높은 유량, 낮은 초기 압력 강하, 컴팩트한 설치, 경제적인 교체 등이 필요한 경우에는 일반적으로 주름형 필터가 더 적합합니다. 반면, 고온, 높은 차압, 부식성이 강한 화학 물질, 반복적인 세척, 촉매 회수, 증기 사용 또는 장기간의 연속 운전이 수반되는 공정에서는 일반적으로 소결형 필터가 더 적합합니다.
그것이 바로 직접적인 답변입니다.
하지만 이는 대부분의 구매 팀이 원하는 답변이 아닙니다. 왜냐하면 “더 낫다’는 표현은 종종 아무도 제대로 정의하지 못한 질문을 대신하는 용어로 사용되기 때문입니다. 즉, 어떤 면에서 더 낫고, 어떤 공정 조건에서, 몇 시간 동안 가동했을 때, 그리고 누구의 비용을 들여서 더 낫다는 것일까요?
싼 게 비지떡이다.
가격이 5분의 1에 불과한 일회용 주름형 카트리지라도, 6개월 동안의 교체 비용, 가동 중단에 따른 인건비, 재고 관리 비용, 제품 손실, 오염된 폐기물 처리 비용 등을 고려하면 오히려 더 비싼 선택이 될 수 있습니다. 동시에, 적당한 압력의 깨끗한 주변수를 처리하기 위해 고강도 316L 소결 요소를 지정하는 것은 기술적으로는 인상적이지만 경제적으로는 비효율적인, 이른바 ‘엔지니어링 쇼’에 불과할 수 있습니다.
그렇다면 실제로 어떤 필터를 사야 할까요?
제 견해는 단도직입적입니다: 경제적인 표면적을 원한다면 주름형 필터를, 구조적 내구성과 반복적인 회수 성능을 원한다면 소결형 필터를 선택하십시오. 그 외의 모든 것은 절차상의 세부 사항일 뿐입니다.
주름형 필터는 여과재 시트를 촘촘하게 압축된 원통형 구조로 접어 제작됩니다. 이러한 주름 구조 덕분에 더 큰 하우징을 사용하지 않고도 유효 여과 면적을 확대할 수 있습니다. 용도에 따라 여과재로는 폴리프로필렌, 폴리에스터, 셀룰로오스, 유리섬유, PTFE 막, 스테인리스 스틸 메쉬 또는 기타 특수 소재가 사용될 수 있습니다.
소결 필터는 금속 분말, 금속 섬유 또는 직조 와이어 메쉬를 재료의 녹는점보다 낮은 고온에서 결합시켜 제조됩니다. 입자나 와이어의 접합부가 융합되어, 유동 경로가 제어된 견고한 다공성 구조를 형성합니다.
기하학을 통해 면적을 구할 수 있다.
다른 하나는 야금 기술을 통해 힘을 얻습니다.
이러한 차이는 압력 강하, 이물질 포집 용량, 열 저항, 붕괴 강도, 세척 용이성, 입자 탈락, 화학적 호환성, 수명, 구입 비용 등 거의 모든 작동 변수에 영향을 미칩니다.
또한 이것이 왜 단순한 주름형 필터 대 소결 금속 필터 단순히 미크론 등급만을 기준으로 한 비교는 신뢰할 수 없습니다. “10 µm”로 표시된 두 필터 요소라도 명목 등급, 절대 등급, 기공 크기 분포, 매체 두께, 입자 형태, 유체 점도, 시험 농도 등이 모두 실제 포집 성능에 영향을 미치기 때문에 그 성능이 매우 다르게 나타날 수 있습니다.
다음과 같은 경우에는 주름형 필터를 선택하십시오:
다음과 같은 경우에는 소결 필터를 선택하십시오:
어중간한 중간 지대가 하나 있는데, 바로 a 소결 주름형 필터. 이 설계는 주름의 넓은 표면적과 소결 금속 섬유 또는 메쉬의 기계적 안정성 및 세척 용이성을 결합한 것입니다. 이는 훌륭한 해결책이 될 수 있지만, 저렴한 폴리머 주름형 카트리지와 혼동해서는 안 됩니다.
당사의 제품 라인업은 소결 주름형 필터 엘리먼트 이 제품은 중간 범주에 속합니다. 기존의 경질 분말 금속 튜브보다 면적은 넓지만, 일회용 플라스틱 주름형 튜브보다 구조적 및 열적 성능이 훨씬 뛰어납니다.
