Bezpieczne wsparcie: filtr ze stali nierdzewnej dla czystości i higieny

Filtry i media filtracyjne ze stali nierdzewnej są nieodłączne w środowisku prywatnym, przemysłowym i dużych technologiach. © WZV/Bopp

Wysokie przepływy i długa żywotność charakteryzują elementy filtracyjne ze stali nierdzewnej, takie jak ten stożek filtracyjny. © © WZV/Bopp

Filtry dyskowe ze stali nierdzewnej zapewniają oprócz niezbędnej odporności na korozję także wymaganą wytrzymałość mechaniczną i odporność na ścieranie. © HAVER & BOECKER OHG

Filtrationspressen werden verfahrens- und produktabhängig mit Paketen aus Rahmen und Filterplatten – häufig aus Edelstahl Rostfrei – bestückt. © WZV/MSE

Filterschijven, wiederbespannbare Filterplatten und Filtersegmente aus rostfreiem Edelstahl übernehmen in vielen Industrieprozessen zentrale Funktionen. © GKD

Filtrationsgewebe aus Edelstahl rostfrei ist für die gebotene Prozess- und Produktsicherheit unverzichtbar.© WZV/Bopp

Prawie całkowita recyklingowalność stali nierdzewnej na końcu okresu użytkowania elementów filtracyjnych z nierdzewnej stali pomaga w poprawie ekologicznego śladu przedsiębiorstw i ich produktów.© HAVER & BOECKER OHG

Zakres filtrów z nierdzewnej stali szlachetnej, stosowanych w różnych urządzeniach i elementach, odzwierciedla złożony zakres wymagań. © WZV/Bopp

Filtry tarczowe ze stali nierdzewnej zapewniają oprócz niezbędnej odporności na korozję również wymaganą wytrzymałość mechaniczną i odporność na ścieranie. © GKD

Filtry i media filtracyjne ze stali nierdzewnej są nieodłączne w środowisku prywatnym, przemysłowym i technologicznym. Niezależnie od tego, czy chodzi o filtrację pary, cieczy czy gazów: szczególnie w procesach wrażliwych na higienę w przemyśle chemicznym, medycznym, spożywczym, farmaceutycznym, wodnym czy elektronicznym, materiał nierdzzewny jest niezbędny dla zapewnienia bezpieczeństwa procesów i produktów.

W wielu procesach produkcyjnych kluczowe jest oddzielenie ciała stałego od cieczy. Zadania z tym związane są równie różnorodne jak stosowane metody i filtry. Wydajność filtrów wyraża się przez stopień zatrzymania – a w szczególności przez zdolność zatrzymywania przy wymagającej rozkładzie cząstek – przepływ, różnicę ciśnień i interwały wymiany. Przy optymalnym doborze do danej aplikacji, oprócz klasy mikronowej, która określa rozmiar cząstek, dla których filtr jest przeznaczony, decydujący jest osiągnięty współczynnik skuteczności z nominalną i absolutną precyzją filtracji. Podczas gdy skuteczność przy nominalnej precyzji filtracji może wynosić tylko 60 procent, przy wyraźnie określonej absolutnej precyzji jest to 99 procent i więcej.

Wyróżnia się ponadto filtrację powierzchniową i głęboką. W filtracji powierzchniowej za pomocą filtrów sitowych, świecowych lub typu cross-flow cząstki są zatrzymywane na powierzchni medium filtracyjnego. Na przykład filtry sitowe są używane w oczyszczalniach lub elektrowniach do wstępnej filtracji i zatrzymywania większych cząstek, podczas gdy filtry świecowe z medium filtracyjnym o porowatości od 10 µm do 0,1 µm służą na przykład do mikrofiltracji w produkcji napojów. Filtry typu cross-flow przepuszczają zawiesinę z dużą prędkością przez medium filtracyjne, zapobiegając w ten sposób tworzeniu się warstwy filtracyjnej. W głębokiej filtracji za pomocą filtrów świecowych lub osadnikowych proces filtracji odbywa się wewnątrz medium filtracyjnego. Filtr świecowy przeznaczony do głębokiej filtracji zatrzymuje cząstki bez tworzenia warstwy filtracyjnej, natomiast filtr osadnikowy wymaga celowego budowania warstwy filtracyjnej przez dodanie środka pomocniczego, takiego jak kieselgur lub perlit. Połączenie tych dwóch metod filtracji nazywa się filtracją warstwy. W trakcie procesu na medium filtracyjnym tworzy się warstwa filtracyjna, która zatrzymuje coraz drobniejsze cząstki, zwiększając tym samym skuteczność filtracji.

