a vapore ripetuti o convalidati, laddove la struttura della cartuccia lo consenta
Il PTFE non dovrebbe essere scelto solo perché sembra il materiale “migliore”.
Non esiste un materiale migliore in assoluto.
Viene preso in considerazione solo il materiale che resiste alla reazione chimica, soddisfa l’obiettivo di ritenzione, interagisce correttamente con il fluido e rientra nei limiti commerciali del processo.
5. Cartuccia filtrante con legante in resina
Le cartucce con legante in resina non ricevono molta attenzione nelle campagne pubblicitarie patinate dedicate al trattamento delle acque.
Basta però inserirne uno in una linea di produzione di vernici, adesivi, oli, inchiostri, rivestimenti o resine, e il motivo della sua esistenza diventa evidente.
Si tratta di filtri a profondità rigidi.
Una cartuccia filtrante legata con resina viene solitamente prodotta legando una matrice fibrosa — spesso costituita da cellulosa o fibre sintetiche — con una resina termoindurente. Molti modelli presentano scanalature esterne ricavate a macchina che espongono ulteriori percorsi e aumentano la superficie utile.
Il risultato non è morbido né si comprime facilmente.
È rigido.
Tale rigidità può rivelarsi utile quando il liquido è viscoso, appiccicoso, fortemente contaminato o quando opera in presenza di una pressione differenziale tale da deformare un elemento più debole e privo di supporto.
Il catalogo dei processi di Parker elenca cartucce con legante in resina per applicazioni quali inchiostri, vernici, adesivi, resine, emulsioni, plastificanti, oli e altri fluidi di processo. Elenca inoltre la resina fenolica e la fibra acrilica come un’unica composizione del prodotto: proprio per questo motivo è necessario esaminare la combinazione completa dei materiali, non limitarsi alla semplice dicitura “legate con resina”. (parker.com)
Il problema che nessuno dovrebbe ignorare
La resina fa parte del sistema a contatto con il fluido.
Lo stesso vale per la fibra.
Lo stesso vale per il nucleo.
Una cartuccia che funziona alla perfezione in una determinata formulazione a base di idrocarburi o di rivestimento può gonfiarsi, ammorbidirsi, diventare fragile o rilasciare sostanze estraibili indesiderate in un’altra formulazione. Anche la temperatura e la concentrazione delle sostanze chimiche possono influire ulteriormente sul risultato.
Ecco la mia opinione senza mezzi termini: le cartucce con legante in resina sono sottovalutate negli ambienti industriali sporchi e con fluidi viscosi, mentre sono decisamente sopravvalutate quando i fornitori cercano di proporle per applicazioni che richiedono un’elevata purezza senza disporre di dati sugli estrattibili.
Buon filtro.
Procedura errata.
Quella combinazione continua a non funzionare.
6. Cartuccia filtrante in acciaio inossidabile
E ora passiamo alla cartuccia che chi si occupa degli acquisti definisce spesso “costosa” e chi si occupa della manutenzione definisce spesso “finalmente, qualcosa che non si rompe”.”
Entrambi possono avere ragione.
Una cartuccia filtrante in acciaio inossidabile può essere realizzata con polvere metallica sinterizzata, rete metallica intrecciata, rete sinterizzata multistrato, feltro in fibra metallica, materiale filtrante metallico pieghettato o un supporto perforato combinato con uno strato filtrante più fine.
Non si tratta di variazioni di poco conto.
Una struttura sinterizzata a polvere presenta caratteristiche diverse rispetto a una rete a trama quadrata. Il feltro in fibra metallica viene sottoposto a sollecitazioni diverse rispetto a un filtro a superficie. I filtri in filo metallico pieghettato offrono una superficie filtrante e un profilo di pulizia diversi rispetto a un elemento cilindrico liscio.
Raggrupparli tutti sotto la denominazione di “cartucce metalliche” è come paragonare una zanzariera a una spugna solo perché entrambe hanno dei fori.
