Kaasaegses filtreerimistehnoloogias määrab kassettide filtrite materiaalne valik otseselt nende filtreerimise efektiivsuse, vastupidavuse ja rakenduste vahemiku. Nende hulgas on polüpropüleen (PP), polüetrulfoon (PES) ja roostevabast terasest kolm laialt kasutatavat südamikku. Oma ainulaadsete füüsiliste ja keemiliste omadustega mängivad nad erineva tööstusstsenaariumi korral asendamatuid rolle.
sisu
- Polüpropüleeni (PP)
- Polüetsersulfoon (PES)
- Roostevaba teras
- Kolme materjali põhjalik rakendamine ja tehnoloogiline areng
Polüpropüleen (PP), kerge termoplastiline polümeer, on üks kassetifiltrite alusmaterjale. Tihedusega ainult 0,90 - 0,91 g/cm³, vähendab see märkimisväärselt filtri üldist massi, säilitades samal ajal struktuurse tugevuse. See omadus muudab selle eriti soodsaks sellistes rakendustes nagu väikesed leibkonna veepuhastid ja kaasaskantavad tööstusfiltrid, kus on vaja sagedast filtri kasseti asendamist. PP oluline eelis seisneb selle suurepärases keemilises resistentsuses, taludes enamiku hapete, aluste, orgaaniliste lahustite ja soolalahuste korrosiooni, säilitades stabiilse jõudluse pH vahemikus 1-14. See paistab silma sellistes rakendustes nagu keemiline tooraine filtreerimine ja lahuse elektroplaanimine. Keemiaettevõte kasutas 5% väävelhapet sisaldava reovee töötlemiseks PP -kassetifiltrit. Pärast kolmekuulist pidevat tööt säilitas filtrielement üle 70% selle esialgsest filtreerimise efektiivsusest, ületades oluliselt traditsiooniliste puuvillafiltri elementide ühekuulise eluea.
PP hüdrofoobsus muudab selle eriti sobivaks mitte - vesisüsteemide, näiteks kütuse ja määrdeõlide filtreerimiseks, takistades tõhusalt vee imendumise ja paisumise tõttu filtri elementide ummistumist. Automootori kütuse filtreerimissüsteemides,PP -filtri elemendidIsoleerige filtri korpuse allosas olevast vesi kütusest ja tühjendage see perioodiliselt läbi kanalisatsiooni, tagades mootori stabiilse töö. PP -filterielemendid kasutavad tavaliselt meltblown -tehnoloogiat pooride suuruse struktuuri loomiseks. Väliskihi pooride suurus võib ulatuda 50–100 mikronini, jäädvustades suuri lisandeid; Sisekihi pooride suurus väheneb järk -järgult 0,1 mikronini, pealtkuulates mikrokontaminante. See kihiline filtreerimismuster ei taga mitte ainult suurt voolukiirust (tavaliselt 5-50 liitrit minutis), vaid laiendab ka kasutusaja. Õlletehase toorvee eeltöötlemise protsessis saavutab 10-tolline läbimõõt PP sulatatud filtrielement ühe filtri mahuga 100 tonni, mis on 1,5 korda suurem kui tavalise sama suurusega filtrielemendiga.
PP on odav ja hõlpsasti töödeldav, tooraine hind on ainult umbes üks - viies PES -i oma. See pakub olulisi majanduslikke eeliseid suurtes - skaalade rakendustes, näiteks munitsipaalreoveepuhastus ning toidu- ja joogi eeltöötlus. Selle temperatuuritakistus on siiski piiratud (tavaliselt mitte rohkem kui 60 kraadi), nõudes kõrge - temperatuurikeskkonnas kasutamisel ettevaatust. Temperatuuril üle 80 kraadi pehmeneb PP materjal märkimisväärselt, mille tulemuseks on vähenenud filtreerimise täpsus. Kõrge - temperatuuri vedeliku filtreerimise stsenaariumide korral on filtri elemendi õigeaegse asendamise tagamiseks vaja temperatuuri jälgimisseadet.
