El blog sobre Cómo seleccionar cartuchos de filtro para líquidos industriales de alta viscosidad

Una guía práctica sobre medios filtrantes, caída de presión, capacidad de flujo y dimensionamiento de cartuchos

Filtrar líquidos de alta viscosidad es fundamentalmente diferente a filtrar agua. Las resinas, adhesivos, aceites lubricantes, recubrimientos, tintas y otros fluidos de proceso viscosos encuentran mayor resistencia al pasar a través del medio filtrante, lo que dificulta lograr el caudal requerido sin una caída de presión excesiva.

Para los fabricantes industriales, elegir el cartucho de filtro incorrecto puede provocar una producción lenta, reemplazos frecuentes de filtros, flujo inestable y un consumo innecesario de energía de la bomba.

La solución no es simplemente instalar una bomba de mayor presión o seleccionar una clasificación de micrones más gruesa.La filtración exitosa de alta viscosidad comienza con la viscosidad real del fluido, el caudal requerido, el objetivo de filtración y el área de filtro disponible.

PULLNER proporciona cartuchos de filtro plisados de PP de alta viscosidad diseñados para aplicaciones que involucran resinas, adhesivos, aceites, recubrimientos y otros líquidos industriales compatibles.

La viscosidad describe la resistencia de un líquido al flujo. El agua pasa a través de medios filtrantes porosos con relativa facilidad, mientras que una resina o adhesivo espeso requiere más presión para moverse a través de la misma estructura de filtro al mismo caudal.

Esto crea varios problemas operativos comunes.

Alta presión diferencial inicial. Incluso un cartucho limpio puede generar una caída de presión excesiva si su área de filtración es insuficiente para la viscosidad del líquido y el caudal requerido.

Flujo de producción reducido. Cuando la presión de la bomba disponible es limitada, una mayor resistencia del filtro puede reducir el caudal real y extender el tiempo de procesamiento.

Reemplazo prematuro del filtro. Un filtro puede alcanzar su caída de presión diferencial permitida rápidamente cuando la combinación de viscosidad, carga de partículas y área de filtración no es adecuada.

Deformación o compactación del medio. Algunas estructuras de filtro pueden deformarse bajo una presión diferencial excesiva, lo que podría afectar las rutas de flujo y el rendimiento de la filtración.

Mayores costos operativos. Tiempos de procesamiento más largos, cartuchos adicionales, cambios frecuentes y modificaciones innecesarias del equipo pueden aumentar el costo total de la filtración.

Una distinción importante es si la caída de presión es alta inmediatamente después de instalar un cartucho limpio o si aumenta rápidamente durante la operación.

Si la caída de presión inicial es excesiva, la viscosidad, el caudal, la resistencia del medio o un área de filtración insuficiente pueden ser los responsables. Si la caída de presión comienza normalmente y aumenta rápidamente, la carga de contaminantes o la variación del proceso aguas arriba pueden ser el factor más importante.

La filtración de alta viscosidad es común en varias industrias manufactureras, pero diferentes fluidos requieren diferentes estrategias de filtración.

Las resinas pueden contener partículas suspendidas, geles, aglomerados u otros contaminantes del proceso.

El cartucho seleccionado debe proporcionar la eliminación de partículas requerida, al tiempo que permanece compatible con la química de la resina y la viscosidad a la temperatura de operación.

Para algunas formulaciones de resina, la presión excesiva o el calentamiento inadecuado pueden afectar la calidad del producto. Por lo tanto, la selección del filtro debe considerar tanto el rendimiento de la filtración como la estabilidad del proceso.

Los adhesivos pueden ser muy viscosos y pueden contener partículas, geles o material parcialmente curado.

Un filtro con área insuficiente puede producir una caída de presión excesiva, mientras que un medio inadecuado puede volverse difícil de limpiar o puede introducir extractables no deseados.

La clasificación de micrones apropiada depende de la limpieza del producto requerida y del tamaño de los contaminantes que deben eliminarse.

Estas aplicaciones pueden requerir la eliminación de partículas, aglomerados o materia extraña que podrían afectar la apariencia del recubrimiento, el rendimiento de la boquilla o la calidad final del producto.

La filtración debe seleccionarse cuidadosamente porque un filtro excesivamente fino puede eliminar componentes deseables o crear una caída de presión innecesaria.

La compatibilidad química, las características de las partículas y la calidad final del producto requerida deben guiar la selección.

Los aceites y lubricantes pesados pueden volverse sustancialmente más viscosos a temperaturas más bajas.

Para estas aplicaciones, el diseño debe considerar tanto la viscosidad de operación normal como las condiciones de arranque en frío, especialmente cuando el sistema de filtración debe operar antes de que el líquido alcance su temperatura normal.

Los jarabes, ingredientes líquidos concentrados, detergentes y ciertos intermedios químicos también pueden requerir filtración de alta viscosidad.