Perché si sceglie l'acciaio inossidabile
Le cartucce in acciaio inossidabile vengono solitamente prese in considerazione quando l'applicazione prevede:
Temperatura elevata
Elevata pressione differenziale
Cicli di pressione o pulsazioni
Vapore
Contaminanti abrasivi
Lavaggio a controcorrente
Pulizia con solventi
Uso ripetuto
Fluidi idraulici o lubrificanti
Ritenzione del catalizzatore
Filtrazione del gas
Lavorazione dei polimeri o trattamento chimico
Tra le leghe più comuni figurano 304 e 316L.
Il 316L è spesso preferito in applicazioni chimiche più impegnative poiché il suo contenuto di molibdeno può migliorare la resistenza ad alcune condizioni di corrosione. Ma non lasciatevi ingannare dall'etichetta della lega.
Anche l'acciaio inossidabile si corrode.
La concentrazione di cloruro, il pH, il livello di ossigeno, la temperatura, le condizioni della saldatura, la finitura superficiale, le fessure e i prodotti chimici utilizzati per la pulizia sono tutti fattori rilevanti. Una cartuccia in acciaio 316L utilizzata in un ambiente con cloruro ad alta temperatura può trovarsi in gravi difficoltà.
Il Gamma di cartucce filtranti in metallo sinterizzato comprende strutture sinterizzate a polvere, a rete multistrato, in feltro di fibre, in metallo pieghettato e in materiale composito perforato per la filtrazione di liquidi, gas, vapore e nei processi industriali.
E per le applicazioni che richiedono un componente rigido e poroso senza i costi o il peso del metallo, cartucce filtranti in plastica sinterizzata possono essere realizzati in PE, PP, PTFE, nylon e altri polimeri tecnici.
Una nicchia diversa.
Un'economia diversa.
“Riutilizzabile” non significa “gratis”
Una cartuccia in acciaio inossidabile può resistere a decine di cicli di pulizia.
Va bene.
Come si pulisce?
Lavaggio a controcorrente, bagno a ultrasuoni, immersione in soluzioni chimiche, getto ad alta pressione, trattamento in forno o una combinazione di questi metodi? Come viene verificata la pulizia? Quanto costa un ciclo di pulizia? Cosa succede al fluido di pulizia contaminato? La struttura dei pori cambia nel tempo?
Un elemento riutilizzabile può far risparmiare denaro.
Oppure può consumare silenziosamente manodopera, solventi, tempo dedicato alla verifica e capacità produttiva, fino a quando il prezzo di acquisto originario non diventa la cifra meno importante del foglio di calcolo.
Ecco perché preferisco il costo totale per ora di funzionamento.
Non il prezzo unitario.
Confronto tra i diversi tipi di filtri a cartuccia
Tipo di filtro a cartuccia
Meccanismo di filtrazione principale
Il vantaggio principale
Punto cieco comune
Applicazioni tipiche
Di solito riutilizzabile?
Cartuccia filtrante in polipropilene filato
Filtrazione a profondità graduale
Costo contenuto e buona capacità di carico di terra
I valori nominali variano a seconda del fornitore
Acqua, prefiltrazione RO, liquidi di processo in generale
No
Cartuccia filtrante con filo avvolto
Filtrazione in profondità a base di filati
Flessibilità del materiale e dell'anima
Canalizzazione, migrazione delle fibre, avvolgimento irregolare
Oli, rivestimenti, prodotti chimici, acqua
Di solito no
Cartuccia filtrante pieghettata in polipropilene
Filtrazione superficiale o a bassa profondità
Ampia superficie e bassa perdita di carico iniziale
Pieghettatura cieca in presenza di solidi pesanti
Depurazione di precisione, alimenti, acque di processo
A volte, con dei limiti
Cartuccia filtrante pieghettata in PTFE
Filtrazione a membrana
Resistenza chimica e prestazioni di filtrazione dei gas
Comportamento di bagnabilità e costo di acquisto elevato
Solventi, gas sterile, sfiato, sostanze chimiche aggressive
A volte
Cartuccia filtrante con legante in resina
Filtrazione a profondità rigida
Resistenza nei fluidi viscosi o appiccicosi
Compatibilità con la resina e sostanze estraibili
Vernici, inchiostri, oli, adesivi, rivestimenti
Di solito no
Cartuccia filtrante in acciaio inossidabile
Filtrazione superficiale, in profondità o su materiale poroso sinterizzato
Calore, pressione, resistenza e facilità di pulizia
Costi di pulizia, corrosione, costo iniziale elevato
Vapore, gas, sostanze chimiche, sistemi idraulici
Sì, una volta convalidato
Perché la classificazione in micron non è sufficiente
“Cinque micron.”
