Фильтр спекания PVDF

Основные определения фильтра спекания PVDF

Фильтр спекания PVDF (поливинилфторэтилен) представляет собой пористый фильтрующий элемент, изготовленный из высокомолекулярного полимерного порошка PVDF с использованием конкретных процессов спекания (например, спекание при высокой температуре и давлении, низкотемпературное спекание и т.д.). Его основной принцип заключается в использовании химической стабильности самого материала PVDF и трехмерной сетчатой пористой структуры, образованной после спекания, для достижения удержания и разделения примесей, частиц, коллоидов и других веществ в жидкости, в то же время обладает отличной коррозионной стойкостью и высокой температурой, широко используется в химической, фармацевтической, электронной, экологической и других высокоточных сценариях фильтрации.

По сравнению с традиционными фильтрами (например, PPхлопковыми фильтрами, фильтрами из нержавеющей стали), основным преимуществом спеченного фильтра PVDF является стойкость к природе материала и управляемость структуры спекания: первый обеспечивает долгосрочную стабильность фильтра в плохих условиях (например, кислотно - щелочная среда, высокотемпературная жидкостная фильтрация), в то время как последний может точно контролировать апертуру фильтра (обычно в диапазоне 0,1 - 100 мкм) для удовлетворения различных требований к точности фильтрации, регулируя температуру спекания, давление и диаметр порошка.

II.Фильтр спекания PVDFОсновные структурные и функциональные характеристики

(i) Микроструктурные характеристики

Микроскопическая структура спекающего фильтра PVDF представляет собой трехмерную соединенную пористую сетчатую структуру, которая состоит из частиц порошка PVDF, расплавленных друг с другом во время спекания, сцепленных, с равномерным распределением пористости и проходящих через весь корпус фильтра, а не в режиме « поверхностного удержания» поверхностной фильтрации (например, фильтровальная ткань, фильтровальная бумага). Его структурные преимущества проявляются в двух аспектах:

Способность к глубокой фильтрации: примеси могут быть перехвачены в пористых каналах внутри фильтра, а не прикреплены только к поверхности, что эффективно повышает емкость фильтра к загрязнению (вес примеси, который может быть размещен на единицу площади) и продлевает срок службы;

Регенеративность обратной промывки: из - за хорошей соединяемости пористости, перехваченные примеси могут быть смыты с внутреннего канала обратной промывкой (например, промывкой воздуха, промывкой воды), в некоторых сценариях фильтр может быть повторно использован 3 - 5 раз, что снижает стоимость использования.

(2) Ключевые параметры производительности и преимущества

Химическая стабильность: материал ПВДФ обладает отличной коррозионной стойкостью к сильной кислоте (например, соляной кислоте, серной кислоте, концентрация 90%), сильной щелочи (например, гидроксиду натрия, концентрация 50%), органическому растворителю (например, этанолу, ацетону), может работать в течение длительного времени стабильно в температурном диапазоне - 40°C - 150°C, подходит для фильтрации жидкости в суровых условиях;

Точность и эффективность фильтрации: ширина контролируемого диапазона апертуры (0,1 - 100 мкм), эффективность фильтрации до 99,9% (для частиц с соответствующей апертурой), и нет проблемы « отслоения волокна» (в отличие от PP - фильтра распыления), подходит для медицины, электроники и других областей с высокими требованиями к чистоте жидкости;

Механическая прочность: корпус спеченного фильтра обладает высокой прочностью на сжатие (обычно ≥0,5 МПа) и ударопрочностью и не подвержен повреждениям из - за колебаний давления жидкости или операций установки;

Санитарная безопасность: В соответствии со стандартами FDA (Управление по контролю за продуктами и лекарствами США), GMP (Правила управления качеством фармацевтического производства) и другими стандартами, сам материал нетоксичен, безвкусен, не вступает в химическую реакцию с фильтрующей средой, может использоваться непосредственно для фильтрации жидкостей, таких как продукты питания, лекарства, питьевая вода и другие контакты с человеческим телом.

Основные типы и области применения фильтров спекания PVDF

(i) Классификация по структурным формам

Трубообразный фильтр: наиболее распространенный тип, форма цилиндра, оба конца с интерфейсом (например, резьбы, фланцы, быстроустановленные интерфейсы), может быть установлен непосредственно в корпусе фильтра, подходит для жидкости, газа одной или нескольких параллельных фильтров, широко используется в химической фильтрации растворителя, электронной промышленности сверхчистой предварительной обработки воды;

пластинчатый / тарельчатый фильтр: форма круглая пластина, может быть наложена для увеличения площади фильтра, подходит для узкого пространства фильтрующего оборудования (например, небольшие лабораторные фильтры), часто используется в фармацевтической промышленности фильтр жидкости, предварительная обработка лабораторных образцов;

Полые волокнистые фильтры: спекаются полыми волокнистыми пленками PVDF, имеют большую удельную площадь поверхности (площадь фильтрации на единицу объема) и подходят для фильтрации с высоким потоком жидкостей с низкой вязкостью, таких как биоферментативная фильтрация и глубокое очищение питьевой воды.

