Antes de terminar, convidamo-lo a falar diretamente com a nossa equipa de gestão para garantir que recebe o aconselhamento técnico mais preciso, apoio em matéria de preços e opções de personalização para o seu projeto. Os nossos especialistas podem avaliar rapidamente as suas necessidades, recomendar soluções adequadas de filtros de plástico sinterizado e ajudá-lo a reduzir os riscos de abastecimento, melhorando simultaneamente a eficiência, a consistência e a estabilidade do abastecimento a longo prazo para as suas aplicações industriais.
Precisa de ajuda para escolher o cartucho de filtro certo?
A nossa equipa de vendas
Indique à nossa equipa de apoio às vendas o tipo de produto, a classificação em mícrons, o tamanho, a aplicação, o meio filtrante, a temperatura de funcionamento, a pressão e a quantidade estimada. Ajudá-lo-emos a escolher o cartucho filtrante adequado, seja de plástico sinterizado, de metal sinterizado ou de sedimentos.
Um filtro de alto caudal é um cartucho filtrante plissado de grande diâmetro, concebido para processar caudais de líquido muito superiores aos de um cartucho convencional. Isto é conseguido através da concentração de uma grande quantidade de meio filtrante num único elemento. O objetivo é substituir um compartimento repleto de cartuchos pequenos por alguns cartuchos grandes, ou mesmo por um único cartucho. O resultado é uma pegada mais reduzida, menos peças para substituir e um percurso de fluxo que pode ser dimensionado para o processo, em vez de para o invólucro.
Essa descrição é correta, mas omite as questões que importam quando se trata de especificar um cartucho. Por que razão a geometria altera a queda de pressão? Em que situações faz sentido utilizar um cartucho de alto caudal e em que situações um cartucho convencional continua a ser a melhor opção? O que é necessário confirmar antes de efetuar a encomenda? Este artigo aborda esses pontos para engenheiros e compradores que trabalham com água industrial e líquidos de processo.
Como funciona um filtro de alto caudal
A maioria dos cartuchos de líquido convencionais tem um diâmetro exterior de cerca de 2,5 polegadas (63,5 mm). Um cartucho de alto caudal tem, normalmente, cerca de 6 polegadas de diâmetro, e os fabricantes costumam disponibilizar comprimentos como 20, 40 e 60 polegadas. Fil-Trek, por exemplo, descreve os seus cartuchos de alto caudal como tendo um diâmetro exterior de 6 a 7 polegadas nesses comprimentos. O diâmetro maior permite a utilização de um meio filtrante mais profundo e com pregas mais densas em torno de um núcleo central.
A pregas é o segredo. Dobrar o meio filtrante em pregas cria uma área de filtração muito maior do que uma superfície plana ou cilíndrica com o mesmo volume. Para um determinado caudal, uma área maior significa um fluxo mais baixo (caudal por unidade de área do meio filtrante). Um fluxo mais baixo significa, geralmente, uma pressão diferencial mais baixa e mais espaço para reter as partículas capturadas antes de o cartucho atingir o seu ponto de substituição.
A CFC Filtration descreve o seu cartuchos de filtro de alto caudal nos mesmos termos: um design plissado de grande diâmetro que reduz o número de cartuchos necessários por compartimento para o processamento de grandes volumes de líquido.
A direção do fluxo não está padronizada
Alguns modelos de alto caudal funcionam de fora para dentro. Outros funcionam de dentro para fora. A Brochura da 3M sobre alto caudal descreve um percurso de fora para dentro, enquanto a série Ultra Flow da Fil-Trek utiliza um fluxo de dentro para fora. Nenhuma das duas opções é universalmente melhor. A direção influencia a forma como a caixa é concebida, a forma como o cartucho vedou e o comportamento dos resíduos durante a substituição. Considere o percurso do fluxo como uma especificação a confirmar, e não como um pressuposto.
Filtros de cartucho de alto caudal vs. filtros de cartucho padrão
A diferença prática reside na arquitetura do sistema, e não apenas no tamanho do cartucho.
