فیلتر خودکار شمع: چگونه کار می کند و چرا اهمیت دارد

فیلتر شمع اتوماتیک چیست؟

یک فیلتر شمع اتوماتیک یک است دستگاه فیلتراسیون خود تمیز شونده تحت فشار برای حذف ناخالصی های جامد از مایعات، موم ها، روغن ها و سایر مواد چسبناک بدون نیاز به جداسازی دستی یا دخالت انسان در طول چرخه تمیز کردن استفاده می شود. به طور خاص در ساخت شمع، اطمینان حاصل می شود که موم مذاب قبل از ریختن در قالب، عاری از ذرات ذرات است و در نتیجه محصول نهایی تمیزتر و سازگارتر حاصل می شود.

مزیت اصلی اتوماسیون است: بر خلاف فیلترهای کیسه یا کارتریج معمولی که باید خاموش شوند و به صورت دستی تمیز شوند، فیلترهای شمع اتوماتیک از مکانیزم های بک واش داخلی یا اسکراپر برای تخلیه جامدات انباشته شده به طور مداوم یا در فواصل زمانی تعیین شده استفاده می کنند. کاهش زمان خرابی تا 90٪ در مقایسه با سیستم های دستی .

فیلترهای شمع اتوماتیک چگونه کار می کنند

اصل عملیات از یک چرخه صاف فیلتر فشار پیروی می کند. مایع فیلتر نشده تحت فشار وارد محفظه فیلتر می شود و از عناصر فیلتر استوانه ای، معروف به شمع، عبور می کند که مواد جامد را روی سطوح بیرونی آنها به دام می اندازد. مایع شفاف شده از داخل شمع ها خارج می شود و در پایین دست تخلیه می شود.

چرخه تمیز کردن خودکار

هنگامی که فشار دیفرانسیل در بین عناصر فیلتر به یک آستانه تعیین شده، معمولاً بین 0.5 و 1.5 بار ، سیستم کنترل یک توالی تمیز کردن را راه اندازی می کند. بسته به طراحی، این شامل یک یا چند مرحله از مراحل زیر است:

• شستشوی معکوس: مایع فیلتر شده برای مدت کوتاهی از طریق شمع ها برعکس می شود تا کیک جامدات انباشته شده را خارج کند.
• پالس گاز: یک انفجار کوتاه از گاز فشرده، معمولاً نیتروژن یا هوا، کیک فیلتر را خرد می کند.
• خراش مکانیکی: یک تیغه چرخان یا تبدیل کننده به طور فیزیکی لایه کیک را از سطح شمع جدا می کند.
• تخلیه لجن: مواد جامد خارج شده به محفظه جمع آوری می افتند و از طریق دریچه تخلیه خودکار خارج می شوند.

کل چرخه تمیز کردن معمولا طول می کشد 15 تا 60 ثانیه و در بسیاری از طرح ها، فیلتراسیون بدون وقفه در محفظه های مجاور در این مدت ادامه می یابد.

اجزای کلیدی یک فیلتر شمع اتوماتیک

درک اجزاء به هنگام ارزیابی عملکرد یا نیازهای تعمیر و نگهداری کمک می کند.

انواع فیلتر شمع اتوماتیک

همه فیلترهای شمع اتوماتیک از مکانیزم تمیز کردن یکسانی استفاده نمی کنند. انتخاب نوع مناسب به ماهیت جامدات، ویسکوزیته مایع و توان عملیاتی مورد نیاز بستگی دارد.

فیلترهای بک واش شمع

اینها رایج ترین نوع برای کاربردهای کم ویسکوزیته هستند. مایع فیلتر شده به صورت دوره ای با سرعت بالا برعکس می شود تا مواد جامد از سطح شمع خارج شود. زمانی که جامدات هستند بهترین عملکرد را دارند چسبندگی سست و کمتر از 5 درصد وزنی دارد از خوراک ورودی

فیلترهای شمع پالس گاز (Blowback).

یک انفجار کوتاه از گاز فشرده به جای شستشوی معکوس مایع استفاده می شود. این رویکرد برای کاربردهایی مناسب است که از دست دادن مایع در حین شستشوی معکوس غیرقابل قبول است، یا جایی که محصول فیلتر شده گران است. مدت زمان نبض معمولاً است 50 تا 200 میلی ثانیه ، آن را به یکی از سریع ترین روش های تمیز کردن موجود تبدیل می کند.