(2) Классификация по точности фильтрации

Диапазон точности фильтрации

Сфера применения

0.1 - 1 мкм прецизионная фильтрация: электронная химическая фильтрация, фармацевтическая стерильная фильтрация, ультрачистая фильтрация воды

1 - 10 мкм обычный фильтр: фильтрация для очистки жидкости, очистка промежуточных химических веществ, удаление примесей в гальванической жидкости

10 - 100 мкм грубый / предварительный фильтр: предварительная обработка промышленных сточных вод, фильтрация смазочных материалов, предварительное удержание примесей в исходной жидкости

(3) Типичные области применения

Фармацевтическая промышленность: асептическая фильтрация для инъекций, пероральных жидкостей, вакцин и других жидкостей (с фильтром точности 0,22 мкм), а также разделение бактерий в ферментативном растворе, фильтрация очистки экстракта китайской медицины, в соответствии с требованиями GMP « без вторичного загрязнения» « стерилизуемости» (фильтр может выдерживать высокотемпературную стерилизацию при температуре 121 °С);

Электронная промышленность: предварительная обработка (удаление коллоидов, частиц в воде), фильтрация электронных химических веществ, таких как фоторезист, в процессе подготовки сверхчистой воды (предотвращение воздействия частиц на процесс изготовления чипа), предотвращение загрязнения металлическими ионами (материал PVDF не выделяет ионы металлов);

Химическая промышленность: сильно коррозионная жидкостная фильтрация (например, соляная кислота, фильтрация раствора фтористой кислоты), регенерация органических растворителей (например, метанол, фильтрация ацетата), рекуперация катализаторов (удержание твердых частиц катализатора для достижения рециркуляции);

Экологическая промышленность: глубокая обработка промышленных сточных вод (например, фильтрация сточных вод, содержащих тяжелые металлы, обесцвечивающая фильтрация печатных и окрашенных сточных вод), очистка питьевой воды (удаление водорослей, микроорганизмов, суспензий в воде);

Продовольственная промышленность: очищающая фильтрация сока (удаление остатков мякоти, пектина), фильтрация пива / вина (удаление дрожжей, гранул, повышение прозрачности), фильтрация молочных продуктов (удаление примесей сывороточного белка, избегание сгустков).

IV.Фильтр спекания PVDFВыбор, установка и обслуживание

(i) Элементы отбора

Четкие требования к фильтрации: определение применимости PVDF - материала в зависимости от свойств фильтрующей среды (например, коррозионная, температура, вязкость) (при сильной коррозионной или высокотемпературной среде предпочтение отдается); Точность фильтрации определяется в зависимости от размера частиц, которые необходимо перехватить (например, для стерильной фильтрации необходимо выбрать точность 0,22 мкм или 0,1 мкм);

Расчет площади фильтрации: в зависимости от расхода жидкости (м³ / ч), времени фильтрации, емкости осаждения и других параметров, расчет требуемой общей площади фильтра, чтобы избежать частой замены из - за недостаточной площади фильтрации;

Соответствие интерфейса и размера: выберите соответствующие спецификации фильтра в соответствии с типом интерфейса существующей оболочки фильтра (например, резьбы, фланцы), длиной установки (например, 20 дюймов, 40 дюймов), чтобы убедиться, что установка подходит.

(2) Меры предосторожности при установке

Предварительная очистка: перед установкой необходимо очистить корпус фильтра и трубопровод, чтобы избежать загрязнения фильтра пылью и примесями внутри корпуса;

Правильное направление установки: часть фильтра имеет четкую маркировку "входной конец" и "выходной конец" (обычно отмечен стрелкой), необходимо установить в указанном направлении, чтобы обеспечить приток жидкости с "входной стороны" пористой структуры, примеси удерживаются внутри;

Проверка герметичности: при установке необходимо убедиться, что герметичность фильтра и корпуса (например, кольцо типа O, прокладка) не повреждена и не содержит примесей, чтобы избежать « перепуска» из - за плохого уплотнения (жидкость вытекает непосредственно из герметичного зазора без фильтрации).

(3) Сохранение и регенерация

Мониторинг перепада давлений: во время использования фильтрующего элемента, с перехватом примеси, сопротивление фильтрации будет постепенно увеличиваться, что проявляется в повышении « перепада давлений» на входе и выходе фильтрующего элемента. Обычно, когда перепад давления достигает 2 - 3 - кратного начального перепада давления (например, начальный перепад давления составляет 0,02 МПа, когда перепад давления поднимается до 0,04 - 0,06 МПа), фильтр необходимо промыть или заменить;

Регенерация обратной промывки: для многоразовых сценариев (например, фильтрация промышленных сточных вод), регенерация может быть использована методом « обратной промывки»: обратный вход чистой воды или сжатого воздуха из « выходного конца» фильтра, отсеченная примесь из « входного конца», после обратной промывки должна быть проверена точность фильтрации, чтобы подтвердить достижение стандарта до повторного использования;

Цикл замены: Даже после регенерации обратной промывки пористая структура фильтра постепенно засоряется примесями или снижает производительность из - за химической коррозии, как правило, рекомендуется регулярно заменять (например, стерильный фильтр в фармацевтической промышленности рекомендуется заменить после однократного использования, а грубый фильтр в химической промышленности может быть заменен через 1 - 3 месяца, в частности, в соответствии с фактическими условиями работы).