Consideração
Cartuchos convencionais de 2,5 polegadas
Cartuchos de alto caudal
Cartuchos por compartimento
Muitos, em caixas com várias rodadas
Um a alguns
Pegada da caixa em caudal elevado
Maior
Muitas vezes, são mais pequenas para o mesmo caudal
Mão-de-obra para substituição
Mais elementos para remover, inspecionar e substituir
São menos elementos, mas cada um é maior e mais pesado
Formato de suporte
Fundidos por sopro, enrolados em fios, plissados, sinterizados e outros
Predominantemente plissado, embora também existam versões enroladas e outros tipos de suporte
Compatibilidade de alojamento
Amplamente padronizadas (acessórios terminais do tipo DOE)
Frequentemente associados a designs de assentos e sistemas de bloqueio específicos de cada fabricante
Adequação para caudais baixos
Forte
Normalmente, não se adapta bem
Exposição indireta
Distribuído por várias selagens
Concentrado em algumas focas
Os fabricantes divulgam dados reais relativos aos seus próprios produtos, que revelam a dimensão do efeito. A 3M afirma que o seu sistema de alto caudal consegue processar até 500 gpm num único cartucho de 60 polegadas. Afirma ainda que os seus sistemas necessitam de apenas um décimo do número de cartuchos dos sistemas convencionais de 2,5 polegadas, em caudais de 200 gpm ou superiores. A Fil-Trek indica até 300 gpm por elemento de 60 polegadas para a sua série Ultra Flow. Trata-se de afirmações específicas de cada marca, baseadas nas condições de teste e classificação de cada fabricante; por isso, utilize-as para compreender a ordem de grandeza, e não como uma promessa de desempenho para qualquer outro produto.
Onde faz mais sentido utilizar filtros de alto caudal
Os cartuchos de alto caudal revelam-se vantajosos quando o volume de produção é elevado e contínuo e quando um suporte para vários cartuchos seria volumoso ou exigiria muita mão-de-obra para a sua manutenção. Entre as situações mais comuns incluem-se:
Proteção pré-RO e pré-UF. Remoção de sólidos em suspensão a montante das membranas em sistemas de água industriais.
Circuitos de água de arrefecimento e de água de processo. Controlo contínuo de partículas em grandes caudais de circulação.
Transferência e clarificação de líquidos a granel. Processamento químico, em que os materiais e o equipamento são compatíveis com o fluido.
Equipamento montado em plataforma e equipamento OEM. Quando as dimensões da caixa e o número de cartuchos influenciam os limites do projeto.
Normalmente, não são adequados para caudais baixos, pequenas instalações laboratoriais e aplicações em que o processo exija um cartucho específico de formato pequeno. Também não são adequados nos casos em que o fluido seja incompatível com os meios plissados disponíveis, como é o caso de alguns produtos químicos agressivos ou de altas temperaturas. A CFC Filtration’s gama de cartuchos de filtro de sedimentos abrange cartuchos do tipo «melt blown», de alto caudal, plissados, sinterizados e de PP, uma vez que não existe um único tipo de construção adequado para todas as cargas de sedimentos.
Compromissos de engenharia que os compradores devem ponderar
Capacidade de retenção de partículas vs. classificação em mícrons
Uma classificação mais rigorosa significa poros mais pequenos. Poros mais pequenos significam menor capacidade de retenção de sujidade e um aumento mais rápido da pressão. Os cartuchos de alto caudal oferecem uma maior área de filtro, mas não eliminam essa compensação. Se precisar apenas de proteger uma bomba ou um elemento de filtragem de grão grosso a jusante, uma classificação desnecessariamente rigorosa desperdiça a vantagem em termos de capacidade.
Verifique se a classificação indicada é nominal ou absoluta. Uma classificação nominal descreve um nível de retenção pretendido para uma eficiência especificada e não garante que todas as partículas com dimensões superiores a esse valor sejam removidas. Uma classificação absoluta está associada a um método de ensaio e a uma eficiência definidos, sendo frequentemente expressa como um rácio beta. Informe-se sobre o método de ensaio aplicado antes de comparar dois cartuchos classificados com o mesmo valor em “microns”.”
Menos selos, consequências mais graves
Uma caixa convencional de múltiplas etapas possui muitas juntas. Uma caixa de alto caudal possui poucas. Isso reduz o número de pontos a verificar, mas se uma junta falhar ou o cartucho não estiver bem encaixado, uma parte maior do caudal pode contornar o meio filtrante. Um encaixe adequado, uma superfície de vedação intacta e o alinhamento correto da caixa são ainda mais importantes, e não menos.
Tensão hidráulica
Os cartuchos plissados de grandes dimensões podem ser sensíveis a picos de caudal repetidos, picos de pressão e ciclos rápidos de arranque e paragem. Verifique os limites de pressão diferencial indicados pelo fabricante e tenha em conta a forma como as bombas arrancam e como as válvulas se fecham no seu sistema.
Elementos mais pesados
Um cartucho de 60 polegadas e 6 polegadas de diâmetro, impregnado com sólidos retidos, não é o mesmo que retirar um elemento de 2,5 polegadas. Tenha em conta o design da tampa do invólucro, o espaço livre acima do invólucro e as práticas de manuseamento como parte da decisão a nível da unidade.