| 선정 요인 | 주름형 필터 카트리지 | 소결 필터 카트리지 | 전형적인 우승자 |
|---|---|---|---|
| 초기 구입 비용 | 보통 더 낮음 | 보통 더 높다 | 주름진 |
| 여과 면적 | 매체가 접혀 있어서 매우 높음 | 관형 분말 매체의 경우 중간 수준이며, 주름형 금속 설계의 경우 높은 수준입니다. | 주름형 또는 소결 주름형 |
| 순 압력 강하 | 적절한 크기로 선택하면 대개 낮은 편입니다 | 동일한 치수와 고품질 등급의 경우 가격이 더 높은 경우가 많습니다 | 주름진 |
| 내열성 | 매체, 지지층, 접착제, 엔드 캡 및 씰에 의해 제한됨 | 적절한 금속 및 개스킷을 선택하면 탁월한 성능을 발휘합니다 | 소결된 |
| 차압 강도 | 코어와 미디어의 구조에 크게 좌우됩니다. | 높은 구조적 무결성 | 소결된 |
| 내화학성 | 매우 우수할 수 있지만, 폴리머와 접착재에 따라 달라집니다. | 적절한 합금을 선택할 경우 탁월한 성능을 발휘합니다 | 응용 프로그램에 따라 다름 |
| 세척 용이성 | 일부 제품은 헹궈서 재사용할 수 있지만, 대부분은 일회용으로 취급됩니다. | 반복적인 역세척, 초음파 세척, 용제 세척, 증기 세척 또는 화학 세척에 적합하도록 설계됨 | 소결된 |
| 섬유 또는 매체 이탈 | 일부 섬유질 매체의 경우 가능함 | 결합된 금속 구조는 이동을 최소화합니다 | 소결된 |
| 토사 보유 능력 | 주름 깊이가 깊거나 다층 구조로 된 디자인이 많음 | 좋긴 하지만, 기공 구조와 필터 케이크가 형성되는지에 따라 달라집니다. | 응용 프로그램에 따라 다름 |
| 서비스 모델 | 종단 ΔP에 도달한 후 교체하십시오 | 정화, 재생, 재사용 | 소결된 |
| 정지 빈도 | 어려운 업무가 늘어날 수 있습니다 | 청소가 효과적일 때 종종 줄어듭니다 | 소결된 |
| 무게 | 낮음 | 더 높은 | 주름진 |
| 폐기 부담 | 더 많은 사용 후 탄피 | 교체 빈도는 줄었지만, 세척 시 발생하는 폐기물은 여전히 남아 있다 | 소결된 |
| 최적의 용도 | 물, 식음료, 일반 공정용 액체, 정제, 예비 여과 | 정유, 화학, 고온 가스, 증기, 촉매 회수, 고압 가스 | 서비스에 따라 다릅니다 |
주름을 잡으면 표면적이 늘어납니다.
정말 많이요.
도널드슨은 일부 주름형 산업 디자인이 대략 동일한 설치 면적 내에서 여과 면적이 2~3배 더 넓음, 이를 통해 공기 대 매체 비율과 필요한 압력을 낮춥니다. 파커(Parker) 역시 주름형 셀룰로오스 카트리지가 낮은 압력 강하에서도 높은 유량 용량을 제공한다고 설명합니다.
이는 단순한 마케팅용 과장이 아닙니다. 여과재의 1제곱센티미터당 유속은 가용 면적이 증가함에 따라 감소합니다. 주름 채널이 막히지 않고 여과재가 과도하게 채워지지 않은 상태라면, 일반적으로 표면 유속이 낮을수록 정화 차압도 낮아집니다.
하지만 주름이 많다고 해서 반드시 성능이 더 좋은 것은 아닙니다.
그런 가정은 문제를 일으킵니다.
주름이 너무 빽빽하게 배열되어 있으면, 점성이 있는 액체, 끈적거리는 고체 또는 빠르게 쌓이는 여과 케이크가 인접한 주름 사이의 공간을 막을 수 있습니다. 일단 이러한 막힘 현상이 시작되면, 명시된 여과 면적의 상당 부분이 독립적으로 기능하지 못하게 됩니다. 데이터시트상에서는 카트리지가 매우 커 보일 수 있지만, 실제로는 용기 내에서 훨씬 더 작은 실린더처럼 작동할 수 있습니다.
주름 간격을 넓게 하면 세척 효율을 높이고 먼지 응집 현상을 지연시킬 수 있습니다. 예를 들어, 도널드슨(Donaldson)은 섬유질 또는 응집성 분진이 발생하는 환경에서 펄스 세척 성능을 향상시키고 압력 강하를 제어하기 위해 고안된 넓은 주름 카트리지 설계를 소개하고 있습니다.
이것이 바로 제가 “주름 수”를 그 자체로 의미 있는 조달 사양으로 인정하지 않는 이유입니다. 다음 사항을 요구하십시오:
그 가치들이 없다면, 그 비교는 불완전합니다.
모든 필터는 저항을 일으킵니다. 오염 물질이 쌓이면 일반적으로 저항이 증가합니다.
미국 에너지부는 불필요한 여과가 압력 강하를 유발하여 에너지 소비를 증가시키므로, 압축 공기는 필요한 수준까지만 여과할 것을 권고합니다. 또한, 단순히 일정 기간이 지났다는 이유만으로 필터를 교체하기보다는 측정된 차압을 기준으로 필터를 교체할 것을 권장합니다.
그 점은 압축 공기를 훨씬 뛰어넘는 중요성을 지닙니다.
펌프 구동식 액체 시스템에서 ΔP가 증가하면 추가적인 양정이 필요합니다. 가스 라인에서는 하류 압력이 낮아지거나 처리량이 제한되거나 압축기 부하가 증가할 수 있습니다. 배치식 플랜트에서는 단순히 각 이송을 완료하는 데 걸리는 시간이 늘어날 수 있습니다.
구매 가격은 저렴하지만 작동 시 ΔP가 지속적으로 높은 필터는 그 가격 차액을 몇 배나 더 소비할 수 있습니다.
반대의 경우도 마찬가지입니다. 고성능 소결 요소라고 해서 무조건 에너지를 절약하는 것은 아닙니다. 크기가 너무 작거나, 입자가 지나치게 미세하거나, 세척이 제대로 되지 않았거나, 잘못된 기공 구조로 지정된 경우, 불필요하게 높은 압력 강하 상태에서 작동할 수 있습니다.