Szeroki zakres urządzeń i produktów

W przemysłowych procesach produkcyjnych stosuje się różne typy urządzeń do usuwania niepożądanych zanieczyszczeń z cieczy: obejmuje to prasy filtracyjne, wirówki ślimakowe – tzw. dekantery – oraz obudowy filtracyjne na tarcze lub świece filtracyjne. Prasy filtracyjne są dobierane w zależności od procesu i produktu, często wykonane ze stali nierdzewnej. Dekantery działają w sposób ciągły i są szczególnie wykorzystywane do oddzielania ciał stałych od cieczy przy dużych ilościach osadów. Za pomocą siły odśrodkowej oddzielają drobne ciała stałe z zawiesiny i transportują osad zgromadzony na ich ścianach za pomocą ślimaka do wyrzutu. Wszystkie elementy mające kontakt z produktem w dekantorach zwykle wykonane są z wysokiej jakości stali nierdzewnej odpornej na korozję i kwasy.

Szerokie zastosowanie mają filtry tarczowe, wyposażone w pakiety filtracyjne z tarcz z tkaniną filtracyjną w konstrukcjach ramowych, w mechanicznej oczyszczalni ścieków w dużych instalacjach do oczyszczania procesowego i wody użytkowej. Filtry tarczowe i media filtracyjne ze stali nierdzewnej klasy 1.4404 są spawalne i zapewniają nie tylko niezbędną odporność na korozję, ale także wymaganą wytrzymałość mechaniczną i odporność na ścieranie. Wysokie przepływy i długi czas eksploatacji sprawiają, że nadają się one również do filtracji oleju roślinnego, skrobi, cukru, piwa i wina.

Świece filtracyjne ze stali nierdzewnej są odporne na korozję i wytrzymują działanie wielu kwasów, ługów, eterów i alkoholi. Stanowią więc popularny element filtracyjny w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, a także w oczyszczaniu wody i filtracji gazów. Do filtracji ballast water w środowisku morskiej wody o wysokiej korozji stosuje się świece lub filtry tarczowe z duplex (1.4462) i super duplex (1.4410). Dzięki wysokiej odporności na temperaturę do 600 °C, filtry ze stali nierdzewnej znacznie zwiększają efektywność procesów, na przykład w filtracji spalin biogazowni.

Nierdzewne stopy o klasach 1.4301 i 1.4404 spełniają w obudowach filtracyjnych z modułami lub filtrami świecowymi do oddzielania ciał stałych od cieczy, rygorystyczne wymagania przemysłu spożywczego, farmaceutycznego i nauk przyrodniczych. Aby sprostać wytycznym European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG), obudowy i elementy filtracyjne muszą spełniać wysokie standardy projektowe i konstrukcyjne, zapewniające łatwość czyszczenia i dezynfekcji. Oprócz stosowania specjalnie wybranego, odpornego na korozję stali nierdzewnej i systemów CIP (Clean-in-Place), konieczne jest projektowanie kątów i krawędzi zgodnie z wytycznymi EHEDG, aby unikać martwych przestrzeni i zapewnić bezpieczną wymianę partii. Ponadto, powierzchnie kontaktujące się z produktem muszą być elektropolerowane, a promienie mające kontakt z produktem powinny mieć wartości chropowatości między RA 0,1 µm a RA 0,6 µm.

Złożone wymagania wobec stosowanych mediów filtracyjnych

Zakres mediów filtracyjnych ze stali nierdzewnej stosowanych w różnych urządzeniach i elementach odzwierciedla złożoność wymagań przemysłu: oprócz tkanin i włókien metalowych, należą do nich także laminaty tkaninowe, sita szczelinowe, blachy perforowane i siatki druciane. Tkaniny i włókna metalowe ze stali nierdzewnej są szczególnie poszukiwane ze względu na możliwość elastycznego kształtowania i łatwiejszą regenerację, zwłaszcza w procesach krytycznych i przy trudnych warunkach instalacyjnych, a także przy dużym obciążeniu, na przykład wysokim przepływie lub częstym płukaniu. Konstrukcje plisowane sprawdzają się w wielu zastosowaniach, zapewniając większą powierzchnię filtracyjną i wysoką zdolność do zatrzymywania zanieczyszczeń przy jednoczesnym niskim różnicy ciśnień. Regeneracyjne filtry plisowane ze stali nierdzewnej, wykonane z kwasoodpornej, austenitycznej stali 1.4435, znajdują zastosowanie na przykład przy oczyszczaniu pary przemysłowej. Materiał ten charakteryzuje się zwiększonym udziałem molibdenu, co zapewnia jeszcze wyższą odporność na korozję niż chromowo-niklowe stale 1.4301 i 1.4404. Szczególnie dobrze radzi sobie z działaniem redukujących kwasów organicznych i nieorganicznych oraz mediów zawierających halogeny. Dodatkowo jest mniej podatny na pęknięcia i korozję międzykrystaliczną. Umożliwia to stosowanie stali 1.4435 w temperaturach do 450 °C w trybie ciągłym.