Cada aplicación debe evaluarse individualmente en lugar de asignarle un filtro basándose únicamente en la viscosidad.

Uno de los errores más comunes en la selección de filtros es usar un valor de viscosidad sin especificar la temperatura a la que se midió.

Muchos aceites, resinas y otros líquidos se vuelven menos viscosos cuando se calientan. Un líquido que fluye razonablemente bien a su temperatura de proceso normal puede volverse mucho más difícil de filtrar durante el arranque.

Al solicitar una cotización, proporcione:

• Nombre y composición del líquido, donde esté disponible

• Viscosidad dinámica en cP o mPa·s, o viscosidad cinemática en cSt

• Temperatura a la que se midió la viscosidad

• Temperaturas de operación normales y máximas

• Temperatura mínima de arranque, si es relevante

La viscosidad dinámica y la viscosidad cinemática son cantidades diferentes y no deben tratarse como intercambiables sin la información de densidad apropiada.

Si la viscosidad varía con la temperatura o el líquido no es newtoniano, el método de medición y las condiciones de operación son particularmente importantes.

No aumente la temperatura del proceso únicamente para reducir la caída de presión del filtro sin confirmar que el líquido, el medio filtrante, los sellos y el equipo puedan operar de manera segura bajo las condiciones propuestas.

Donde la calefacción no está permitida, aumentar el área de filtración o ajustar el flujo del sistema puede ser la solución más práctica.

El medio de filtración afecta la resistencia al flujo, la retención de partículas, la compatibilidad química y la vida útil.

Los cartuchos plisados de polipropileno proporcionan un área de filtración efectiva grande dentro de una estructura de cartucho relativamente compacta.

Para líquidos de alta viscosidad compatibles, aumentar el área de medio disponible puede ayudar a reducir la resistencia hidráulica asociada con el procesamiento del volumen de líquido requerido.

La serie PPM de PULLNER está diseñada para aplicaciones de alta viscosidad como resinas, adhesivos, aceites y recubrimientos.

Las configuraciones disponibles incluyen longitudes de 10", 20", 30" y 40", con clasificaciones de filtración de 0.1 a 100 μm, dependiendo del modelo seleccionado.

Los cartuchos PPM son adecuados para evaluación cuando el proceso requiere filtración desechable, medio polimérico compatible y un área de filtración mayor de la que puede proporcionar un filtro compacto convencional.

La compatibilidad química real y los límites de temperatura deben confirmarse para el líquido específico y la configuración del cartucho.

El PP no es adecuado para todos los fluidos viscosos. Dependiendo de la composición química, la temperatura y los requisitos de filtración, pueden ser necesarios otros medios para evaluar.

Para productos químicos agresivos o condiciones térmicas exigentes, la compatibilidad del material se vuelve particularmente importante. En algunas aplicaciones, una membrana polimérica diferente o una estructura de filtración de acero inoxidable pueden ser más apropiadas.

Sin embargo, cambiar el material del filtro no resuelve automáticamente la alta caída de presión. La estructura de los poros, la permeabilidad del medio, el área de filtración y las condiciones de operación siguen siendo críticos.

Cuando un filtro produce una caída de presión excesiva, algunos operadores consideran cambiar de una clasificación más fina a una más gruesa.

Esto puede reducir la resistencia al flujo, pero también puede permitir que pasen partículas no deseadas aguas abajo.

Un primer paso más apropiado es determinar si el cartucho tiene suficiente área de filtración para la viscosidad del líquido y el caudal requerido.

Por ejemplo, considere un proceso que requiere un rendimiento de eliminación de partículas especificado pero no puede alcanzar su caudal objetivo a través de un cartucho corto.

En lugar de cambiar inmediatamente la clasificación de micrones, el diseñador del sistema puede evaluar un cartucho más largo o cartuchos adicionales en paralelo.

Un área de filtración efectiva más grande puede distribuir el flujo de líquido a través de más medio, lo que podría reducir la caída de presión sin cambiar la clasificación de filtración requerida.

El resultado final depende de la construcción del medio, la geometría del cartucho y las propiedades reales del fluido, por lo que el rendimiento debe verificarse utilizando datos específicos del modelo.

El número de cartuchos requeridos debe calcularse utilizando el flujo permisible por cartucho bajo las condiciones reales del proceso.

Una relación de dimensionamiento preliminar es:

Donde:

• (N) es el número preliminar de cartuchos

• (Q_{\mathrm{total}}) es el caudal del sistema requerido

• (Q_{\mathrm{allowable}}) es el caudal permisible por cartucho a la viscosidad, temperatura, clasificación de filtración y caída de presión especificadas

El caudal permisible no debe tomarse directamente de una clasificación de catálogo basada en agua y aplicarse a un líquido viscoso sin ajuste o datos de rendimiento de respaldo.

La configuración seleccionada también debe tener en cuenta la carga de contaminantes y el intervalo de operación deseado.

