новости компании о Поверхностная фильтрация против глубинной фильтрации: почему структура фильтра меняет реальную эффективность фильтрации

При выборе промышленного фильтрующего картриджа пользователи часто сравнивают рейтинг микрон, материал, длину и цену. Однако один важный фактор часто упускается из виду:как фильтр улавливает частицы.

Плиссированный картридж на 10 мкм и экструдированный картридж на 10 мкм могут иметь одинаковый номинальный рейтинг фильтрации, но их внутренние структуры и механизмы удержания частиц совершенно разные.

Это основное различие междуповерхностной фильтрациейиглубинной фильтрацией.

Понимание этого различия помогает объяснить, почему одни картриджи обеспечивают высокую грязеемкость, а другие — более точное удержание частиц и более легкий контроль производительности.

Поверхностная фильтрация в основном улавливает частицы на поверхности фильтрующего материала или очень близко к ней.

Типичными примерами являются плиссированные мембранные картриджи, картриджи из сетки из нержавеющей стали и некоторые высокоэффективные синтетические фильтрующие материалы.

Представьте себе сито с тщательно контролируемыми отверстиями. Частицы, превышающие эффективный размер пор, задерживаются на поверхности, а более мелкие частицы проходят сквозь.

На практике промышленные поверхностные фильтры более сложны, чем простое сито, но основной принцип схож.

Поскольку загрязняющие вещества накапливаются в основном на поверхности материала, поверхностная фильтрация обычно обеспечивает относительно резкое отсечение частиц и предсказуемую эффективность фильтрации.

Это делает ее полезной, когда процесс требует постоянного контроля частиц.

Глубинная фильтрация улавливает загрязняющие вещества по всей толщине фильтрующего материала, а не только на внешней поверхности.

Экструдированные полипропиленовые картриджи, намотанные нитью картриджи и многие волокнистые фильтрующие элементы работают в основном как глубинные фильтры.

Их материал содержит сложную сеть путей. По мере протекания жидкости через картридж частицы задерживаются в разных местах внутри материала.

Более крупные частицы могут задерживаться вблизи внешних слоев, а более мелкие частицы проникают глубже, прежде чем будут задержаны.

Этот трехмерный механизм загрузки грязью позволяет глубинным фильтрам удерживать значительное количество загрязнений.

Рассмотрим завод, использующий воду из скважины, содержащую песок, ржавчину, глину и мелкие взвешенные твердые частицы.

Если в качестве первой стадии фильтрации установлен высокоточный плиссированный поверхностный фильтр, большое количество осадка может быстро покрыть поверхность материала.

Перепад давления может быстро возрасти, что приведет к частой замене картриджа.

Глубинный фильтр может быть более подходящим в качестве первой стадии, поскольку частицы могут распределяться по всей толщине материала.

Например, экструдированный картридж с градиентной плотностью может иметь относительно большие поры во внешних слоях и постепенно уменьшающиеся поры к внутреннему ядру.

Более крупные частицы задерживаются первыми, а более мелкие частицы задерживаются глубже внутри картриджа.

Это улучшает грязеемкость и может продлить срок службы.

Теперь рассмотрим линию производства напитков, где вода уже прошла многоступенчатую фильтрацию, активированный уголь и несколько стадий предварительной очистки.

На этом этапе концентрация загрязняющих веществ относительно низка, но производитель хочет надежно удалить мелкие частицы перед розливом.

Плиссированный картридж может быть лучшим выбором, поскольку процесс требует постоянной эффективности фильтрации, а не максимальной грязеемкости.

Например, плиссированный картридж на 1 мкм или 0,45 мкм может обеспечить более четкую производительность фильтрации, чем грубый глубинный фильтр.

Цель больше не состоит в том, чтобы обрабатывать большие объемы осадка. Цель состоит в том, чтобы контролировать размер частиц, поступающих в последующий процесс.

Предположим, толщина фильтрующего материала составляет несколько миллиметров.

При поверхностной фильтрации большая часть загрязнений накапливается вблизи входной поверхности. Как только эта поверхность блокируется, перепад давления быстро возрастает.

При глубинной фильтрации частицы могут распределяться по гораздо большему объему материала.

Это дает картриджу больше внутреннего пространства для удержания загрязняющих веществ до того, как сопротивление потоку станет чрезмерным.

Для воды с переменной или относительно высокой нагрузкой по частицам это может быть значительным преимуществом.

Однако более высокая грязеемкость не означает автоматически лучшую точность фильтрации.

Именно поэтому структура фильтра должна соответствовать применению.

Одним из преимуществ плиссированных поверхностных фильтров является их большая эффективная площадь фильтрации.

Плоский лист фильтрующего материала складывается во множество складок и упаковывается внутри картриджа.

Стандартный 10-дюймовый плиссированный картридж может содержать площадь фильтрации во много раз больше своей внешней цилиндрической площади.

Большая площадь снижает скорость потока через каждый участок материала и помогает контролировать чистое дифференциальное давление.

Однако больше складок не всегда лучше.

Если складки упакованы слишком плотно, жидкость может неэффективно протекать между ними. Части фильтрующего материала могут стать гидравлически неактивными, что означает, что теоретическая площадь фильтрации больше фактической используемой площади.

Хорошая конструкция картриджа требует правильного расстояния между складками, опорных слоев и распределения потока.

Многие хорошо спроектированные системы фильтрации сочетают глубинную и поверхностную фильтрацию.

Например:

• Этап 1: 20 мкм экструдированный глубинный картридж
• Этап 2: 5 мкм экструдированный или плиссированный картридж
• Этап 3: 1 мкм плиссированный картридж
• Этап 4: 0,2 мкм мембранный картридж для критической финальной фильтрации

Глубинная фильтрация часто подходит для применений с высокой или переменной нагрузкой по частицам, общей предварительной очистки воды, удаления осадка и защиты последующего оборудования.

Поверхностная или плиссированная фильтрация часто предпочтительнее, когда важны постоянное удержание частиц, низкое чистое перепад давления, большая площадь фильтрации или определенная эффективность фильтрации.

Лучший выбор зависит от характеристик загрязняющих веществ, требуемого рейтинга микрон, скорости потока, перепада давления, стоимости фильтра и требований к чистоте последующего процесса.

Поэтому фильтрующий картридж следует выбирать в соответствии с полным процессом фильтрации, а не просто по номеру микрон, напечатанному на этикетке.