Niezbędne w wielu branżach

Para procesowa, pochodząca bezpośrednio z generatora pary, musi być oczyszczana przez filtrację, aby zapobiec kontaktowi z końcowym produktem. W przemyśle spożywczym para jest niezbędna do pasteryzacji i sterylizacji produktów oraz dekontaminacji urządzeń produkcyjnych. Para przeznaczona do bezpośredniego kontaktu z żywnością, zwana parą kulinarną, jest procesową parą oczyszczaną przez precyzyjny filtr ze stali nierdzewnej o typowej porowatości pięciu mikronów, spełniającą normę 3A 609-03. Bardziej rygorystyczne wymagania dotyczą pary czystej – najwyższej klasy pary stosowanej w przemyśle spożywczym i napojowym – oraz pary czystej, używanej szczególnie w farmacji. Para czysta jest wytwarzana z wysokiej czystości wody i filtrowana przez filtr ze stali nierdzewnej o precyzji jednego mikrona, zgodnie z normą farmaceutyczną 3A 609-01, na przykład w celu usunięcia cząstek metalu z rur. Również w systemach wentylacyjnych w zastosowaniach higienicznych i czystych pomieszczeniach filtry ze stali nierdzewnej o wysokiej jakości powietrza odgrywają kluczową rolę w zapewnianiu bezpieczeństwa procesów i produktów, oczyszczając powietrze z cząstek i mikroorganizmów (zarodników grzybów, bakterii i wirusów). Zapobiegają one biologicznej kontaminacji i przedwczesnemu psuciu się produktów podczas procesu produkcyjnego, zapewniając stabilność procesów produkcyjnych.

Filtracja jest wszechobecnym procesem w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym, służącym do zapewnienia czystości produktów – warstwy filtracyjne, filtraty czy chemikalia – oraz zapobiegania awariom produkcyjnym. Niezależnie od tego, czy chodzi o filtrację cieczy procesowych, czyszczenie surowców, procesów, chłodzenia czy ścieków, filtry i media filtracyjne ze stali nierdzewnej niezawodnie spełniają najbardziej rygorystyczne wymagania dotyczące precyzji, przepuszczalności, zdolności zatrzymywania zanieczyszczeń, zachowania podczas czyszczenia i wytrzymałości. Również w przemyśle petrochemicznym, przy produkcji ropy naftowej i gazu ziemnego, w energetyce – do filtracji chłodzącej w elektrowniach, filtracji termicznej w elektrowniach słonecznych czy przy produkcji wodoru metodą elektrolizy – filtry ze stali nierdzewnej są gwarancją niezawodnych procesów, ochrony urządzeń oraz wymaganą jakością końcowych produktów.

Przykładów znaczenia i zakresu zastosowań filtrów ze stali nierdzewnej można znaleźć wiele. W branżach takich jak elektronika, półprzewodniki, biotechnologia, przemysł tworzyw sztucznych, motoryzacyjny czy metalowy pełnią one również kluczowe funkcje. Niezależnie od filtracji farb w drukarkach atramentowych, ekranowania EMI, przygotowania mediów do hodowli komórek, formulacji i napełniania, ekstruzji stopów tworzyw sztucznych, oczyszczania i dystrybucji paliwa, gazu czy płynów hydraulicznych oraz przygotowania mediów procesowych: niezliczone krytyczne procesy wymagają niezawodnych systemów filtracyjnych i mediów. Rozwiązania filtracyjne ze stali nierdzewnej spełniają najostrzejsze normy higieny, czystości i trwałości. Odporność na korozję, temperaturę i chemikalia, wytrzymałość i spawalność są warunkami długiej eksploatacji oraz bezpieczeństwa procesów i produktów. Prawie całkowita recyklingowalność stali nierdzewnej po zakończeniu żywotności elementów filtracyjnych i mediów z nierdzewnej stali dodatkowo przyczynia się do poprawy ekologicznego śladu przedsiębiorstw i ich produktów.