Va bene.
Con quale rendimento?
Con quali particelle di prova è stata effettuata la misurazione? A quale portata? In acqua o in un liquido viscoso? La cartuccia è classificata in termini nominali, assoluti, beta o è semplicemente etichettata secondo una convenzione interna dello stabilimento che nessuno al di fuori dello stesso ha mai visto?
Quel piccolo numero espresso in micron infonde una falsa sicurezza.
Una specifica di filtrazione dovrebbe includere, come minimo:
Dimensione target delle particelle
Efficienza di rimozione richiesta
Potenza nominale o assoluta
Composizione di fluidi o gas
Concentrazione chimica
Temperatura di esercizio e temperatura massima
Pressione normale
Pressione differenziale massima
Portata
Viscosità del fluido
Concentrazione di solidi
Distribuzione granulometrica
Dimensioni della cartuccia
Allacciamento all'abitazione
Configurazione DOE o SOE
Materiale della guarnizione
Piano di pulizia o smaltimento
Requisiti relativi al settore alimentare, farmaceutico, dell'acqua potabile o normativi
Quantità annuale
Se si tralasciano questi dettagli, il fornitore è costretto a tirare a indovinare.
Qualcuno farà delle domande.
Alcuni no.
Neanche le lunghezze standard delle cartucce da 10, 20, 30 e 40 pollici garantiscono l'intercambiabilità. Il diametro esterno, il diametro interno, la lunghezza di compressione, lo spessore della guarnizione, la posizione dell'O-ring, la forma del tappo terminale e l'interfaccia di tenuta sono tutti fattori che determinano se la cartuccia si inserisca effettivamente nell'alloggiamento.
Una cartuccia DOE presenta due estremità aperte.
Una cartuccia SOE può utilizzare un raccordo con O-ring 222 o 226 con aletta, a punta, a estremità piatta o di altro tipo a estremità chiusa.
Una differenza minima.
Bypass di grandi dimensioni.
Quando il fluido scivola intorno alla cartuccia invece di passare attraverso il materiale filtrante, il filtro, anche se realizzato con la membrana più fine al mondo, non serve praticamente a nulla.
I recenti dati relativi alla salute pubblica rendono sempre più difficile ignorare l'importanza della selezione e della manutenzione
Un filtro a cartuccia è un piccolo prodotto che si inserisce all’interno di un problema infrastrutturale ben più ampio.
I filtri a cartuccia sono solo una parte di quel sistema.
Tuttavia, questa cifra mette in luce la portata di ciò che si cela dietro termini di uso comune come “manutenzione”, “trattamento”, “sostituzione” e “gestione patrimoniale”.
E la scelta deve partire dal contaminante, non dalla marca della cartuccia.
Il Linee guida del CDC del 10 aprile 2024 sulla scelta dei filtri per l'acqua spiega che filtri diversi rimuovono sostanze diverse e raccomanda di identificare i germi o le sostanze chimiche specifici che destano preoccupazione prima di scegliere il trattamento. La versione “industriale” di questo consiglio è di una semplicità brutale: caratterizzare il flusso prima di acquistare i mezzi filtranti.
Eppure la scelta del filtro rappresenta solo metà del problema.
La manutenzione può mandare tutto all’aria.
Il Linee guida del CDC del 15 marzo 2024 sui germi presenti nell'acqua avverte che i germi possono sopravvivere e moltiplicarsi all'interno dei filtri che non vengono sottoposti a una corretta manutenzione o sostituiti. Si sottolinea inoltre che alcuni filtri per l'intero edificio rimuovono il cloro o altre sostanze chimiche di trattamento che, in caso contrario, inibirebbero la proliferazione microbica.