O que definir antes de solicitar um orçamento
Uma boa solicitação de cotação para um filtro de alto caudal deve incluir:
Fluido e aplicação. Tipo de água, líquido de processo ou produto químico, incluindo a concentração.
Concepção e caudal máximo. Além disso, se o fluxo é constante ou cíclico.
Temperatura de funcionamento e temperatura máxima.
Pressão de funcionamento e pressão diferencial admissível.
Contaminante alvo e intervalo de dimensões das partículas, quando for conhecido.
Classificação em mícrons exigida, e se é necessária uma classificação nominal ou absoluta.
Diâmetro e comprimento do cartucho, ou o modelo de caixa ao qual deve adaptar-se.
Dispositivo de fixação ou vedação na extremidade.
Materiais de suporte e componentes, verificado em relação ao fluido de processo real.
Critérios previstos para a substituição, tais como a pressão diferencial nos terminais ou um intervalo de tempo.
A compatibilidade química deve ser confirmada em relação ao fluido específico, não deduzida a partir de uma tabela geral de materiais. Os limites de temperatura e pressão dependem do meio, da construção, da geometria e das condições de funcionamento; por isso, utilize a ficha técnica do cartucho específico, e não uma orientação geral relativa ao material.
Um filtro de alto fluxo é o mesmo que um filtro com um caudal elevado?
Não exatamente. “Alto caudal”, neste contexto, refere-se a um modelo específico de cartucho de grande diâmetro, geralmente plissado. Muitos outros tipos de cartuchos podem permitir um caudal elevado se forem instalados em paralelo em número suficiente, mas não são designados por filtros de alto caudal.
Os filtros de alto caudal apresentam sempre uma queda de pressão mais baixa?
Não. A queda de pressão em condições de funcionamento depende do meio filtrante, da granulometria, da viscosidade, do caudal e do design do cartucho. Os cartuchos de alto caudal oferecem uma grande área de filtração, o que ajuda a manter o caudal e o aumento de pressão baixos; no entanto, uma granulometria muito fina ou um fluido viscoso podem ainda assim provocar uma queda de pressão significativa. Compare os diferentes designs tendo em conta o seu caudal real e as propriedades do fluido.
Um cartucho de alto caudal pode substituir vários cartuchos padrão, um por um?
Apenas quando o invólucro, o caudal e a potência nominal forem redesenhados em conjunto. Na maioria dos casos, o cartucho não é um substituto direto. É necessário um invólucro compatível com o arranjo adequado de assentamento e vedação.
Os filtros de alto caudal são reutilizáveis?
Os cartuchos plissados são normalmente considerados elementos descartáveis, mas isso depende da sua construção e das orientações do fabricante. Não se deve partir do princípio de que a limpeza ou a retrolavagem são adequadas, a menos que a ficha técnica o indique.
Um filtro de alto caudal consegue remover contaminantes dissolvidos?
Não. Um cartucho de partículas remove os sólidos em suspensão por retenção mecânica. Os iões dissolvidos, muitos produtos químicos e os compostos orgânicos dissolvidos requerem outras etapas de tratamento, tais como o carvão ativado, a troca iónica ou os processos de membrana.
Quais são os setores que utilizam filtros de alto caudal com maior frequência?
O tratamento de águas industriais, os sistemas de pré-osmose inversa (RO), a água de arrefecimento, o processamento químico e algumas águas de processo na indústria alimentar e de bebidas são exemplos típicos. A adequação a aplicações sujeitas a regulamentação depende do material e da documentação de conformidade, que devem ser confirmados junto do fornecedor.
Escolher entre cartuchos de alto caudal e cartuchos convencionais
Um filtro de alto caudal é uma boa opção quando o caudal é elevado e contínuo, o espaço disponível na caixa ou a mão-de-obra necessária para a manutenção constituem uma limitação e o fluido é compatível com meios filtrantes plissados. É uma opção menos adequada quando o caudal é baixo, quando é necessário adaptar-se a uma caixa existente de formato pequeno ou quando o processo requer uma construção totalmente diferente. A melhor decisão resulta da comparação do projeto global do sistema: caixa, número de vedantes, método de substituição e classificação.
Partilhe com a CFC Filtration as características do seu fluido, o caudal, a temperatura, a pressão e a classificação de microns pretendida. A equipa poderá então ajudá-lo a avaliar se um cartucho de alto caudal é adequado ao seu sistema ou se outro tipo de cartucho para sedimentos é a melhor opção.