필터의 규격은 브로셔에 나온 사양이 아니라 공정 조건에 맞춰 결정되어야 합니다.
이 부분은 대개 결정 과정에서 가장 쉬운 부분입니다.
표준 폴리프로필렌 주름형 카트리지는 물, 음료, 화학 물질 및 일반 공정 여과에 널리 사용되지만, 작동 온도는 폴리머, 지지 구조, 엔드캡 방식 및 씰 재질에 의해 제한을 받습니다. 폴리에스터, PTFE, 유리 섬유 및 스테인리스강 주름형 설계는 사용 온도 범위를 확장할 수 있지만, 여전히 모든 구성 요소를 점검해야 합니다.
금속 소결 소자는 이러한 제약 사항 중 상당수를 해소해 줍니다.
Pall은 최대 ~까지 사용 가능한 다공성 소결 금속 설계를 다음과 같이 제시합니다. 677°C 또는 1,250°F 적절한 합금을 선택할 경우. 표준 사양의 경우, 다공성 금속 자체가 아니라 씰, 하우징 또는 표준 재질이 제한 요인이 되기 때문에 공시된 한계치가 더 낮게 책정될 수 있습니다.
그 세부 사항은 종종 간과되곤 합니다.
수백 도의 온도를 견딜 수 있도록 설계된 316L 필터 본체라고 해서 NBR 개스킷이 동일한 온도에 적합해지는 것은 아닙니다. 또한 고온용 개스킷이라고 해서 염화물 응력 부식 문제, 산화 현상, 또는 합금 취성화를 해결할 수 있는 것도 아닙니다.
~에 대하여 고온·고압 용도에 가장 적합한 필터 카트리지, 저는 보통 다음과 같이 시작하곤 합니다. 소결 금속 필터 카트리지 시스템 그런 다음 합금, 기공 등급, 요소 형상, 접합 구조, 씰, 하우징 코드 및 세척 방법에 따라 설계 범위를 좁혀 나갑니다.
단순히 마이크론 등급만으로 판단할 수는 없습니다.
이러한 구분은 더 많은 주목을 받을 만하다.
작동 압력은 하우징과 필터 요소 조립체가 견디는 압력을 말합니다. 차압은 필터 매체를 가로지르는 압력 차이를 말합니다. 시스템이 200 bar에서 작동하더라도, 깨끗한 필터에서는 0.1 bar의 차압만 발생할 수 있습니다.
그러면 카트리지가 막히게 됩니다.
상류 측에는 압력이 유지되는 반면, 하류 측의 압력은 떨어지며, 이로 인해 필터 요소는 갑자기 훨씬 더 큰 압축 하중이나 붕괴 하중에 노출됩니다. 이때 지지대가 없는 연질 필터 매체는 변형되거나 갈라지거나, 유체가 우회하거나, 엔드 캡에서 분리될 수 있습니다.
소결 구조는 본질적으로 강성이 높습니다. 분말 입자, 섬유 접합부 또는 메쉬 층이 야금학적으로 결합되어 있어, 이 필터 요소는 일반적인 일회용 폴리머 카트리지보다 압력 사이클 및 역류 세척을 더 일관되게 견딜 수 있습니다.
그렇다고 해도 “금속’이라고 해서 파괴될 수 없다는 뜻은 아니다.
제조업체에 작동 온도에서 허용되는 정방향 및 역방향 차압을 문의하십시오. 실온에서 측정된 붕괴 정격은 고온 환경에서 무분별하게 적용해서는 안 됩니다. 용접부, 단부 피팅, 천공 지지대 및 피로 노출 정도도 중요한 요소입니다.
고압 에틸렌, 초임계 유체, 유압 시스템, 증기 및 압축 가스 용도의 경우, 이 필터는 소모성 부속품이 아니라 압력 시스템의 일부입니다.
바로 이 부분에서 조달 스프레드시트가 종종 오해를 불러일으키곤 합니다.
일반적으로 일회용 카트리지가 첫 구매를 차지합니다. 소결 요소는 특히 316L 스테인리스강, 하스텔로이 C-276, 인코넬 600, 니켈, 티타늄 또는 다층 소결 섬유 구조를 사용할 경우 가격이 몇 배나 더 비쌀 수 있습니다.
하지만 올바른 계산식은 다음과 같지 않습니다:
주름형 카트리지의 단가와 소결형 카트리지의 단가 비교.
올바른 계산식은 다음과 같습니다:
운영 연도당, 처리된 1입방미터당 또는 회수된 판매 가능 제품 1킬로그램당 총 여과 비용.
실용적인 총비용 모델에는 다음이 포함되어야 합니다:
| 원가 구성 요소 | 주름 처리된 일회용 | 재사용 가능한 소결체 |
|---|---|---|
| 초기 요소 | 낮음 | 높음 |
| 교체 주기 | 높을 가능성이 있음 | 재생 기능이 작동하면 더 낮아집니다 |
| 폐쇄 관련 노동 | 반복됨 | 청소 업무가 축소되거나 전환됨 |
| 청소 장비 | 보통 최소한 | 역세척, 초음파 세척조, 소성로, 용매, 산 또는 알칼리 처리 설비가 필요할 수 있습니다. |
| 폐기물 처리 | 사용 후 탄약통 및 잔류 오염 물질 | 세정액, 제거된 고형물, 그리고 마지막으로 가열체 |
| 재고 | 추가 재고 | 부품 수는 줄었지만, 예비 부품은 여전히 필요합니다 |
| 제품 손실 | 자주 교체하는 과정에서 발생할 수 있음 | 현장 세척을 통해 감소될 수 있음 |
| 검증 부담 | 새로운 카트리지 로트에 대해서는 검사가 필요할 수 있습니다 | 재사용되는 부품은 세척 및 무결성 확인 절차를 거쳐야 합니다. |
| 실패 시 결과 | 대개 무해한 용도로만 제한됨 | 중요 공정 서비스에서 심각한 문제가 발생할 가능성이 있음 |
| 잔존가치 | 보통 없음 | 긴 수명 및 고철 가치 기대 가능 |
소결 필터는 세척이 가능하다고 해서 무조건 경제적인 것은 아닙니다. 세척을 통해 실제로 투과성과 여과 성능이 회복되어야 합니다.
