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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.
Un filtro ad alta portata è una cartuccia filtrante pieghettata di grande diametro, progettata per gestire portate di liquido molto più elevate rispetto a una cartuccia convenzionale. Ciò è possibile grazie all’inserimento di una grande quantità di materiale filtrante in un unico elemento. L’obiettivo è sostituire un alloggiamento affollato di piccole cartucce con poche cartucce di grandi dimensioni, o addirittura con una sola. Il risultato è un ingombro ridotto, un minor numero di componenti da sostituire e un percorso di flusso che può essere dimensionato in base al processo anziché all’alloggiamento.
Questa descrizione è corretta, ma tralascia le domande fondamentali che occorre porsi quando si deve scegliere una cartuccia. Perché la geometria influisce sulla caduta di pressione? Quando è opportuno utilizzare una cartuccia ad alta portata e quando invece una cartuccia convenzionale rimane la scelta migliore? Cosa è necessario verificare prima di effettuare l’ordine? Questo articolo affronta tali aspetti per gli ingegneri e gli acquirenti che operano nel settore dell’acqua industriale e dei fluidi di processo.
Come funziona un filtro ad alta portata
La maggior parte delle cartucce per liquidi convenzionali ha un diametro esterno di circa 2,5 pollici (63,5 mm). Una cartuccia ad alta portata ha in genere un diametro di circa 6 pollici, e i produttori offrono solitamente lunghezze quali 20, 40 e 60 pollici. Fil-Trek, ad esempio, descrive le proprie cartucce ad alta portata come aventi un diametro esterno compreso tra 6 e 7 pollici in quelle lunghezze. Il diametro maggiore consente di inserire un materiale filtrante più profondo e con pieghe più fitte attorno a un’anima centrale.
La pieghettatura è il fattore chiave. Piegando il materiale filtrante a pieghe si ottiene una superficie di filtrazione molto maggiore rispetto a una superficie piana o cilindrica dello stesso involucro. A parità di portata, una superficie maggiore comporta un flusso più basso (portata per unità di superficie del materiale filtrante). Un flusso più basso comporta generalmente una pressione differenziale inferiore e una maggiore capacità di trattenere le particelle catturate prima che la cartuccia raggiunga il momento della sostituzione.
CFC Filtration descrive il proprio cartucce filtranti ad alta portata in altre parole: un design a pieghe di grande diametro che riduce il numero di cartucce necessarie per ogni alloggiamento nel trattamento di grandi volumi di liquido.
La direzione del flusso non è standardizzata
Alcuni modelli ad alta portata funzionano con flusso dall’esterno verso l’interno. Altri funzionano con flusso dall’interno verso l’esterno. A Brochure 3M sull'alta portata descrive un percorso dall’esterno verso l’interno, mentre la serie Ultra Flow di Fil-Trek utilizza un flusso dall’interno verso l’esterno. Nessuna delle due soluzioni è universalmente migliore. La direzione influisce sul design dell’alloggiamento, sulla tenuta della cartuccia e sul comportamento dei detriti durante la sostituzione. Considerate il percorso del flusso come una specifica da verificare, non come un dato di fatto.
Filtri a cartuccia ad alta portata vs. filtri a cartuccia standard
La differenza concreta sta nell'architettura del sistema, non solo nelle dimensioni della cartuccia.
Considerazioni
Cartucce convenzionali da 2,5 pollici
Cartucce ad alta portata
Cartucce per alloggiamento
Molti, in alloggiamenti a più file
Da uno a pochi
Ingombro dell'alloggiamento in condizioni di portata elevata
Più grande
Spesso più piccolo a parità di portata
Manodopera per la sostituzione
Altri elementi da rimuovere, ispezionare e sostituire
Ci sono meno elementi, ma ciascuno è più grande e più pesante
Formato multimediale
Melt-blown, a filamenti intrecciati, pieghettati, sinterizzati e altri
Prevalentemente in formato pieghevole, sebbene esistano anche versioni arrotolate e altri formati
Compatibilità con l'alloggiamento
Ampiamente standardizzati (raccordi terminali in stile DOE)
Spesso legati a modelli di sedili e sistemi di bloccaggio specifici del produttore
Idoneità per portate ridotte
Forte
Di solito non calza bene
Esposizione indiretta
Distribuito su numerose sigilli
Concentrate in poche foche
I produttori pubblicano dati reali relativi ai propri prodotti, che evidenziano la portata dell’effetto. 3M afferma che il proprio sistema ad alta portata è in grado di gestire fino a 500 gpm con una singola cartuccia da 60 pollici. Aggiunge inoltre che i propri sistemi richiedono appena un decimo del numero di cartucce rispetto ai sistemi convenzionali da 2,5 pollici a portate pari o superiori a 200 gpm. Fil-Trek indica fino a 300 gpm per elemento da 60 pollici per la sua serie Ultra Flow. Si tratta di dati specifici per ciascun marchio, ottenuti in base alle condizioni di prova e di classificazione di ciascun produttore; pertanto, è opportuno utilizzarli per comprendere l’ordine di grandezza, non come una garanzia di prestazioni per qualsiasi altro prodotto.