Tale avvertenza non dovrebbe limitarsi ai filtri per uso domestico.
Una cartuccia industriale bagnata lasciata in servizio per un periodo prolungato può trasformarsi in un habitat biologico. Un “intervallo di manutenzione più lungo” non comporta automaticamente un miglioramento dell’efficienza se il materiale filtrante inizia a favorire la proliferazione batterica, a emanare odori, ad aumentare la caduta di pressione o a contaminare il ciclo di produzione successivo.
A nessuno piace parlare della cartuccia bagnata che rimane lì durante un fine settimana in cui l'impianto è fermo.
Dovrebbero.
Come scegliere il filtro a cartuccia giusto
Iniziamo con il definire che aspetto ha il fallimento.
Un ugello di spruzzatura intasato?
Una membrana RO danneggiata?
Si nota una leggera opacità nel prodotto finito?
Perdita di catalizzatore?
Contaminazione microbica?
Sostituzioni eccessive?
Caduta di pressione elevata nel sistema di pulizia?
La modalità di guasto ti dice molto di più di quanto potrà mai fare una pagina dedicata alla categoria di un prodotto.
Scegliere il polipropilene filato nei seguenti casi:
È necessaria una filtrazione economica dei sedimenti o una filtrazione generale in profondità; la temperatura e le condizioni chimiche sono adatte al polipropilene; la cartuccia viene normalmente smaltita dopo il caricamento e non è richiesta una membrana di grado sterilizzante convalidata.
Spesso è un ottimo cavallo da lavoro.
Non fingere che sia qualcos’altro.
Scegliere le corde avvolte quando:
Se avete a che fare con un fluido viscoso o chimicamente specifico, avete bisogno di una combinazione specifica di filato e anima, oppure utilizzate già un processo con una specifica collaudata per le cartucce avvolte.
Controllare la qualità dell'avvolgimento.
È lì che si nascondono le scorciatoie.
Scegliere il polipropilene plissettato quando:
È necessaria una maggiore superficie di filtrazione, una caduta di pressione a filtrato relativamente bassa, una ritenzione meglio definita o una chiarificazione fine in un flusso che non sommerga immediatamente il pacchetto di pieghe nel fango.
Richiedete i dati relativi all'efficienza.
Non gli aggettivi da opuscolo.
Scegliere il PTFE pieghettato quando:
Si tratta di filtrare sostanze chimiche aggressive, solventi, gas sterili, gas di sfiato di processo o altri flussi ad alta purezza in cui il normale polipropilene non è in grado di garantire la resistenza richiesta o le prestazioni della membrana.
E verificare la bagnabilità.
Sul serio.
Scegliere il tipo con legante in resina quando:
Il liquido è viscoso, appiccicoso, oleoso o molto denso, e la cartuccia deve avere una rigidità sufficiente per resistere alla compressione o alla deformazione, trattenendo al contempo le impurità per tutta la sua profondità.
Eseguire un controllo di compatibilità con il sistema di resina.
Non solo la fibra.
Scegli l'acciaio inossidabile quando:
Il processo prevede l'uso di calore, pressione, vapore, solidi abrasivi, pulizie ripetute, controlavaggio, filtrazione dei gas, ritenzione del catalizzatore o un calcolo della durata utile che giustifichi effettivamente l'utilizzo di un elemento riutilizzabile.
Calcola il costo della pulizia.
Tutto quanto.
Quando si tratta di fluidi sconosciuti, produzione regolamentata, raccordi personalizzati o costose apparecchiature a valle, una prova controllata vale più di dieci rassicurazioni via e-mail.
Gli acquirenti che sviluppano dimensioni, strutture porose, collegamenti o progetti di sostituzione non standard possono utilizzare Servizi OEM/ODM per cartucce filtranti personalizzate sulla base di disegni, campioni, parametri operativi e prestazioni richieste.
Domande frequenti
Quali sono le principali tipologie di filtri a cartuccia?