그게 가장 어려운 부분이에요.
일부 오염 물질은 역펄싱을 통해 쉽게 제거됩니다. 일부는 호환되는 용매에 용해됩니다. 일부는 제어된 용광로에서 산화됩니다. 그 외의 물질은 기공 네트워크에 침투하여 중합되거나, 탄화되거나, 스케일이 형성되거나, 합금을 화학적으로 부식시킵니다. 필터는 겉보기에는 깨끗해 보일 수 있지만, 내부는 유체 흐름이 차단된 상태일 수 있습니다.
그러니 진짜 문제는 “청소가 가능할까?”가 아닙니다.”
바로 “기공을 확대하거나, 용접부를 손상시키거나, 제품을 오염시키거나, 안전하지 않은 화학 폐기물을 발생시키지 않으면서, 문서화된 기준 상태로 반복적으로 복원할 수 있는가?”라는 것입니다.”
현재의 제품 설명서도 유용하지만, 장기간 운영된 공정 사례는 회수, 세정 및 가동 시간의 경제적 측면을 명확히 보여주기 때문에 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다.
Mott에 게재된 한 공정 산업 사례에 따르면, 사용 후 촉매 회수에 사용된 소결 금속 시스템에서 다음과 같은 성분을 함유한 여과액이 생성된 것으로 보고되었다. 부유 고형물 1 ppm 미만. 역세척으로 제거된 고형물은 회수 처리를 위해 이송되었으며, 이 시스템은 7년; 보고된 바에 따르면, 촉매 회수로 인한 비용 절감 효과 덕분에 여과 설비 투자 비용을 1년 조금 넘게 걸려 회수할 수 있었다.
해당 사례가 모든 소결식 설비가 1년 만에 투자 회수를 달성한다는 것을 입증하는 것은 아닙니다. 원료의 화학적 조성, 촉매의 품질, 고형물의 형태, 사이클 설정, 여과 면적, 세정 효율 등에 따라 결과는 크게 달라질 수 있습니다.
하지만 이는 주름형 필터와 일회용 필터를 비교할 때 종종 간과되는 한 가지 사실을 보여줍니다. 바로 여과된 고형물에 경제적 가치가 있을 때, 필터는 단순히 장비를 보호하는 데 그치지 않는다는 점입니다. 필터는 회수 자산이 되는 것입니다.
모트는 또한 가스 보조 공압식 하이드로펄스 역세척 방식이 소결 다공성 금속 필터 요소에 특히 효과적이며, 이를 자동화하여 작업자의 노출을 줄일 수 있다고 보고했다.
기존의 정유 현장 데이터 역시 기술적으로 여전히 의미가 있다. 한 다공성 금속 여과 연구에 따르면 98.3%에서 99%로의 역세척 회수, 광학적으로 투명한 여과액의 농도는 약 0.2 ppm 총 부유 고형물 테스트 중에.
이러한 수치를 구매 사양서에 보장된 성능으로 기재해서는 안 됩니다. 이 수치는 특정 조건 하에서 설계된 시스템이 달성한 결과를 나타낼 뿐, 모든 카트리지가 모든 슬러리에서 동일한 성능을 발휘한다는 것을 의미하지는 않습니다.
그리고 그 차이는 중요합니다.
실용적이기 때문입니다.
적절하게 선정된 주름형 카트리지는 넓은 여과 면적, 낮은 세정 압력 강하(ΔP), 간편한 설치, 친숙한 하우징, 폭넓은 여과재 선택지, 예측 가능한 교체 주기를 제공합니다. 생수, 음료 정화, 일반 화학 여과, 페인트, 헹굼수, 전자제품 및 최종 정제 분야에서 이러한 조합을 능가하기는 어렵습니다.
도널드슨은 비용 효율적인 공정 전처리 여과를 위해 설계된 폴리프로필렌 주름형 카트리지를 소개하며, 이 제품은 절대 여과 등급의 여과 매체와 낮은 세정 시 압력 강하를 특징으로 합니다.
핵심 표현은 “~을 목적으로 한”입니다.”
정수 전처리에 사용하도록 설계된 카트리지는 명목상 마이크론 수치가 적절해 보인다는 이유만으로 고온 용매, 마모성이 있는 촉매 슬러리, 순환 증기 또는 불안정한 고압 가스 환경으로 옮겨서는 안 됩니다.
경제적인 액체 도포를 위해, 당사의 주름형 필터 카트리지 제품군 이것이 논리적인 출발점입니다. 용융발사(MB), 고유량, 주름형, PP, 소결 카트리지를 종합적으로 비교해야 하는 더 광범위한 침전물 제거 요구 사항의 경우, 침전물 필터 카트리지 카테고리 더 폭넓은 선택 기준을 제시합니다.