Quando è più opportuno utilizzare filtri ad alta portata
Le cartucce ad alta portata sono la soluzione ideale quando la produttività è elevata e continua e quando un alloggiamento per più cartucce risulterebbe ingombrante o richiederebbe una manutenzione troppo onerosa. Tra le situazioni più comuni figurano:
Protezione pre-RO e pre-UF. Rimozione dei solidi sospesi a monte delle membrane negli impianti idrici industriali.
Circuiti dell'acqua di raffreddamento e dell'acqua di processo. Controllo continuo delle particelle in presenza di grandi portate.
Trasferimento di liquidi sfusi e chiarificazione. Lavorazioni chimiche, in cui i materiali e le apparecchiature sono compatibili con il fluido.
Attrezzature montate su telaio e OEM. L'ingombro dell'alloggiamento e il numero di cartucce influenzano i limiti di progettazione.
Di solito non sono adatti a portate ridotte, a piccoli impianti di laboratorio e ad applicazioni in cui il processo richiede una cartuccia specifica di piccolo formato. Inoltre, non sono adatti nei casi in cui il fluido sia incompatibile con i materiali pieghettati disponibili, come ad esempio alcune sostanze chimiche aggressive o temperature elevate. CFC Filtration’s gamma di cartucce filtranti per sedimenti comprende cartucce melt-blown, ad alta portata, pieghettate, sinterizzate e in PP, poiché non esiste un’unica struttura adatta a ogni tipo di carico sedimentario.
Compromessi tecnici che gli acquirenti dovrebbero valutare
Capacità di ritenzione dello sporco rispetto alla classificazione in micron
Una granulometria più fine comporta pori più piccoli. Pori più piccoli significano una minore capacità di trattenere lo sporco e un aumento più rapido della pressione. Le cartucce ad alta portata offrono una superficie filtrante maggiore, ma non eliminano questo compromesso. Se l’unico obiettivo è proteggere una pompa o un elemento a grana grossa a valle, una granulometria inutilmente fine vanifica il vantaggio in termini di capacità.
Verificare se il valore indicato sia nominale o assoluto. Un valore nominale descrive un livello di ritenzione target a una determinata efficienza e non garantisce che tutte le particelle di dimensioni superiori a tale valore vengano rimosse. Un valore assoluto è legato a un metodo di prova e a un’efficienza definiti, spesso espressi come rapporto beta. Chiedere quale metodo di prova venga applicato prima di confrontare due cartucce con lo stesso valore in “micron”.”
Meno foche, conseguenze più gravi
Un alloggiamento convenzionale a più camere è dotato di numerose guarnizioni. Un alloggiamento ad alta portata ne ha poche. Ciò riduce il numero di punti da controllare, ma se una guarnizione si guasta o la cartuccia non è posizionata correttamente, una quota maggiore della portata può bypassare il materiale filtrante. Il corretto posizionamento, una superficie di tenuta integra e il corretto allineamento dell’alloggiamento sono fattori ancora più importanti, non meno.
Sollecitazione idraulica
Le cartucce a pieghe di grandi dimensioni possono essere sensibili a ripetuti sbalzi di portata, picchi di pressione e cicli rapidi di avvio e arresto. Verificare i limiti di pressione differenziale indicati dal produttore e valutare le modalità di avvio delle pompe e di chiusura delle valvole nel proprio impianto.
Elementi più pesanti
Una cartuccia da 60 pollici e 6 pollici di diametro, impregnata di solidi intrappolati, non richiede lo stesso impegno necessario per la rimozione di un elemento da 2,5 pollici. Nel processo decisionale a livello di impianto, occorre considerare il design del coperchio dell’alloggiamento, lo spazio libero sopra l’alloggiamento e le procedure di movimentazione.
Cosa definire prima di richiedere un preventivo
Una buona richiesta di preventivo per un filtro ad alta portata dovrebbe includere:
Fluido e applicazione. Tipo di acqua, liquido di processo o sostanza chimica, compresa la concentrazione.
