Sicuro supporto: filtro in acciaio inossidabile per purezza e igiene

Filtri e filtri in acciaio inossidabile sono indispensabili nell'ambiente privato, industriale e dell'ingegneria meccanica. © WZV/Bopp

Alte portate elevate e lunga durata caratterizzano gli elementi filtranti in acciaio inossidabile come questo cono filtrante. © © WZV/Bopp

Filtro a disco in acciaio inossidabile garantisce, oltre alla necessaria resistenza alla corrosione, anche la robustezza meccanica richiesta e la resistenza all'usura. © HAVER & BOECKER OHG

Le presse a filtro vengono caricate con pacchetti di telai e piastre filtranti – spesso in acciaio inossidabile – in base al procedimento e al prodotto. © WZV/MSE

Dischi filtranti, piastre filtranti rivestibili e segmenti filtranti in acciaio inossidabile resistente alla ruggine svolgono funzioni centrali in molti processi industriali. © GKD

Tessuto filtrante in acciaio inossidabile resistente alla ruggine è indispensabile per la sicurezza del processo e del prodotto garantita.© WZV/Bopp

La riciclabilità quasi completa dell'acciaio inossidabile alla fine della vita utile degli elementi filtranti in acciaio inossidabile resistente alla ruggine contribuisce al miglioramento dell'impronta ecologica delle aziende e dei loro prodotti. © HAVER & BOECKER OHG

La gamma di filtri a candela in acciaio inossidabile resistente alla ruggine, utilizzati in diversi apparecchi e componenti, riflette l'ampio spettro di requisiti. © WZV/Bopp

Filtro a disco in acciaio inossidabile garantisce, oltre alla necessaria resistenza alla corrosione, anche la robustezza meccanica richiesta e la resistenza all'usura. © GKD

Filtri e media filtranti in acciaio inossidabile sono imprescindibili nell'ambiente privato, industriale e di grandi impianti. Che si tratti di filtrazione di vapore, liquidi o gas: in particolare nei processi sensibili all'igiene delle industrie chimiche, medicali, alimentari, farmaceutiche, dell'acqua o dell'elettronica, il materiale resistente alla corrosione è essenziale per garantire la sicurezza dei processi e dei prodotti.

In una vasta gamma di processi produttivi, la separazione solido-liquido è di fondamentale importanza. Le sfide correlate sono tanto varie quanto le procedure e i filtri impiegati. La capacità di filtrazione dei filtri si manifesta attraverso il grado di trattenuta – e in particolare attraverso la capacità di cattura di particelle complesse –, la portata, la differenza di pressione e l'intervallo di cambio. Per una progettazione ottimale per ciascun utilizzo, oltre alla classe di micron, che definisce la dimensione delle particelle per cui un filtro è progettato, è decisivo l'efficienza raggiunta con la finezza di filtrazione nominale e assoluta. Mentre l'efficienza con la finezza nominale può essere del 60%, quella con la finezza assoluta raggiunge il 99% e oltre.

Si distingue inoltre tra filtrazione superficiale e profonda. Nella filtrazione superficiale con filtri a rete, a candela o a flusso incrociato, le particelle vengono trattenute sulla superficie del mezzo filtrante. Mentre i filtri a rete, ad esempio, sono utilizzati in impianti di chiarificazione o centrali per la pre-filtrazione e la ritenzione di particelle più grandi, i filtri a candela con mezzi filtranti con porosità tra 10 µm e 0,1 µm sono impiegati, ad esempio, per la microfiltrazione nella produzione di bevande. Nei filtri a flusso incrociato, la sospensione da filtrare attraversa il mezzo filtrante ad alta velocità, impedendo così la formazione di un cake filtrante. Nella filtrazione profonda tramite filtri a candela o a sedimentazione, il processo di filtrazione avviene all’interno del mezzo filtrante. Mentre una candela progettata per la filtrazione profonda trattiene le particelle senza formazione di cake, la sedimentazione richiede la costruzione mirata di un cake filtrante mediante l’aggiunta di un ausilio come diatomite o perlite. Una combinazione di queste due modalità di filtrazione è chiamata filtrazione a cake. Qui, nel corso del processo, si forma un cake filtrante sul mezzo filtrante, che trattiene particelle sempre più fini con l’aumentare dello spessore.