Polüetsersulfone (PES) on kõrge - jõudlusplastik ja sellest on saanud täpsuse filtreerimise eelistatud materjal tänu suurepärasele kuumakindluse ja biosobivuse tõttu. PES -materjali klaasist üleminekutemperatuur on koguni 225 kraadi, võimaldades sellel säilitada stabiilse struktuuri ja filtreerimise jõudluse kõrgetes - temperatuurikeskkondades. PES -filterikassetid taluvad vähemalt 20 korda auru steriliseerimist 121 kraadi juures ja nende filtreerimise jõudlus vaevalt halveneb pärast korduvat steriliseerimist, muutes need hädavajalikuks stsenaariumides, kus farmaatsiatööstuses on äärmiselt kõrge steriilsusnõudeid, näiteks süstimise vee filtreerimine ja bioloogiline ainepuhastus. Biofarmatseutilise tehase vaktsiinide tootmise töötoas kasutatakse söötme filtreerimiseks PES -kasseti filtreid. Pärast 15 -kordset auru steriliseerimist jääb filterielemendi bakterite pealtkuulamise määr endiselt üle 99,999%, vastates täielikult GMP standarditele.
Võrreldes PP -ga on PES -il tugevam hüdrofiilsus ja selle veevoogu saab suurendada enam kui 30%, muutes selle eriti sobivaks kõrge - puhtuse vee ettevalmistamise süsteemide jaoks. Elektroonikatööstuses ultrapuurvee valmistamisel võivad PES-filterielemendid saavutada madala - voolu filtreerimise madala töörõhu all (0,2-0,3MPa), vähendades pumbagrupi energiatarbimist. Selle keemiline stabiilsus on samuti suurepärane, suudab taluda tugevaid lahusteid nagu ketoonid ja estrid, seda kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu fotoresisti filtreerimine elektroonikatööstuses ja tindipuhastus kattetööstuses. Pooljuhtide tehases kasutati fotoresistide filtreerimisprotsessis traditsiooniliste nailonfiltri elementide asemel PES -filterielemente, mis mitte ainult ei parandanud filtreerimise efektiivsust 25%, vaid vältis ka nailonmaterjalide võimalikku elueostust fotoresistide lahustites.
PES -filtri kassettide filtreerimise täpsus võib ulatuda 0,01 mikronini, mis võib tõhusalt eemaldada bakterid, kolloidid ja muud pisikesed saasteained. Kuid kõrge tootmiskulud muudavad selle sobivamaks kõrge - lõpp -täpse filtreerimise stsenaariumide jaoks. Kulude ja jõudluse tasakaalustamiseks võtavad mõned ettevõtted kasutusele PE -de ja PP komposiitstruktuuri, kusjuures välimine kiht on PP pre - filtreerimiskiht ja sisekiht on PES -i peene filtreerimiskiht, mis tagab filtreerimise täpsuse, vähendades samal ajal üldist kulu.
Roostevaba teras on metalli filtreerimismaterjalide esindajana kuulus oma ülitäpse tugevuse ja võime tõttu vastu pidada äärmuslikele keskkondadele. Tavaliselt kasutatav 316L roostevabast terasest filtrielement sisaldab 16 - 18% kroomi, 10 - 14% nikkel ja 2-3% molübdeen. Nende legeerivate elementide lisamine annab sellele suurepärase korrosioonikindluse ja mehaanilised omadused . 316 l Roostevabast terasest filterikassetid, mis taluvad temperatuurivahemikku -270 kraadi kuni 480 kraadi, toimides stabiilselt töötingimustes, näiteks kõrge temperatuuriga nafta ja gaasi filtreerimine ja boatsiooniga töötamine. Rafineerimistehase kõrgtemperatuuril toornafta filtreerimissüsteemis töötasid 316L roostevabast terasest filterielemendid 6 kuud pidevalt töötemperatuuril 300 kraadi, ilma et filtreerimise efektiivsuse olulist väheneda, samas kui traditsioonilisi polümeerfiltri elemente saaks samades tingimustes kasutada ainult ühe kuu jooksul.