فیلترهای شمع از نوع Scraper

خراش های مکانیکی در طول شمع ترجمه می شوند تا کیک فیلتر فشرده یا چسبنده را به صورت فیزیکی حذف کنند. این طرح با مواد چسبناکی مانند موم، مذاب های پلیمری یا چربی های غذایی برتری دارد، جایی که شستشوی معکوس گاز یا مایع به تنهایی نمی تواند کیک را به طور کامل از جای خود خارج کند.

فیلترهای شمع قبل از پوشش

لایه ای از مواد کمکی فیلتر، مانند خاک دیاتومه یا پرلیت، ابتدا بر روی سطح شمع قرار می گیرد تا یک لایه اولیه نفوذپذیر ایجاد کند. این تکنیک به دست می آورد درجه بندی فیلتراسیون به اندازه 0.5 میکرون و زمانی استفاده می شود که ذرات جامد در غیر این صورت منافذ شمع را مستقیماً کور می کنند.

رتبه بندی فیلتراسیون و معنای آنها

شمع‌های فیلتر بر اساس درجه میکرون مطلق یا اسمی آن‌ها رتبه‌بندی می‌شوند که کوچک‌ترین اندازه ذرات را به طور قابل اعتمادی توصیف می‌کند.

• امتیاز اسمی: تقریباً 90 تا 95 درصد ذرات را در اندازه اعلام شده حفظ می کند. مناسب برای شفاف سازی کلی موم
• امتیاز مطلق: 99.9% یا بیشتر از ذرات را در اندازه اعلام شده حفظ می کند. برای کاربردهای دارویی یا غذایی مورد نیاز است
• رتبه بندی های رایج در فیلتراسیون موم شمع: 10 تا 50 میکرون برای تولید عمومی؛ 1 تا 5 میکرون برای محصولات درجه یک یا لوازم آرایشی

انتخاب یک درجه بندی خیلی خوب بدون تطبیق آن با مکانیسم تمیز کردن صحیح، منجر به کور شدن سریع و چرخه های تمیز کردن بیش از حد می شود و کارایی کلی سیستم را کاهش می دهد.

مزایای استفاده از فیلتر شمع اتوماتیک در پردازش موم

مزایای عملی نسبت به جایگزین های دستی قابل توجه و قابل اندازه گیری است.

• عملیات مستمر: خطوط تولید برای تعویض فیلتر نیازی به توقف ندارند و از 500 لیتر در ساعت تا ده ها هزار لیتر در ساعت در سیستم های صنعتی پشتیبانی می کنند.
• کاهش هزینه های نیروی کار: یک اپراتور می تواند چندین واحد فیلتر خودکار را به طور همزمان نظارت کند، در مقابل فیلترهای دستی که به پرسنل اختصاصی برای هر چرخه تمیز کردن نیاز دارند.
• کیفیت محصول ثابت: راه اندازی خودکار مبتنی بر فشار تضمین می کند که تمیز کردن در لحظه بهینه انجام می شود و از دور زدن مواد فیلتر نشده جلوگیری می کند.
• هزینه های مصرفی کمتر: ماندگاری شمع های فلزی یا سرامیکی 5 تا 10 سال با تعمیر و نگهداری مناسب، در مقایسه با کیسه های فیلتر یکبار مصرف یا کارتریج هایی که ممکن است هر چند ساعت یک بار در کاربردهای با مواد جامد بالا نیاز به تعویض داشته باشند.
• کاهش ضایعات: مواد جامد به‌جای مخلوط شدن با حجم زیاد مایع، به‌صورت غلیظ تخلیه می‌شوند، که این امر مدیریت زباله را آسان می‌کند.

نحوه انتخاب فیلتر شمع اتوماتیک مناسب

انتخاب فیلتر شمع اتوماتیک مستلزم تطبیق تجهیزات با شرایط فرآیند خاص است. پارامترهای زیر برای ارزیابی قبل از تعیین یک واحد ضروری هستند.

نرخ جریان و بارگذاری جامد

غلظت های جامد بالاتر نیازمند چرخه تمیز کردن مکرر است. سیستم های مدیریت فید با بیش از 2 درصد مواد جامد حجمی معمولاً به جای یک سیستم شستشوی معکوس ساده از طراحی اسکراپر یا پالس گاز بهره می برند، زیرا سیستم دوم ممکن است ظرفیت فیلتر را در بین چرخه ها به طور کامل بازیابی نکند.