Ampia gamma di impianti e prodotti

Nei processi industriali vengono impiegati diversi tipi di impianti per rimuovere impurità indesiderate dai liquidi: tra questi, presse a filtro, centrifughe a coclea – chiamate decanter – e involucri filtranti per dischi o candela. Le presse a filtro vengono configurate in modo variabile a seconda del processo e del prodotto, con pacchi di telai e piastre filtranti – spesso in acciaio inossidabile resistente alla ruggine. I decanter, a differenza delle presse, operano in modo continuo e sono impiegati soprattutto nella separazione solido-liquido di grandi quantità di solidi. Utilizzando la forza centrifuga, separano i solidi fini dalla sospensione e trasportano il sedimento accumulato sulla parete tramite una coclea verso l’uscita. Tutti i componenti a contatto con il prodotto dei decanter sono generalmente realizzati in acciai inossidabili di alta qualità, resistenti alla corrosione e agli acidi.

Un ampio campo di applicazione per i filtri a dischi, equipaggiati con pacchi filtranti di dischi con tessuto filtrante in strutture a telaio, è la depurazione meccanica delle acque reflue nelle grandi strutture di trattamento per acque di processo e di uso. Qui, i filtri a dischi e i mezzi filtranti in acciaio inossidabile di qualità 1.4404 sono saldabili e garantiscono, oltre alla necessaria resistenza alla corrosione, anche la robustezza meccanica richiesta e la resistenza all’usura. Elevate portate e lunga durata li rendono adatti, ad esempio, anche per la filtrazione di olio vegetale, amido, zucchero, birra e vino.

Le candeline filtranti in acciaio inossidabile sono resistenti alla corrosione e sopportano anche molte sostanze acide, alcali, eteri e alcol. Sono quindi comunemente impiegate in molteplici versioni nell’industria alimentare e farmaceutica, così come nel trattamento delle acque o nella filtrazione del gas. Per la filtrazione delle acque di zavorra in ambienti marini altamente corrosivi, vengono utilizzate candeline o filtri a dischi in duplex (1.4462) e super duplex (1.4410). Grazie alla loro elevata resistenza alle alte temperature fino a 600 °C, le candeline filtranti in acciaio inossidabile resistente alla ruggine aumentano significativamente l’efficienza dei processi di filtrazione a gas caldo. Un esempio è la filtrazione dei gas di scarico nelle centrali di biogas.

Gli acciai inossidabili delle qualità 1.4301 e 1.4404 soddisfano, nelle involucri filtranti con moduli impilati specificamente progettati per il processo o con candeline per la separazione solido-liquido, i severi requisiti delle industrie alimentari, farmaceutiche e delle scienze della vita. Per conformarsi alle linee guida della European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG) nel settore alimentare, le involucri e gli elementi filtranti devono rispettare rigorosi standard di progettazione e costruzione per facilitare la pulizia e la disinfezione. Oltre all’uso di acciaio inossidabile resistente alla corrosione specificamente selezionato per il processo e alla configurazione CIP (Cleaning-in-Place) auto-pulente, è importante progettare angoli e spigoli secondo le linee guida EHEDG per evitare zone morte e garantire cambi di batch senza compromessi. Inoltre, sono richieste superfici a contatto con il prodotto elettropolite e raggi con raggio di curvatura tra RA 0,1 µm e RA 0,6 µm.

Requisiti complessi per i mezzi filtranti impiegati

La gamma di mezzi filtranti in acciaio inossidabile impiegati nei diversi apparecchi e componenti riflette la complessità delle esigenze industriali: oltre a tessuti e filamenti di fibre metalliche, si includono laminate tessili, retine a fessura, reticolati e griglie a maglia. I tessuti e i filamenti in acciaio inossidabile sono particolarmente richiesti grazie alla possibilità di modellamento flessibile e alla più facile rigenerazione, soprattutto in processi critici e condizioni di installazione, nonché in presenza di elevate portate o frequenti risciacqui. Le strutture plissate si dimostrano efficaci in molte applicazioni grazie alla maggiore superficie filtrante e alla capacità di trattenere più sporco con una pressione differenziale più bassa. I filtri in acciaio inossidabile plissettato, rigenerabili, realizzati con materiale resistente alla corrosione, austenitico, come il 1.4435, trovano impiego, ad esempio, nella pulizia dei vapori industriali. Questo materiale si distingue per un contenuto di molibdeno superiore, che offre una resistenza alla corrosione ancora maggiore rispetto agli acciai crom-nickel 1.4301 e 1.4404. È particolarmente resistente a acidi organici e inorganici riducenti e a media contenente halogeni. Inoltre, è meno soggetto a fori e corrosione intergranulare. Ciò consente l’impiego del 1.4435 a temperature fino a 450 °C in funzionamento continuo.