“소결 필터”는 단일 제품이 아닙니다.
이 범주에는 서로 다른 특성을 보이는 여러 구조가 포함됩니다.
금속 분말을 압축하고 소결하여 견고한 3차원 기공 네트워크를 형성합니다. 이러한 부품은 강도가 높고 치수 안정성이 뛰어나며, 관형, 원반형, 컵형, 판형 및 맞춤형 형태로 제공됩니다.
이들은 주로 다음과 같은 목적으로 선정됩니다:
단점으로는, 미세한 분말 금속 필터 매체의 경우 동일한 외형 크기의 주름형 카트리지보다 여과 면적이 작을 수 있어, 필터 요소의 크기를 넉넉하게 설계하지 않는 한 표면 유속이 높아질 수 있다는 점입니다.
여러 겹의 직조 메쉬 층을 적층하여 소결합니다. 이 층들에는 보호용 메쉬, 제어층, 배수층 및 구조용 지지 메쉬가 포함될 수 있습니다.
이러한 설계는 개구부를 정밀하게 제어할 수 있고, 기계적 안정성이 뛰어나며, 표면 청소가 비교적 용이합니다. 이 설계는 고분자 가공, 유압 시스템, 스크린, 스트레이너 및 정밀한 직조 구조가 유용한 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
매우 미세한 금속 섬유를 다공성 매트로 성형한 후 접촉 부위에서 소결합니다. 이렇게 만들어진 매체는 높은 다공성과 우수한 투과성을 갖으며, 일부 고밀도 분말 구조보다 더 큰 오염 물질 보유 능력을 제공합니다.
이 형식은 여과 면적과 세척 용이성을 동시에 확보해야 할 때 자주 사용됩니다.
소결 섬유 또는 메쉬를 지지 코어 주위에 주름지게 감아, 넓은 면적과 금속 구조를 결합합니다.
이는 종종 지나치게 단순화된 주장에 대한 가장 강력한 반박이 되곤 한다. 소결 필터 카트리지 대 주름형 필터 카트리지 논쟁의 대상이 되는 이유는, “주름진(pleated)”이 기하학적 특성을 나타내는 반면, “소결된(sintered)”은 매체의 결합 방식을 설명하기 때문이다.
필터는 두 가지 모두일 수 있습니다.
316L은 우수한 내식성, 용접성, 공급 안정성 및 가격 면에서 균형 잡힌 장점을 제공하기 때문에 널리 사용됩니다. 다만, 모든 부식 상황에 대해 완벽한 내식성을 보장하는 것은 아닙니다.
염화물 농도, pH, 온도, 산화 전위, 틈새 형상, 세정제 및 노출 시간은 316L의 사용을 부적합하게 만들 수 있습니다. 염산은 명백한 문제입니다. 염화물을 함유한 고온의 물 역시 일반적인 호환성 표상에서는 온화해 보이는 조건에서도 점식 부식이나 틈새 부식을 유발할 수 있습니다.
강한 산이나 염화물 환경에서는 니켈 합금이 필요할 수 있습니다. 특정 산화성 염화물 사용 환경에서는 티타늄이 적합할 수 있습니다. 다공성 PTFE 주름형 필터 매체는 화학적 부식성이 강하지만 기계적 부하가 중간 정도인 일부 작업 조건에서 금속보다 우수한 성능을 발휘할 수 있습니다.
그리고 놀랍게도 씰이 가장 먼저 고장 나는 경우가 꽤 많습니다.
EPDM, FKM, NBR, 실리콘, PTFE, FFKM, 흑연 및 금속 개스킷은 각각 다른 한계치를 가지고 있습니다. 호환성 검토에는 다음 사항이 포함되어야 합니다:
하나라도 간과하면 재료 선정 작업은 미완으로 남게 됩니다.
공칭 5 µm 주름형 필터와 절대 5 µm 소결 필터는 동일하지 않습니다.
명목 등급은 제조사가 정의한 시험 조건 하에서 입자 제거율의 대략적인 백분율을 나타낼 수 있습니다. 절대 등급은 일반적으로 지정된 최대 입자 크기나 베타 비율 성능과 연계되어 있지만, 용어와 시험 방법은 여전히 검증되어야 합니다.
시험 기준과 효율 곡선을 요청하십시오.
액체 여과에서 베타 비율은 지정된 크기 이상의 상류 입자 수를 하류 입자 수로 나눈 값으로 표현됩니다. 예를 들어:
효율 계산식은 다음과 같습니다:
효율 = (β − 1) ÷ β × 100%
하지만 이것만으로는 모든 의문을 해소할 수는 없다. 변형 가능한 젤, 판상 입자, 섬유, 생물학적 물질 및 응집체는 경질 교정용 분진과는 다른 방식으로 통과하거나 다리를 형성할 수 있다.
중요 서비스의 경우, 실제 유체와 실제 오염 물질을 사용하여 챌린지 테스트를 수행하십시오.
주름형 카트리지는 비교적 낮거나 중간 정도의 고형물 부하에서 우수한 성능을 발휘하는 경향이 있으며, 특히 넓은 표면적 덕분에 ΔP의 상승을 지연시키는 효과가 있습니다. 다층 주름형 심도 구조는 표면에만 국한되지 않고 두께 전체를 통해 입자를 포집할 수 있습니다.
소결 부품은 고체 입자들이 역류에 의해 제거될 수 있는 투과성 표면 코팅을 형성할 때 가장 우수한 성능을 발휘하는 경우가 많습니다.
