La cantidad de contaminante que un elemento filtrante puede atrapar y retener antes de que se alcance la contrapresión máxima permitida o el nivel delta P.
Valores para filtros:
Filtración de arena: 3 a 6 kg de sólidos suspendidos (SS) por m2 de superficie del filtro
Antracita: 7-10 kg de SS por m2
Filtro tipo bolsa: 2 kg de SS para el tamaño 1 (810 x 430 mm)
Filtro de tambor y filtro de disco: 0,8 kg de SS por m2
Filtro de cartucho: 0,45 kg para cartucho de 10 pulgadas, índice de retención de 100 mm 0,15 kg para cartucho de 10 pulgadas Índice, de retención de 15 mm 0,54 kg/m2 para cartucho 3M 0,48 kg/m2 para cartucho enrollado en hilo 0,19 kg/m2 para cartucho plisado
La siguiente imagen muestra datos de capacidad de retención de polvo fino de prueba por diferentes medios. Los datos se muestran en coordenadas semilogarítmicas ya que la capacidad de retención relativa del medio de nanoalúmina es tan grande que los datos para los medios de membrana y fundidos no serían discernibles. Los datos demuestran que el medio de nanoalúmina tiene una capacidad extraordinaria para adsorber partículas al tiempo que logra una alta eficiencia de retención. El filtro logra tal rendimiento con un flujo de agua equivalente o mayor que otros medios filtrantes destinados a filtrar partículas submicrónicas.
Fuente: Lenntech B.V. Dirt holding capacity (DHC) of filters
Las unidades de filtración de cartucho generalmente operan de manera más efectiva y económica en aplicaciones que tienen niveles de contaminación de menos de 100 ppm. Para aplicaciones de mayor contaminación, los cartuchos se utilizan normalmente como filtros de pulido final.
Aplicaciones:
Agua pre-osmosis inversa
Productos químicos
Bebidas
Disolventes y químicos
Productos cosméticos
Alcohol
Aire Comprimido
Aceites
Oil&Gas
A continuación se enumeran los sistemas básicos de filtros de cartucho.
Filtros de cartucho enrollado (Wound cartridge filters):
Material: hilos naturales o sintéticos, que se enrollan alrededor de un tubo central o formador.
Filtración de: arena, cascarilla, cal, herrumbre, partículas finas.
Aplicaciones: agua potable, calderas, lavadoras, prefiltración en tratamiento de agua, desalación de agua de mar, proceso agua, procesos químicos…
Rango de filtración: 0,5 – 150 micrones
Longitud: 5-10-20-30-40″
Filtros de cartucho fundidos (Melt-Blown cartridge filters):
Material: construcción de una pieza, compuesta de microfibras de polipropileno puro, unidas térmicamente para evitar la migración de las fibras.
Filtración de: arena, cascarilla, cal, herrumbre, partículas finas.
Aplicaciones: Tratamiento de aguas, prefiltración de agua pura, productos químicos finos, ósmosis inversa, desalación de agua de mar, bebidas, disolventes, cosmética…
Rango de filtración: 1-75 micrones
Longitud: 5-10-20-30-40″
Filtros de cartucho de carbón activado (Activated carbon cartridge filters):
Material: Malla de polipropileno, hilo de polipropileno lavado o medio filtrante de fieltro de poliéster y carbón activado granular.
Eliminación de: olor, color, contaminación de sabor, pesticidas, cloro, sustancias orgánicas.
Aplicaciones: Agua potable, lavadoras, tratamiento anticloro en la industria alimentaria, industria química y farmacéutica, pretratamiento para unidades de ósmosis inversa…
Rango de filtración: 1-25 micrones
Longitud: 4-5-7-10-20-30″
Filtros de cartucho de acero inoxidable (Stainless steel cartridge filters):
Material: Malla filtrante de acero inoxidable con núcleo interior de polipropileno.
Filtración de: arena, escamas, herrumbre.
Aplicaciones: agua potable, lavadoras, calderas, prefiltración para bombas, sistemas de riego, protección de sistemas industriales…
Rango de filtración: 70 micrones
Longitud: 4-5-7-10-20 «
Filtros de cartucho plisado (Pleated cartridge filters):
Material: Malla filtrante de polipropileno plisado o acero inoxidable con núcleo interior de polipropileno.
Filtración de: Arena, escamas, herrumbre.
