Procesní filtrace Parker

Porezita filtrů

Udává velikost částic, které mají být odstraněny. Velikost těchto částic se udává v mikronech m nebo přesněji v mikrometrech mm. Jeden mikrometr je 10-6 metru, neboli jedna milióntina metru (0,000001 m). Lidské oko je schopno vidět předmět o velikosti 40 mm – např. lidský vlas.

Druhy filtrace podle velikosti částic:

druh filtrace

velikost částic   mm

příklady

prosévání

více než 2000

rýžování zlata

hrubá filtrace

75 – 2000

plážový písek

jemná filtrace

1,5 – 75

mouka, kvasinky

mikrofiltrace

0,1 – 1,5

tabákový kouř, bakterie

ultrafiltrace

0,002 – 0,1

viry

hyperfiltrace

0,0001 – 0,002

molekuly, ionty


Aby filtrační systém fungoval, musí být splněno několik základních předpokladů:

  1. filtrační médium (filtr) musí dovolit průtok filtrované látky
  2. skrz filtrační médium (filtr) musí být vytvořena tlaková diference, např. zemská přitažlivost, vakuum nebo tlak. Tlaková diference DP = P1-P2 znamená tlakový rozdíl mezi tlakem filtrované látky před vstupem do filtru (P1) a tlakem filtrované látky za výstupem z filtru (P2). Tlaková diference zajišťuje průtok filtrem.

Typická filtrační sestava se skládá z filtrační nádoby a filtračního média (filtrační koš, filtrační vak, filtrační vložka atd.). Filtrační nádoba udržuje tlak ve filtrované látce, pozičně udržuje filtrační médium na určeném místě a zajišťuje průtok filtrované látky filtračním médiem.

Klasifikace filtru

Většina filtrů udává filtrační účinnost a zachycovací kapacitu.

Filtrační účinnost se udává jednak v %, jednak jako veličina ß.

Filtrační účinnost v % je schopnost filtru účinně a stále zachycovat částice o dané velikosti. Např. když má filtr účinnost 90% pro částice 5 mm znamená to, že odstraňuje 90% všech částic o velikosti 5 µm a větších.

Veličina ß (Beta ratio) je poměr počtu všech částic dané velikosti a větších ve filtrované látce před filtrem a počtu všech částic dané velikosti a větších ve filtrované látce za filtrem, např.:

5000

1  znamená ß = 5000, tj. účinnost filtru je ß = 5000:  z 5000 částic o dané velikosti a větších před filtrem pronikla 1 částice o dané velikosti a větší za filtr.

Vztah mezi účinností v % a poměrem ß je následující:

účinnost filtru v % =  ß-1/ß     x 100, v našem případě 5000-1/5000 x 100 = 99,98%.                                      

 

Viz následující tabulka:

poměr ß

účinnost v %

1

0

 2

50

4

75

5

80

10

90

20

95

50

98

75

98,67

100

99

1.000

99,9

5.000

99,98

10.000

99,99

Dále rozeznáváme účinnost nominální a absolutní. Nominální účinnost je velikost částic odstraněných při dané účinnosti za daných podmínek. U různých výrobců se liší  a je udávána v rozmezí 50 – 98%. Absolutní účinnost je 100%, u  filtrů PARKER je stanovena na 99,98% (ß = 5.000).     

Filtrační účinnost a výkon filtru se ve skutečném provozu liší od účinnosti zjištěné v laboratorních podmínkách, protože je ovlivněna velikostí průtoku, viskozitou, koncentrací kontaminantů, kolísajícím tlakem v systému a také způsobem jejího měření.     

Životnost filtru

Životnost filtru je určena tzv. zachycovací kapacitou DHC – Dirt Holding Capacity. DHC je celková hmotnost příměsí zachycených filtrem, která způsobí konečnou maximální tlakovou diferenci, při které je nutno filtr vyměnit (obvykle 30 – 50 PSI = 2 – 3,5 bar).

Filtrační média

V procesní filtraci jsou dva základní typy filtračních médií: hloubková (depth) média a povrchová (surface) média. Každý typ má své výhody a nevýhody:

 

hloubková (depth) média

povrchová (surface) média

 

vinuté filtry (wound),
pryskyřicí vázané filtry (resin-bonded),
tepelně vázané a vyfukované filtry (melt-blown)

skládané filtry (pleated)
filtrační vaky  (bags)

pozitiva

stupňovitá účinnost: víceporézní vnější vrstvy, pórů ubývá směrem k vnitřním vrstvám. Částice jsou zachyceny uvnitř filtračního média. Tyto filtry mohou dosahovat účinnosti až 95% - např. tepelně vázané a vyfukované filtrační vložky. Vhodné pro odstranění gelů a deformovatelných částic a seskupení, pro vyšší teplotu.
Velký rozsah kompatibility.

vyšší průtok než hloubková média při stejné účinnosti, menší pokles tlaku, vyšší účinnosti až 99,98% (ß=5000), vysoká zachycovací kapacita, delší životnost vzhledem k větší filtrační ploše

negativa

nižší průtočné množství, nominální účinnost pro většinu médií

vyšší cena, omezená provozní teplota, omezená kompatibilita

Filtrace se používá pro odstranění velkého počtu druhů znečištění – od filtrování říční vody při rýžování zlata až k odseparování iontů. Filtrace tvoří kompletní součást výrobního procesu, která je neustále zdokonalována na základě nejnovějších vědeckých poznatků.

Udaná porezita filtračního média (mm) se může u různých výrobců lišit. Např. chceme nahradit filtr 50 mm od jednoho výrobce filtrem 50 mm jiného výrobce. Nejdříve musíme stanovit, jakou účinnost filtru potřebujeme: 50%, 90%, 99,98%,  nominální nebo absolutní?              

Každý výrobce to stanovuje jinak. Porezita filtru je pouze základním vodítkem. Je nutno mít na paměti, že všechny údaje jsou stanoveny v laboratorních podmínkách, nikoliv na základě přesně dané aplikace.

Provozní podmínky daného výrobního procesu se liší od laboratorních podmínek, proto je nový filtr nutno testovat přímo v provozu.

Samotný druh výrobního procesu určí, zda je nutno volit hloubkovou nebo povrchovou filtraci.