دمای عملیاتی و ویسکوزیته

موم مذاب معمولاً در فرآوری می شود 65 تا 90 درجه سانتیگراد ، که هم بر انتخاب مواد عنصر فیلتر و هم سازگاری مهر و موم تأثیر می گذارد. سیالات با ویسکوزیته بالا به سرعت کمتری در سطح شمع نیاز دارند تا از کور شدن زودرس جلوگیری شود، که ممکن است محفظه فیلتر بزرگتر یا شمع های بیشتری را ضروری کند.

ظرافت فیلتراسیون مورد نیاز

رتبه میکرون را با مشخصات محصول نهایی مطابقت دهید، نه با بزرگترین ذره در خوراک. فیلتر کردن در یک سطح ریز غیر ضروری باعث افزایش افت فشار و فرکانس تمیز کردن بدون مزیت کیفیت مربوطه می شود.

الزامات بهداشتی و نظارتی

برای کاربردهای موم آرایشی یا مواد غذایی، فضای داخلی فیلتر باید استانداردهای پرداخت سطحی مانند Ra 0.8 میکرومتر یا بهتر برای جلوگیری از ذخیره میکروبی گواهینامه استانداردهایی مانند استانداردهای بهداشتی 3-A یا EHEDG ممکن است بسته به بازار نهایی مورد نیاز باشد.

مسائل رایج و نحوه پیشگیری از آنها

حتی فیلترهای شمع خودکار که به خوبی طراحی شده اند نیز می توانند در صورت نادیده گرفتن عوامل کلیدی عملیاتی، عملکرد ضعیفی داشته باشند.

1. کور کردن شمع: زمانی رخ می دهد که جامدات به جای تشکیل یک کیک سطحی به داخل ساختار منافذ نفوذ کنند. پیشگیری شامل انتخاب صحیح میکرون و در برخی موارد، یک لایه پیش پوشش است.
2. تخلیه ناقص کیک: جامدات چسبنده یا مومی می توانند پس از یک چرخه تمیز کردن به دیواره های محفظه بچسبند. استفاده از ژاکت محفظه گرم شده برای مذاب نگه داشتن موم در هنگام تخلیه از این مشکل جلوگیری می کند.
3. تخریب مهر و موم: شکست O-ring یا واشر در دماهای بالا منجر به دور زدن مواد فیلتر نشده می شود. جایگزینی درزهای الاستومری استاندارد با گریدهای فلوروپلیمر با درجه بالای 150 درجه سانتیگراد، عمر آب بندی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
4. فرکانس تمیز کردن بیش از حد: اگر چرخه های تمیز کردن بیشتر از هر 10 تا 15 دقیقه شروع شود، بارگیری جامد تغذیه ممکن است از ظرفیت طراحی فیلتر فراتر رود یا ممکن است درجه میکرون خیلی خوب باشد. تنظیم این پارامترها باعث بازیابی کارایی می شود.
5. خطاهای سیستم کنترل: برنامه‌های PLC باید شامل آلارم‌های فشار تفاضلی، ثبت شمارش چرخه و قابلیت نظارت از راه دور برای رفع مشکلات قبل از توقف تولید باشد.

برنامه تعمیر و نگهداری برای قابلیت اطمینان طولانی مدت

فیلترهای شمع اتوماتیک برای دستیابی به عمر مفید خود نیاز به نگهداری حداقلی اما مداوم دارند.

شمع های فلزی متخلخل معمولاً می توانند باشند 20 تا 30 بار از نظر شیمیایی تمیز شده و مجددا استفاده شده است قبل از نیاز به تعویض، مشروط بر اینکه در حین سرویس دچار آسیب مکانیکی یا شوک حرارتی نشده باشند.

فیلتر خودکار شمع در مقابل سایر روش های فیلتراسیون

این کمک می کند تا بفهمیم فیلترهای شمع اتوماتیک در چه قسمتی از گزینه های فیلتراسیون صنعتی قرار می گیرند.

فیلترهای شمع اتوماتیک جایگاه مشخصی را اشغال می کنند: فیلتراسیون مداوم مایعات با ویسکوزیته متوسط با بارهای جامد متوسط تا کم، که در آن خلوص محصول و تداوم عملیات هر دو اولویت هستند. . برای غلظت های بسیار بالای جامد بالای 10 درصد، فیلتر پرس یا سانتریفیوژ معمولا راه حل اقتصادی تری ارائه می دهد.