Indispensabile in molti settori

Il vapore di processo, proveniente direttamente dal generatore di vapore, deve essere filtrato per evitare contatti con il prodotto finale. Nell’industria alimentare, il vapore è indispensabile per la pastorizzazione e la sterilizzazione dei prodotti e per la decontaminazione degli impianti di produzione. Il vapore adatto al contatto diretto con gli alimenti, chiamato vapore culinario, è vapore di processo filtrato attraverso un filtro fine in acciaio inossidabile con una porosità tipica di cinque micron, conforme allo standard 3A 609-03. Requisiti di purezza ancora più severi sono applicati al vapore pulito – la più alta classe di vapore per applicazioni alimentari e di bevande – e al vapore sterile, usato specificamente nell’industria farmaceutica. Il vapore sterile viene prodotto da acqua altamente pura e filtrato con un filtro in acciaio inossidabile con una finezza di un micron secondo lo standard farmaceutico 3A 609-01, per rimuovere, ad esempio, eventuali particelle di metallo dai tubi. Anche nei sistemi di ventilazione di applicazioni igieniche e ambienti sterili, i filtri in acciaio inossidabile di alta qualità contribuiscono alla sicurezza dei processi e dei prodotti, filtrando particelle e microrganismi (spore di funghi, batteri e virus). Ciò previene la contaminazione biologica e il deterioramento precoce dei prodotti durante il processo di produzione, garantendo processi produttivi stabili.

Nel settore chimico e farmaceutico, la filtrazione è un processo onnipresente per garantire la purezza dei prodotti – cake filtrante, filtrato o sostanza chimica – e prevenire interruzioni di produzione. Che si tratti di filtrare fluidi di processo, di pulire materie prime, acque di processo, acque di raffreddamento o acque reflue, i filtri e i mezzi filtranti in acciaio inossidabile soddisfano in modo affidabile i requisiti più severi di precisione, permeabilità, capacità di trattenuta dello sporco, comportamento di pulizia e robustezza. Anche nell’industria petrolchimica, nella produzione di petrolio greggio e gas naturale, nel settore energetico – per la filtrazione dell’acqua di raffreddamento nelle centrali, la termofiltrazione in centrali solari o nella produzione di idrogeno tramite elettrolisi – i filtri in acciaio inossidabile garantiscono processi affidabili, protezione degli impianti e la qualità richiesta dei prodotti finali.

Numerosi esempi di importanza e gamma di applicazioni dei filtri in acciaio inossidabile sono facilmente riscontrabili. In settori come l’elettronica, i semiconduttori, la biotecnologia, le materie plastiche, l’automotive o la lavorazione dei metalli, essi svolgono ruoli centrali. Che si tratti di filtrare i colori delle stampanti a getto d’inchiostro, schermature EMI, preparazione di mezzi di coltura cellulare, formulazione e imbottigliamento, estrusione di polveri di plastica, pulizia e distribuzione di carburanti, gas o fluidi idraulici, o di trattamento dei processi: innumerevoli processi critici richiedono sistemi e mezzi filtranti affidabili. Le soluzioni di filtrazione in acciaio inossidabile soddisfano le più severe norme di igiene, purezza e durabilità. Resistenza alla corrosione, alle alte temperature e ai prodotti chimici, resistenza meccanica e saldabilità sono i prerequisiti per lunghe durate e sicurezza dei processi e dei prodotti. La quasi totale riciclabilità dell’acciaio inossidabile alla fine della vita degli elementi e dei mezzi filtranti in acciaio non rugginoso contribuisce inoltre a migliorare l’impronta ecologica delle aziende e dei loro prodotti.