그 마지막 문장이 중요합니다.
역세척이 가능한 필터에는 역세척이 가능한 오염 물질이 필요합니다. 부드럽거나 끈적거리거나, 밀랍 같거나, 수지 같거나, 압축 가능하거나, 젤리 같은 물질은 기공 내부에 달라붙을 수 있습니다. 미세 입자가 기름과 섞이면 반죽 같은 상태가 될 수 있습니다. 탄산칼슘 스케일의 경우 산을 사용해야 할 수도 있습니다. 유기 잔류물의 경우 가성제, 용매, 증기, 산화 처리 또는 일련의 처리 방법이 필요할 수 있습니다.
매체와 오염 물질은 함께 평가되어야 합니다.
주름형 고분자 및 멤브레인 카트리지는 미세 입자 차단 성능, 위생적인 구조, 낮은 추출물 함량, 검증된 성능, 간편한 교체 등의 장점을 제공하기 때문에 식품, 음료, 제약 및 고순도 액체 공정 분야에서 널리 자리 잡고 있습니다.
소결 금속은 증기 멸균, 고온, 기계적 강도, 긴 수명 또는 섬유 이온이 전혀 발생하지 않는 것이 중요한 경우 매력적인 소재가 됩니다.
Pall은 자사의 소결 금속 필터 매체가 섬유나 입자를 방출하지 않으며, 일부 폴리머 또는 수지 함침 필터 매체에서 발생하는 용해성 추출물을 방지할 수 있다고 설명합니다.
그럼에도 불구하고, “스테인리스강”이라는 사실만으로는 위생적 적합성을 단정할 수는 없다.”
표면 마감, 사각부 관리, 용접 품질, 배수성, 패시베이션, 개스킷 설계, 현장 세척(CIP) 절차, 미생물 관리 및 해당 식품 접촉 관련 문서 등은 여전히 필수적입니다.
배수가 되지 않는 하우징에 설치된 거친 표면의 다공성 금속 부품이 반드시 위생적이라고 할 수는 없습니다.
어떤 사람들은 할 수 있다.
스테인리스강 주름형 메쉬 카트리지는 역세척 또는 초음파 세척이 가능합니다. 도널드슨은 표면적을 확대하고 역세척 또는 초음파 세척 기능을 결합한 스테인리스강 주름형 카트리지를 소개하며, 이를 통해 사용 수명을 연장하고 총 소유 비용을 절감할 수 있다고 설명합니다.
일부 고분자 주름형 카트리지는 중요도가 낮은 용도에서 세척 후 재사용할 수도 있습니다. 하지만 다음과 같은 경우에는 무분별한 재사용이 위험을 초래할 수 있습니다:
따라서 “세척 가능”과 “반복 재사용이 검증됨”은 서로 다른 주장입니다.
물론이죠.
피로로 인해 균열이 발생하거나, 부식되거나, 침식되거나, 과도한 차압으로 인해 변형되거나, 내부 막힘이 발생하거나, 용접 불량이 발생하거나, 세정 화학물질이 잔류하거나, 부적절한 초음파 또는 기계적 처리를 통해 여과 성능이 저하될 수 있습니다.
과도한 역펄싱은 설계가 부실한 조립체에도 손상을 줄 수 있습니다.
소결 필터는 마법 같은 것이 아니라 튼튼한 제품입니다.
기술 사양서에서 제가 가장 흔히 목격하는 선정상의 실수는 야금학적 문제라기보다는 개념적인 문제입니다:
다음 순서대로 진행하십시오.
단순히 바람직한 마이크론 수치를 제시하는 데 그치지 말고, 허용 가능한 최대 하류 오염 수준을 명시하십시오.
입자 농도, 입자 크기 분포, 입자 형태, 경도, 그리고 포집된 물질이 폐기물인지, 제품인지, 아니면 촉매인지를 포함하십시오.
문서:
카트리지 교체에 10분이 소요되고 폐기물 발생량이 적을 경우, 일회용 필터가 이상적일 수 있습니다.
가동 중단에 8시간이 소요되거나, 작업자가 보호 장비를 착용해야 하거나, 여과된 촉매가 가치가 있거나, 플랜트가 연속 가동되는 경우 재사용 가능한 필터의 매력이 더욱 커집니다.
시험 유체, 점도, 온도, 필터 요소 길이 및 유량 기준을 확인하지 않고는 ΔP 값을 받아들여서는 안 됩니다.
20°C 조건에서 측정된 물 관련 데이터는 500 cP 수지의 유동 조건에 직접 적용할 수 없습니다.
요소를 교체하거나 세척해야 하는 시점을 정의하십시오. 이 기준은 붕괴 강도, 펌프 용량, 공정 처리량, 여과 효율 또는 제품 경제성을 바탕으로 정할 수 있습니다.
사용 전, 오염 발생 후, 그리고 각 세척 주기가 끝날 때마다 클린 플로우 저항을 측정하십시오.
합리적인 유효성 검사 프로그램은 다음 사항을 기록합니다:
실제 인건비, 폐기물 처리비, 가동 중단 비용, 에너지비, 청소비 및 재고 비용을 반영하십시오.