Progettazione e portata massima. Inoltre, se il flusso è costante o ciclico.
Temperatura di esercizio e temperatura massima.
Pressione di esercizio e pressione differenziale ammissibile.
Contaminante di riferimento e intervallo granulometrico, ove noto.
Grado di filtrazione richiesto in micron, e se sia necessario un rating nominale o assoluto.
Diametro e lunghezza della cartuccia, oppure il modello di alloggiamento in cui deve inserirsi.
Dispositivo di fissaggio terminale o di tenuta.
Materiali per supporti e componenti, verificato rispetto al fluido di processo effettivo.
Criteri previsti per la sostituzione, come la pressione differenziale al terminale o un intervallo di tempo.
La compatibilità chimica deve essere verificata in relazione al fluido effettivo, non dedotta da una tabella generale dei materiali. I limiti di temperatura e pressione dipendono dal fluido, dalla struttura, dalla geometria e dalle condizioni di esercizio; pertanto, è necessario fare riferimento alla scheda tecnica della cartuccia specifica, non a linee guida generali relative al materiale.
Un filtro ad alta portata è la stessa cosa di un filtro con una portata elevata?
Non proprio. In questo contesto, il termine “alta portata” si riferisce a uno specifico tipo di cartuccia di grande diametro, solitamente pieghettata. Molti altri tipi di cartucce possono garantire un’elevata portata se installati in numero sufficiente in parallelo, ma non vengono definiti filtri ad alta portata.
I filtri ad alta portata presentano sempre una caduta di pressione inferiore?
No. La caduta di pressione in condizioni di pulizia dipende dal materiale filtrante, dalla granulometria, dalla viscosità, dalla portata e dal design della cartuccia. Le cartucce ad alta portata offrono un’ampia superficie filtrante, il che contribuisce a mantenere basse la portata e l’aumento di pressione; tuttavia, una granulometria molto fine o un fluido viscoso possono comunque causare una caduta di pressione significativa. Confronta i diversi modelli in base alla portata effettiva e alle proprietà del fluido.
Una cartuccia ad alta portata può sostituire una per una diverse cartucce standard?
Solo quando l'alloggiamento, la portata e la potenza nominale vengono riprogettati insieme. Nella maggior parte dei casi la cartuccia non è un ricambio "pronto all'uso". Richiede un alloggiamento compatibile con la giusta configurazione di sede e tenuta.
I filtri ad alta portata sono riutilizzabili?
Le cartucce pieghettate sono generalmente considerate elementi monouso, ma ciò dipende dalla loro struttura e dalle indicazioni del produttore. Non dare per scontato che la pulizia o il controlavaggio siano appropriati, a meno che non sia specificato nella scheda tecnica.
Un filtro ad alta portata è in grado di rimuovere le sostanze contaminanti disciolte?
No. Una cartuccia per particolato rimuove i solidi sospesi tramite ritenzione meccanica. Gli ioni disciolti, molte sostanze chimiche e le sostanze organiche disciolte richiedono altre fasi di trattamento, quali il carbone attivo, lo scambio ionico o i processi a membrana.
Quali settori utilizzano più spesso i filtri ad alta portata?
Il trattamento delle acque industriali, i sistemi di pre-osmosi inversa (RO), l'acqua di raffreddamento, i processi chimici e alcune acque di processo nel settore alimentare e delle bevande ne sono esempi tipici. L'idoneità per applicazioni soggette a normative dipende dal materiale e dalla documentazione di conformità, che devono essere verificati con il fornitore.
Scegliere tra cartucce ad alta portata e cartucce convenzionali
Un filtro ad alta portata è una buona scelta quando la portata è elevata e continua, lo spazio nell’alloggiamento o la manodopera necessaria per la manutenzione rappresentano un vincolo e il fluido è compatibile con i media pieghettati. È invece una scelta meno indicata quando la portata è bassa, quando è necessario adattarsi a un alloggiamento esistente di piccole dimensioni o quando il processo richiede una struttura completamente diversa. La decisione migliore deriva dal confronto della progettazione complessiva del sistema: alloggiamento, numero di guarnizioni, metodo di sostituzione e portata nominale.
Comunicate a CFC Filtration le caratteristiche del fluido, la portata, la temperatura, la pressione e il grado di filtrazione desiderato in micron. Il nostro team potrà così aiutarvi a valutare se una cartuccia ad alta portata sia adatta al vostro sistema o se sia invece più indicata un’altra tipologia di cartuccia per sedimenti.