I principali tipi di filtri a cartuccia sono: cartucce a profondità in polipropilene filato, cartucce a profondità avvolte a filo, cartucce pieghettate in polipropilene, cartucce a membrana pieghettata in PTFE, cartucce a profondità legate con resina e cartucce in acciaio inossidabile; ogni famiglia utilizza una struttura del materiale filtrante diversa, pertanto le cartucce con lo stesso grado di filtrazione in micron dichiarato possono presentare valori diversi in termini di efficienza, portata, capacità di trattenere lo sporco, caduta di pressione e durata operativa.
I modelli filati, avvolti e legati con resina tendono generalmente ad accumulare contaminanti lungo tutta la profondità del materiale filtrante.
Le cartucce pieghettate offrono una superficie maggiore a parità di diametro e spesso si caricano più vicino alla superficie.
Gli elementi in acciaio inossidabile possono presentare strutture a polvere, a rete, in feltro o a pieghe; pertanto, anche solo questa categoria comprende diversi tipi di filtri molto diversi tra loro.
Qual è la differenza tra una cartuccia filtrante a filamento e una cartuccia filtrante a filo avvolto?
Una cartuccia filtrante filata è costituita da fibre polimeriche legate termicamente — solitamente polipropilene — mentre una cartuccia filtrante avvolta a filo viene prodotta avvolgendo il filato attorno a un’anima di supporto perforata; i modelli filati presentano una struttura relativamente semplice interamente in polipropilene, mentre le cartucce avvolte offrono maggiore libertà di combinare filati e materiali di supporto per temperature, sostanze chimiche, viscosità e carichi meccanici specifici.
Le cartucce filate sono molto diffuse nei sistemi economici di prefiltrazione dell'acqua e nei sistemi di osmosi inversa.
Le cartucce avvolgibili continuano a essere utili nel settore degli oli, dei rivestimenti, delle vernici, degli sciroppi, dei prodotti chimici e di altri fluidi di processo.
La qualità di fabbricazione è più importante di quanto lasci intendere l'aspetto esteriore, pulito e bianco.
Una cartuccia filtrante a pieghe è migliore di una cartuccia filtrante a profondità?
Una cartuccia filtrante a pieghe è generalmente più indicata quando il processo richiede un’area effettiva elevata, una caduta di pressione iniziale relativamente bassa e una ritenzione costante delle particelle fini, mentre una cartuccia a profondità è spesso più indicata quando il fluido in ingresso presenta un’ampia distribuzione granulometrica che deve essere trattenuta in tutto il mezzo filtrante anziché concentrarsi principalmente lungo la sua superficie esterna.
Lo sporco ostinato può ostruire il sistema a pieghe.
Un flusso pulito e composto da particelle fini può sprecare gran parte di un elemento di profondità denso.
Quindi no: la versione a pieghe non è automaticamente di “qualità superiore”. È semplicemente progettata per un diverso schema di carico.
Quando è opportuno utilizzare una cartuccia filtrante pieghettata in PTFE?
È necessario utilizzare una cartuccia filtrante pieghettata in PTFE quando l’applicazione richiede un’ampia resistenza chimica, la filtrazione di solventi aggressivi, l’utilizzo con gas sterili, lo sfiato dei serbatoi o prestazioni delle membrane ad alta purezza che i normali mezzi filtranti in polipropilene non sono in grado di garantire in modo affidabile; gli acquirenti devono inoltre verificare se la membrana in PTFE sia idrofoba, idrofila, supportata, sterilizzabile e idonea ai test di integrità.
Il PTFE idrofobo è adatto a numerose applicazioni nel settore dei gas e dello sfiato.
Il servizio con liquidi a base acquosa è tutta un'altra storia.
Senza pre-bagnatura o trattamento idrofilo, il flusso attraverso la membrana potrebbe risultare insufficiente, anche se la cartuccia è chimicamente compatibile.
In quali casi vale la pena spendere di più per una cartuccia filtrante in acciaio inossidabile?