가동 중지 시간을 “유지보수 간접비”라는 명목으로 숨기지 마십시오. 많은 연속 생산 공장에서 가동 중지 시간은 계산 시 가장 큰 비중을 차지합니다.
| 공정 조건 | 추천 시작점 |
|---|---|
| 주변 수질, 적당한 고형물 함량, 낮은 교체 비용 | 폴리프로필렌 주름형 카트리지 |
| 청정 ΔP가 매우 낮은 최종 액체 연마 | 미세 주름형 카트리지 또는 멤브레인 |
| 대유량 공정용수 | 대구경 주름형 또는 고유량 카트리지 |
| 고분자 한계 이상의 고온 가스 | 소결 금속 또는 적합한 세라믹 |
| 증기 여과 | 호환 가능한 씰이 장착된 소결 스테인리스강 |
| 촉매 회수 | 역세척이 가능한 소결 금속 |
| 적당한 온도에서 작용하는 강력한 용매 | PTFE 주름형 또는 호환 가능한 금속 합금 |
| 고압 가스 | 경질 소결 금속 |
| 식음료 전처리 여과 | 주름이 잡힌 식품 접촉용 카트리지 |
| 반복적인 멸균 | 검증된 PTFE, 스테인리스 주름형, 또는 소결 금속 |
| 연마 입자 | 유속에 따른 지원되는 금속 매체 |
| 고형분 함량이 낮고 등급 변경이 잦음 | 일회용 주름형 카트리지 |
| 고농도 잔류 고형물 | 재생 가능한 소결 시스템 |
| 제한된 주거 공간과 높은 유량 | 주름형 또는 소결 주름형 구조 |
보편적으로 더 좋은 필터라는 것은 없습니다.
해당 공정에서 허용 가능한 고장 모드를 가진 필터는 단 하나뿐입니다.
주름형 카트리지는 대개 경제적 측면에서 문제가 발생합니다. 즉, ΔP 상승, 잦은 교체, 인건비, 낭비 또는 생산 손실 등이 있습니다.
소결 카트리지는 또 다른 측면에서 경제적 손실을 초래할 수 있습니다. 즉, 높은 초기 투자 비용, 부적절한 설치 면적, 낮은 세정 효율, 부식, 또는 투자 비용을 회수하지 못하는 과도하게 설계된 시스템 등이 그 예입니다.
교체가 쉬운 일반적인 중온 연마 작업이라면 주저 없이 주름형 필터를 선택할 것입니다.
고온의 촉매 슬러리, 증기, 불안정한 압력 변동, 또는 매체의 붕괴로 인해 하류 반응기에 오염이 발생할 수 있는 용도에는 이 제품을 선택하지 않을 것입니다.
그리고 저는 그런 가혹한 작업 조건에는 소결 금속을 선택하겠지만, 실제 고형물을 사용해 세척 가능성을 테스트한 후에야 그렇게 할 것입니다.
그 부분은 판매 브로셔에서 대개 생략하는 부분입니다.
주름형 필터는 초기 비용이 저렴하고 여과 면적이 넓으며 유량이 크고 세척 시 압력 강하가 적은 경우에 적합하며, 소결형 필터는 고온, 높은 차압, 반복적인 세척, 내화학성 및 긴 수명이 요구되는 경우에 더 적합합니다. 올바른 선택은 작동 조건과 전체 수명 주기 비용에 따라 달라집니다.
주름형 카트리지는 일반적으로 물, 음료, 일반 화학 물질 여과 및 마무리 여과 단계에서 선호됩니다. 소결 필터는 대개 증기, 고온 가스, 촉매 회수, 고압 가스, 부식성 공정 유체 및 구조적 무결성이나 재생이 필요한 용도에 선택됩니다.
두 필터의 주요 차이점은, 주름형 필터는 시트 형태의 여과재를 접어서 여과 면적을 확보하는 반면, 소결형 필터는 분말, 섬유 또는 철망을 야금학적 결합을 통해 결합함으로써 강도와 제어된 기공률을 확보한다는 점입니다. 주름 가공은 주로 형상을 변화시키는 반면, 소결은 주로 매체의 기계적 구조를 변화시킵니다.
이러한 범주들은 서로 중복될 수 있습니다. 소결 금속 섬유 시트를 주름지게 가공하면, 넓은 표면적과 견고한 금속 구조를 모두 갖춘 재사용 가능한 소결 주름형 카트리지를 만들 수 있습니다.
소결 필터가 반드시 더 효율적이라고 할 수는 없습니다. 입자 제거 효율은 단순히 필터 매체가 소결 방식인지 주름 방식인지에 따라 결정되는 것이 아니라, 기공 등급, 등급 측정 방법, 매체 구조, 대상 오염 물질, 유량, 점도 및 시험 기준 등에 따라 달라지기 때문입니다. 두 설계 모두 적절하게 설계된다면 높은 효율을 발휘할 수 있습니다.
검증된 절대 여과 효율, 베타 비율 데이터 또는 특정 용도에 대한 챌린지 테스트 결과를 비교하십시오. 카트리지를 단순히 표기된 마이크론 등급만으로 비교해서는 안 됩니다.
주름형 필터는 접힌 구조 덕분에 콤팩트한 카트리지 내부에 넓은 여과 면적을 확보할 수 있어, 여과재 단위당 유체 유속이 감소하기 때문에 일반적으로 깨끗한 상태에서의 압력 강하가 더 낮습니다. 그러나 주름 간격이 좁거나, 점성이 높은 유체, 끈적거리는 고체, 여과 케이크 브리징 등이 발생하면 유효 면적이 줄어들 수 있습니다.