Para líquidos de alta viscosidad, un cartucho más largo o múltiples cartuchos pueden ser más efectivos que aumentar el flujo a través de un solo elemento más allá de su rango de operación adecuado.

La presión diferencial es la diferencia de presión entre los lados aguas arriba y aguas abajo del filtro.

Para líquidos de alta viscosidad, es importante distinguir la caída de presión del elemento limpio de la caída de presión adicional causada por los contaminantes acumulados.

Varias medidas pueden ayudar a mantener condiciones de operación aceptables.

Dimensionar el filtro para la viscosidad real. Confirme la viscosidad a la temperatura del proceso en lugar de depender de clasificaciones de flujo basadas en agua.

Proporcionar suficiente área de filtración. Cartuchos más largos o elementos paralelos adicionales pueden reducir la demanda de flujo en cada cartucho.

Seleccionar una clasificación de micrones apropiada. El filtro debe cumplir con la retención de partículas requerida sin introducir una resistencia de medio innecesaria.

Monitorear la caída de presión durante la operación. Registre la caída de presión limpia inicial y establezca un límite de cambio basado en las especificaciones del cartucho y la carcasa.

Verificar la contaminación aguas arriba. Sólidos, geles o aglomerados excesivos pueden causar aumentos rápidos de la caída de presión independientemente del área nominal del filtro.

Verificar el sistema completo. Las características de la bomba, las tuberías, las válvulas y las restricciones de la carcasa también contribuyen al requisito total de presión.

Aumentar la presión de la bomba sola no es una solución confiable. El cartucho, la carcasa, los sellos y las tuberías deben permanecer dentro de sus límites operativos nominales.

La serie PPM de PULLNER es una gama de cartuchos de filtro plisados de PP desarrollada para líquidos industriales de alta viscosidad compatibles.

Su estructura plisada de gran área permite aumentar el área de filtración a través de la longitud del cartucho y la cantidad de elementos en lugar de depender solo de una clasificación de filtración más gruesa.

Los valores de presión y temperatura anteriores son límites específicos del producto, no objetivos de operación continua recomendados para cada aplicación. La presión diferencial permisible durante la operación debe confirmarse para el modelo seleccionado y la temperatura real.

PULLNER evalúa la configuración de cartucho requerida según la viscosidad del líquido, la clasificación de filtración, el caudal, la temperatura y las condiciones de presión.

Antes de comprometerse con una cantidad de producción, es aconsejable confirmar la configuración de filtro propuesta bajo condiciones de proceso representativas.

Una evaluación práctica debe incluir:

Caída de presión inicial: Mida la caída de presión a través de un cartucho limpio a la viscosidad y caudal especificados.

Capacidad de flujo: Confirme que el filtro puede lograr el rendimiento requerido sin exceder los límites de presión permisibles.

Retención de partículas: Verifique que la clasificación y el medio seleccionados proporcionen la eliminación de contaminantes requerida.

Intervalo de operación: Monitoree cómo cambia la caída de presión a medida que el cartucho acumula contaminantes.

Compatibilidad del producto: Verifique que el medio y los sellos no afecten negativamente al líquido del proceso.

Vida útil y costo operativo: Compare el consumo de cartuchos, mano de obra, tiempo de inactividad y otros gastos operativos.

Donde el fluido es sensible a la temperatura o al cizallamiento, las pruebas deben utilizar las condiciones reales del proceso o un protocolo de prueba representativo.

Una baja caída de presión inicial por sí sola no demuestra que un cartucho proporcionará una vida útil aceptable.

Para recomendar un cartucho de filtro adecuado para un líquido de alta viscosidad, PULLNER necesita la siguiente información.

Proporcionar estos detalles ayuda a evitar seleccionar un cartucho basándose en una clasificación de flujo de agua inadecuada o un valor de micrones nominal solamente.

La filtración de alta viscosidad requiere un equilibrio entre la capacidad de flujo, la caída de presión, la retención de partículas y el costo operativo.

PULLNER proporciona cartuchos de filtro plisados de PP de alta viscosidad PPM para resinas, adhesivos, aceites, recubrimientos y otros líquidos de proceso industrial compatibles.

Ya sea que esté desarrollando un nuevo sistema de filtración o reemplazando un cartucho existente, PULLNER puede ayudar a evaluar el área de filtración requerida, la longitud del cartucho, la clasificación de micrones y la configuración de instalación.

Envíenos su tipo de líquido, viscosidad a la temperatura de operación, caudal requerido, clasificación de filtración, presión de operación y modelo de filtro existente.

Nuestro equipo puede revisar la aplicación y recomendar una configuración adecuada para evaluación técnica y cotización.

PULLNER Filtration — Soluciones de cartuchos de filtro para alta viscosidad para procesos industriales

Correo electrónico: info@pullner.com sales@pullner.com