В съвременната технология за филтриране, изборът на материали на филтрите на патрона директно определя тяхната ефективност на филтрация, издръжливост и обхват на приложение. Сред тях полипропилен (PP), полиетерсулфон (PES) и неръждаема стомана са три широко използвани основни материали. С уникалните си физически и химични свойства те играят незаменими роли в различни индустриални сценарии.
Съдържание
- Полипропилен (pp)
- Полиетерсулфон (PES)
- Неръждаема стомана
- Цялостно приложение и технологично развитие на трите материала
Полипропилен (PP), лек термопластичен полимер, е един от основополагащите материали за филтри за патрони. С плътност само 0,90 - 0,91 g/cm³, тя значително намалява общото тегло на филтъра, като същевременно поддържа структурна якост. Тази характеристика го прави особено изгоден в приложения като малки пречистватели на водата и преносими индустриални филтри, където се изисква честа подмяна на филтърната касета. Значителното предимство на PP се състои в отличната му химическа резистентност, издържайки на корозия от повечето киселини, основи, органични разтворители и физиологични разтвори, поддържайки стабилни характеристики в рамките на рН диапазон от 1-14. Той се отличава с приложения като химическо филтриране на суровината и пречистване на разтвора за електроплаване. Химическа компания използва филтър за касета на PP за лечение на отпадни води, съдържащ 5% сярна киселина. След три месеца непрекъсната работа, филтърният елемент поддържа над 70% от първоначалната си ефективност на филтрация, като значително надвишава едномесечния живот на традиционните елементи на филтъра за памук.
Хидрофобността на PP го прави особено подходящ за филтриране на не - водни системи като гориво и смазване на масла, като ефективно предотвратяват запушването на филтъра поради абсорбция и разширяване на водата. В автомобилните системи за филтриране на двигателя,PP елементи на филтъраИзолирайте вода от горивото в долната част на корпуса на филтъра и периодично я източвайте през дренажен клапан, като гарантира стабилна работа на двигателя. PP елементите на филтъра обикновено използват технологията за топене, за да създадат градиентна структура на размера на порите. Размерът на порите на външния слой може да достигне 50-100 микрона, улавяйки големи примеси; Размерът на порите на вътрешния слой постепенно намалява до 0,1 микрона, прихващайки микроконнтамери. Този слоест модел на филтриране не само осигурява високи дебити (обикновено 5-50 литра/минута), но и удължава живота на експлоатацията. В процеса на предварителна обработка на сурова вода в пивоварна, 10-инчов диаметър PP филтър филтър постига единичен капацитет на филтъра от 100 тона, 1,5 пъти по-голям от конвенционалния филтър елемент със същия размер.
PP е евтин и лесен за обработка, като цената на суровините е само около една - пета тази на PES. Това предлага значителни икономически предимства в големи приложения за скала - като обработка на общински отпадни води и предварително третиране на храни и напитки. Въпреки това, температурното му съпротивление е ограничено (обикновено не повече от 60 градуса), което изисква предпазливост, когато се използва във високи - температурна среда. При температури над 80 градуса, PP материалът омекотява значително, което води до намалена точност на филтрация. При високи сценарии за филтриране на температурата на температурата е необходимо устройство за наблюдение на температурата, за да се осигури навременна подмяна на филтърния елемент.
Polyethersulfone (PES) е висок - производителност инженерна пластмаса и се превърна в предпочитания материал в областта на прецизна филтрация поради отличната си топлинна устойчивост и биосъвместимост. Температурата на прехода на стъклото на PES материала е до 225 градуса, което му позволява да поддържа стабилна структура и характеристика на филтрация във високи температурни среди-. PES филтърните касети могат да издържат на поне 20 пъти стерилизация на парата на 121 градуса, а тяхната филтрация почти не се влошава след многократна стерилизация, което ги прави незаменими при сценарии с изключително високи изисквания за стерилност във фармацевтичната индустрия, като филтриране на водна инжекция и пречистване на биологично средство. В работилницата за производство на ваксини на биофармацевтична фабрика се използват филтри за патрон PES за филтриране на културната среда. След 15 пъти стерилизация на пара, скоростта на прихващане на бактериите на филтърния елемент все още остава над 99,999%, като напълно отговаря на стандартите на GMP.
В сравнение с PP, PES има по -силна хидрофилност и неговият воден поток може да бъде увеличен с повече от 30%, което го прави особено подходящ за високо - системи за подготовка на чистота. В подготовката на ултрапластовата вода в индустрията на електрониката, елементите на филтъра на PES могат да постигнат високо - филтриране на потока при ниско работно налягане (0,2-0,3MPa), намалявайки консумацията на енергия на групата на помпата. Химическата му стабилност също е отлична, като може да издържа на силни разтворители като кетони и естери, като по този начин се използва широко в полета като фоторезистична филтрация в индустрията на електрониката и пречистването на мастилото в индустрията на покритието. Фабрика за полупроводници използва елементи на филтър PES вместо традиционните елементи на найлоновия филтър в процеса на филтриране на фоторезиста, който не само подобри ефективността на филтрация с 25%, но и избягва възможното замърсяване на елуира на найлоновите материали във фоторезисти.