넉넉한 크기의 소결 요소는 특히 다공성이 높은 금속 섬유나 주름형 메쉬로 제작된 경우, 낮은 ΔP에서도 작동할 수 있습니다. 범주명보다 요소의 면적과 투과성이 더 중요합니다.
소결 금속 필터는 기공 구조, 합금, 용접부 또는 밀봉부를 손상시키지 않고 오염 물질을 제거할 수 있으며, 세척 후 유량 및 기밀성을 정해진 허용 한도 기준에 따라 검증할 수 있는 경우 재사용이 가능합니다. 일반적인 방법으로는 역세척, 초음파 세척, 용매 침지, 화학 세척, 증기 세척 및 제어된 열처리가 있습니다.
모든 오염 물질을 제거하기가 쉬운 것은 아닙니다. 중합 수지, 스케일, 타르, 유분 함유 미세 입자 및 변형 가능한 입자의 경우, 용도에 맞는 세척 절차가 필요할 수 있습니다.
많은 고분자 주름형 카트리지는 일회용 요소로 설계되어 있지만, 특정 스테인리스강 메쉬, PTFE, 폴리에스터 및 보강 주름형 카트리지는 제조업체가 허용하고 해당 용도에 일회용 유효성 검증이 필요하지 않은 경우 세척하여 재사용할 수 있습니다. 재사용 여부는 외관이 아니라 검증된 무결성과 복원된 흐름에 근거해야 합니다.
위생 또는 고순도 공정에서 검증되지 않은 재사용은 미생물, 화학 물질 및 입자 오염의 위험을 초래할 수 있습니다.
적절하게 설계된 소결 금속 필터는 일반적으로 고온 및 고압 여과를 동시에 수행해야 하는 상황에서 가장 이상적인 출발점입니다. 이는 이 필터의 결합된 다공성 구조가 일반적인 일회용 고분자 여과재보다 붕괴, 열 사이클, 진동 및 역류 세정에 더 잘 견디기 때문입니다. 합금, 용접부, 밀봉부, 하우징 및 차압 정격은 여전히 확인해야 합니다.
공정에 따라 적합한 재료로는 316L 스테인리스강, 하스텔로이, 인코넬, 니켈, 티타늄 또는 기타 특수 합금 등이 있습니다.
소결 필터는 카트리지 교체 횟수 감소, 가동 중단 빈도 감소, 제품 또는 촉매의 회수 가능성, 보다 안전한 자동 세척, 그리고 더 긴 수명 등의 이점이 필터 요소 및 세척 시스템의 비용을 상쇄할 때, 그 높은 가격을 지불할 가치가 있습니다. 공정이 온화하고 일회용 교체 비용이 저렴할 때는 대개 경제성이 떨어집니다.
카트리지 구매 가격만을 비교하는 대신, 처리된 유체 단위당 연간 비용을 산출하십시오.
소결 필터는 하우징 치수, 유량 용량, 청정 상태에서의 압력 강하, 포집 효율, 밀봉 설계, 화학적 호환성, 붕괴 강도 및 세척 방법이 모두 검증된 경우에만 주름형 필터를 대체할 수 있습니다. 기계적으로 호환되는 카트리지가 반드시 유압적으로나 기능적으로 동등한 것은 아닙니다.
소결 필터는 대형 고분자 주름형 필터 요소의 순수 ΔP에 맞추기 위해 더 넓은 표면적이 필요할 수 있습니다. 중요한 용도의 경우 시범 테스트를 실시할 것을 권장합니다.
소결 금속 필터의 일반적인 용도로는 촉매 회수, 고온 가스 여과, 증기 여과, 고압 가스 처리, 폴리머 가공, 정유 슬러리 정화, 화학 제품 회수, 스파징, 유량 제어, 유압 보호, 계측용 시료 채취, 그리고 견고하고 비섬유성 여과 매체가 필요한 식품 또는 제약 공정 등이 있습니다.
사용 가능한 형상 및 소재에 대한 보다 포괄적인 개요를 보시려면 당사의 산업용 소결 금속 필터 엘리먼트.
상온에서 깨끗하거나 오염 정도가 중간 정도인 유체의 경우, 우선 주름형 카트리지를 사용해 보십시오. 일반적으로 주름형 카트리지는 여과 면적이 더 넓고, 초기 압력 강하가 적으며, 조달이 용이하고, 구매 가격도 저렴합니다.
열, 압력, 증기, 촉매, 화학적 부식, 반복적인 역세척 또는 막대한 비용이 드는 가동 중단이 우려된다면, 소결 금속을 우선 고려해 보십시오.
하지만 카탈로그에 있는 두 가지 선택지 중 어느 것도 최종 결정으로 삼지 마십시오.
제조업체에 실제 유량, 유체 조성, 점도, 온도 범위, 정상 및 최대 차압, 고형분 농도, 목표 체류 시간, 세척 계획, 그리고 요구되는 정비 주기를 알려주십시오. 클린 플로우 데이터를 요청하고, 고장으로 인한 비용이 큰 경우에는 실제 공정 유체를 사용하여 테스트하십시오.
특정 작동 조건에서 두 가지 구조를 비교하는 데 도움이 필요하신가요? 귀사의 공정 데이터, 목표 미크론 등급, 유량, 압력, 온도 및 세척 요건을 당사에 알려주십시오. 당사의 엔지니어링 팀이 주름형, 소결 분말형, 소결 메쉬형 또는 소결 주름형 필터 중 어느 것이 실질적인 수명 주기 비용을 가장 낮게 유지해 줄 수 있는지 평가해 드리겠습니다.