Selle korrosioonikindlus on kasulik kroomi - niklisulami koostisest, mis võib seista vastu karmidest söötmetest, näiteks mereveest, tugevatest hapetest ja leelisedest, olles seega hädavajalikud sellistes valdkondades nagu meretehnika ja keemilise reaktsiooni veekeetja filtreerimine. Offshore'i puurimisplatvorm kasutas jahutussüsteemi merevee filtreerimiseks 316L roostevabast terasest filterielemente. Pärast 1 -aastast kasutamist ilmnesid filtri elementide pinnale ainult väikesed korrosioonimärgid ja filtreerimise jõudlus jäid heaks. Roostevabast terasest filtri padrunid valmistatakse paagutamise või kudumise protsesside abil, poorsusega 30%- 50%, tagades nii filtreerimise efektiivsuse kui ka piisava mehaanilise tugevuse ning taluvad töörõhku kuni 10MPA. Kõrgsurvehüdraulilise õli filtreerimissüsteemides võivad roostevabast terasest filtri elemendid töötada stabiilselt töörõhul 8MPa ilma pragunemise või deformatsioonideta.
Roostevabast terasest materjale saab taaskasutamise, ultraheli puhastamise jms abil uuesti kasutada, mille kasutusele on mitu aastat, vähendades märkimisväärselt pikka - termini kasutamise kulusid. Keemiaettevõtte reaktsiooniveekeetja filtreerimissüsteem kasutas roostevabast terasest filtri elemente. Igakuise ultraheli puhastamise kaudu jõudis filtrite elementide kasutusaega 3 aastaks. Võrreldes ühekordselt kasutatavate polümeerfiltri elementidega, salvestati kogunenud kulud enam kui 60%. Kuid nende suur kaal ja kõrge alginvesteering, mille 10-tollise 316L roostevabast terasest filtri elemendi hind on 10–15-kordne PP-filterielemendi hind, muudavad need sobivamaks tööstuslikuks stsenaariumideks, millel on äärmiselt kõrge vastupidavusvajadus.
Kolme materjali põhjalik rakendamine ja tehnoloogiline areng
Need kolm materjali koos moodustavad kassettide filtrite põhitehnilise süsteemi: PP Materjalid vastavad tavapärase filtreerimise majanduslikele vajadustele, PES -materjalid võtavad kvaliteedivastutuse täpsusega filtreerimise eest ja roostevabast terasest materjalid ületavad ekstreemsete keskkondade rakendamise väljakutseid. Praktilistes rakendustes tehakse põhjalik valik sageli filtreeritud söötme, temperatuuri ja rõhutingimuste, täpsuse nõuete ja kulude eelarve olemuse põhjal. Mõnikord kasutatakse isegi erinevaid materjale koos, näiteks PP PRE - filtreerimise ja PES -i peene filtreerimise seeriaühendus, et saavutada tõhusad ja ökonoomsed filtreerimisefektid. Toidu- ja joogivabriku tootmisliinis kasutatakse kõigepealt PP -filtri elemente vees suurte osakeste lisandite ja kolloidide eemaldamiseks ning seejärel kasutatakse PES -filtri elemente täpse filtreerimiseks, mis mitte ainult ei taga toote kvaliteeti, vaid laiendab ka PES -filtri elementide kasutusaja.
Materiaalse tehnoloogia väljatöötamisega täiendatakse neid põhimaterjale pidevalt. Antibakteriaalsed PP -materjalid võivad pärssida bakterite kasvu filterielementide pinnal, lisades hõbedaioonide antibakteriaalseid aineid, mis sobivad joogivee filtreerimiseks; Kiirgus - Resistentsed PES -materjalid võivad säilitada stabiilse jõudluse kiirguskeskkonnas ja neid kasutatakse tuumatööstuse reoveepuhastuseks; Superkorrosioon - Resistentne roostevabast terasest parandab veelgi korrosioonikindlust, suurendades molübdeeni sisaldust ja optimeerides sulami koostist, mis sobib kõrge - kontsentratsioonhappe ja leelise stsenaariumide raviks. Nende uute sortide tekkimine laiendab jätkuvalt kassetifiltrite rakenduspiire, pakkudes täpsemaid lahendusi filtreerimisvajaduste jaoks erinevates tööstusharudes.