Aplicaciones: Agua potable, calderas, lavadoras, prefiltración de bombas de agua, sistemas de riego, protección de instalaciones industriales…
Rango de filtración: 50 micrones
Longitud: 4-5-7-10-20″
Filtros de cartucho de bloqueo de aceite/combustible/petroleo (Oil-block cartridge filters):
Material: tapas de polipropileno y carcasa exterior rellena con medios de absorción de bloqueo de combustible
Eliminación de: aceites y combustibles libres, dispersos y emulsionados
Aplicaciones: industria del petróleo y gas, sistemas de tratamiento de aguas de sentina y lastre marino, aguas superficiales, otras aplicaciones industriales…
Longitud: hasta 40″
Fuente: filters and filtration handbook, 3rd edition, elsevier advanced technology
Los filtros se clasifican según su capacidad para eliminar partículas de un tamaño específico de un fluido, pero el problema es que se aplican una variedad de métodos muy diferentes para especificar el rendimiento de esta manera. Las clasificaciones de tamaño de poro se refieren al tamaño de una partícula u organismo específico retenido por el medio filtrante hasta un grado específico de eficiencia. Un filtro marcado con ’10 micrones’ tiene cierta capacidad para capturar partículas tan pequeñas como 10 micrómetros. Sin embargo, no sabe exactamente lo que esto significa a menos que también tenga una descripción de los métodos de prueba y los estándares utilizados para determinar la clasificación del filtro. Las dos clasificaciones de medios informadas más utilizadas son la clasificación nominal y absoluta en micras.
Filtración absoluta
La calificación absoluta, del punto de corte, de un filtro se refiere al diámetro de la partícula esférica de vidrio más grande, normalmente expresada en micrómetros (µm), que pasará a través del filtro en condiciones de laboratorio. Representa el tamaño de la abertura de los poros del medio filtrante. Los medios filtrantes con un tamaño de poro o apertura exacto y constante, por lo tanto, al menos teóricamente, tienen una clasificación absoluta exacta.
La clasificación absoluta no debe confundirse con la partícula más grande que pasa por un filtro en condiciones de funcionamiento: la clasificación absoluta simplemente determina el tamaño de la perla de vidrio más grande que pasará a través del filtro en condiciones de diferenciales de presión muy bajas y sin pulsaciones.
Esto generalmente no se aplica en la práctica: el tamaño de los poros se modifica por la forma del elemento de filtro y no es necesariamente consistente con las áreas abiertas actuales. Además, la forma actual de los contaminantes no es esférica y las dos dimensiones lineales de la partícula pueden ser mucho más pequeñas que su nominal, lo que le permite pasar a través de un orificio mucho más pequeño (es decir, partículas cilíndricas con un espesor menor que la abertura de la ranura del filtro). El paso de partículas de gran tamaño de esta manera depende en gran medida del tamaño y la forma de la abertura y de la profundidad a la que se proporciona el filtrado. La mayoría de los filtros generan un lecho filtrante: los contaminantes que se acumulan en la superficie imparten una acción de bloqueo que disminuye la permeabilidad del elemento y mejora la eficiencia del filtro. Cuando el bloqueo es tan severo que la caída de presión es excesiva, el caudal a través del sistema disminuye seriamente. Esto explica por qué el rendimiento de un filtro a menudo puede exceder su clasificación dada en función del rendimiento de un elemento limpio y por qué las cifras de prueba pueden diferir ampliamente con diferentes condiciones de prueba en elementos idénticos.
Se puede argumentar que el término calificación absoluta no es una descripción realista. Estrictamente hablando, el término absoluto indica que ninguna partícula mayor que esa clasificación puede pasar a través del filtro, lo que limita el tipo de medio a aquellos de tamaño de poro constante donde muestran un 100% de retención de partículas.
Filtración nominal
La clasificación nominal se refiere a un filtro capaz de cortar un porcentaje mínimo designado en peso de partículas sólidas de un contaminante específico (generalmente nuevamente, perlas de vidrio) mayor que un tamaño de micra establecido, normalmente expresado en micrómetros (mm). Es decir, 90% de 10 micrones. También representa una cifra de eficiencia nominal, o más correctamente, un grado de filtración. Las condiciones del proceso, como la presión de funcionamiento, la concentración de contaminantes, etc., tienen un efecto significativo en la retención de los filtros. Muchos fabricantes de filtros utilizan pruebas similares pero, debido a la falta de uniformidad y reproducibilidad del método básico, el uso de clasificaciones nominales ha caído en desuso.
Calificación media del filtro
La clasificación media del filtro se refiere a la medición del tamaño medio de los poros de un elemento filtrante. Establece el tamaño de partícula por encima del cual el filtro comienza a ser efectivo. Está determinado por la prueba del punto de burbuja y es más significativo que una clasificación nominal y, en casa de los elementos de filtro con tamaño de poro variable, más realista que una clasificación absoluta.
Fuente: ‘Filters and Filtration Handbook’, T Christopher Dickenson, Elsevier, 1 de enero de 1997
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