Una cartuccia filtrante in acciaio inossidabile giustifica il prezzo iniziale più elevato nei casi in cui la temperatura, la pressione differenziale, l’abrasione, l’esposizione al vapore, i cicli di pulizia, il controlavaggio o una lunga durata operativa potrebbero danneggiare rapidamente i media polimerici monouso; il suo valore reale dovrebbe essere calcolato in base al costo totale di manutenzione, comprensivo di manodopera per la pulizia, tempi di inattività, smaltimento dei rifiuti, convalida, frequenza di sostituzione e protezione delle apparecchiature a valle.
"Riutilizzabile" non significa "esente da manutenzione".
Anche un elemento metallico deve comunque essere pulito, ispezionato, sottoposto a collaudo ed eventualmente sostituito.
E se il processo di pulizia non viene controllato adeguatamente, il secondo ciclo potrebbe non dare gli stessi risultati del primo.
Come faccio a scegliere il filtro a cartuccia giusto?
Il filtro a cartuccia più adatto viene selezionato in base alla corrispondenza tra il materiale filtrante, la struttura dei pori, il grado di efficienza, le dimensioni, le guarnizioni e i limiti meccanici da un lato, e la composizione effettiva del fluido, la distribuzione granulometrica, la portata, la viscosità, temperatura, pressione, pressione differenziale, requisiti igienici, metodo di pulizia, geometria dell’alloggiamento e intervallo previsto per la sostituzione della cartuccia — non scegliendo il prezzo più basso associato a un determinato valore in micron.
Per un'analisi specifica dell'applicazione, confrontare Applicazioni dei filtri in plastica sinterizzata nei settori medico, di laboratorio, industriale, domestico e dei sistemi di lavorazione dei materiali.
Indicare quindi le condizioni di processo più sfavorevoli.
Non solo il valore normale di funzionamento, che è rassicurante.
Smettete di acquistare le cartucce basandovi solo sull'aspetto
La cartuccia che sembra quella giusta potrebbe comunque essere completamente sbagliata.
Un elemento filato in polipropilene che funziona bene a monte di una membrana RO potrebbe ammorbidirsi se sottoposto a sostanze chimiche ad alta temperatura. Una membrana in PTFE idrofobica che offre prestazioni eccellenti con l’aria sterile potrebbe non bagnarsi in presenza di un liquido acquoso. Una cartuccia in acciaio inossidabile potrebbe resistere a 50 cicli di pulizia e comunque comportare una perdita economica, poiché ogni ciclo di pulizia comporta un impiego di manodopera, solventi, attrezzature di convalida e tempo di produzione.
È una cosa che costa cara.
Sinceramente, credo che la maggior parte degli errori nella scelta delle cartucce abbia origine prima ancora che venga realizzato il campione. La richiesta è vaga, il fornitore integra i dettagli mancanti, l’ufficio acquisti mette a confronto preventivi che non sono tecnicamente equivalenti e l’ufficio tecnico scopre l’incompatibilità solo dopo che la pressione differenziale schizza alle stelle o quando compaiono particelle a valle.
Quindi non inviare questo:
“Mi serve un filtro da 5 micron. Fatemi sapere il prezzo migliore.”
Invia invece questo:
Composizione del fluido. Concentrazione chimica. Temperatura di esercizio e massima. Portata normale e di picco. Viscosità. Distribuzione granulometrica. Efficienza richiesta. Dimensioni dell'alloggiamento. Configurazione delle estremità. Materiale delle guarnizioni. Piano di pulizia. Quantità annuale.
Informazioni noiose?
Forse.
Sono proprio queste informazioni a impedire che un filtro si intasi, subisca un bypass, si intasi prematuramente, comprometta il processo o trasformi una cartuccia economica in un problema di produzione molto costoso.
Per lo sviluppo personalizzato, l'abbinamento dei campioni o l'approvvigionamento su scala industriale, consulta l'offerta di LVYN produzione di filtri e capacità produttive dello stabilimento e inviare i dati effettivi della domanda per la valutazione tecnica.
L'obiettivo non è vendere la cartuccia più sofisticata.
Serve a impedire che quella sbagliata entri nel tuo organismo.