Прецизността на филтрация на PES филтърните касети може да достигне 0,01 микрона, които могат ефективно да премахнат бактериите, колоидите и други малки замърсители. Въпреки това, високите производствени разходи го правят по -подходящ за високи сценарии за филтриране на крайната прецизна филтрация. За да балансират разходите и ефективността, някои предприятия приемат съставна структура на PES и PP, като външният слой е PP pre - филтрационен слой, а вътрешният слой е PES фин филтрационен слой, което гарантира точността на филтрация, като същевременно намалява общата цена.
Неръждаемата стомана, като представител на металните филтриращи материали, е известна със своята супер структурна здравина и способност да издържа на екстремни среди. Често използваният 316L филтър от неръждаема стомана съдържа 16 - 18% хром, 10 - 14% никел и 2-3% молибден. Добавянето на тези легиращи елементи му придава отлично устойчивост на корозия и механични свойства . 316 l филтърни касети от неръждаема стомана може да издържи на температурен диапазон от -270 градуса до 480 градуса, като се извършва стабилно при условия на труд, като високотемпературна и газова филтрация и обработка на водата. В високотемпературната система за филтриране на суров нефт на рафинерия, 316L филтърните елементи от неръждаема стомана работят непрекъснато в продължение на 6 месеца при работна температура от 300 градуса, без значително намаляване на ефективността на филтриране, докато традиционните елементи на полимерния филтър могат да се използват само за 1 месец при същите условия.
Неговата корозионна устойчивост се възползва от състава на хрома - никелова сплав, който може да устои на ерозия от сурови среди като морска вода, силни киселини и алкалис, като по този начин е незаменим в полета като морско инженерство и химическа реакционна филтрация за подаване. Офшорна сондажна платформа използва 316L елементи от неръждаема стомана за филтриране на морска вода за охладителната система. След 1 година употреба само леки корозионни маркировки се появиха на повърхността на елементите на филтъра и работата на филтрацията остана добра. Касетите за филтър от неръждаема стомана се правят чрез процеси на синтероване или тъкане, с порьозност от 30%- 50%, като гарантира както ефективността на филтрацията, така и достатъчната механична якост и може да издържи на работното налягане до 10MPa. В системите за филтриране на хидравлично масло с високо налягане елементите на филтъра от неръждаема стомана могат да работят стабилно под работно налягане от 8MPa, без да се напука или деформация.
Материалите от неръждаема стомана могат да бъдат използвани повторно чрез промиване, ултразвуково почистване и т.н., с експлоатационен живот от няколко години, като значително намалява дългите разходи за използване на срока-. Системата за филтриране на захранването на химическото предприятие за захранване на чайника използва филтърни елементи от неръждаема стомана. Чрез месечното ултразвуково почистване, експлоатационният живот на филтърните елементи достигна 3 години. В сравнение с елементите на полимерния филтър за еднократна употреба, натрупаните разходи са спестени с повече от 60%. Въпреки това, тяхното голямо тегло и високата първоначална инвестиция, като цената на един 10-инчов 316L филтър от неръждаема стомана е 10-15 пъти по-голям от този на елемент на PP филтър, ги правят по-подходящи за индустриални сценарии с изключително високи изисквания за издръжливост.
Цялостно приложение и технологично развитие на трите материала
Тези три материала заедно представляват основната техническа система на филтрите за патрони: PP материалите отговарят на икономическите нужди на конвенционалната филтрация, PES материалите поемат качествената отговорност за прецизна филтрация, а материалите от неръждаема стомана преодоляват предизвикателствата на прилагането на екстремни среди. В практически приложения често се извършва цялостен подбор въз основа на естеството на филтрираната среда, температурата и условията на налягане, изискванията за прецизност и бюджета на разходите. Понякога различните материали се използват дори в комбинация, като серийната връзка на PP pre - филтрация и фина филтрация на PES, за постигане на ефективни и икономични ефекти на филтрация. В производствената линия на фабриката за храни и напитки, PP филтърните елементи първо се използват за отстраняване на големи примеси на частици и колоиди във вода, а след това елементите на PES филтър се използват за прецизна филтрация, което не само гарантира качеството на продукта, но и разширява живота на обслужващия живот на елементите на филтрирания PES.
С развитието на материалните технологии тези основни материали постоянно се надграждат. Антибактериалните PP материали могат да инхибират растежа на бактериите върху повърхността на филтърните елементи чрез добавяне на антибактериални агенти на сребърни йони, които са подходящи за филтриране на питейна вода; Радиация - Устойчивите PES материали могат да поддържат стабилни характеристики в радиационна среда и се използват за пречистване на отпадни води от ядрена индустрия; Супер корозия - устойчивата неръждаема стомана допълнително подобрява устойчивостта на корозия чрез увеличаване на съдържанието на молибден и оптимизиране на състава на сплав, което е подходящо за лечение на високо - концентрационна киселина и алкални сценарии. Появата на тези нови сортове продължава да разширява границите на приложението на филтрите за патрони, като осигурява по -точни решения за нуждите от филтрация в различни индустрии.