La vapeur est très répandue dans le secteur de la transformation des aliments et des boissons. Si les températures élevées de la vapeur empêchent généralement la croissance bactérienne, d'autres types de contamination peuvent se produire. Des particules, de la rouille et du tartre peuvent être présents dans l'équipement du système, ce qui constitue un risque plus important lorsque la vapeur est recirculée. La filtration est essentielle sur les conduites de vapeur, et le choix des méthodes de filtration est crucial, en particulier dans les applications à haute pression et à haute température.
Le média de filtration traditionnel pour la vapeur a longtemps été le carbone, une option utilisée depuis les années 1950. Le carbone peut être utilisé à des températures allant jusqu'à 260° C / 500° F et à des pressions allant jusqu'à 27,5 bar / 400 livres par pouce carré (psig).
Cependant, avec une texture semblable à celle du papier de verre, certains tubes de carbone granulé peuvent perdre des particules de carbone en cours d'utilisation. En revanche, l'acier inoxydable de qualité supérieure tolère des pressions élevées et peut être utilisé jusqu'à 371° C / 700° F. Les filtres en acier inoxydable peuvent également être nettoyés par ultrasons jusqu'à six fois avant d'être remplacés.
Exemple d'un tube de carbone granulé qui se débarrasse de ses particules
Ces propriétés font que l'acier inoxydable est meilleur dans trois cas :
Pour résister aux coups de bélier
Le contrôle des coups de bélier est un défi courant dans les équipements à vapeur. Ce phénomène se produit lorsqu'un système refroidi est réchauffé trop rapidement, propulsant le condensat accumulé dans le système. Cette force peut endommager les vannes, les joints et les filtres. Les coups de bélier peuvent également se produire en raison de changements soudains de pression ou de vitesse.
Plusieurs grandes entreprises de transformation laitière ont récemment découvert des particules de carbone en aval dans leur produit à la suite d'un coup de bélier. Ils ont contacté les ingénieurs process de Donaldson à la recherche d'une alternative qui pourrait s'adapter à leurs boîtiers de filtres existants. Il a été recommandé d'utiliser de l'acier inoxydable en raison de sa plus grande résistance à la fissuration, à l'écaillage et à l'éclatement.
Pour répondre aux réglementations sur les produits laitiers
Les transformateurs laitiers sont régis par l'ordonnance sur le lait pasteurisé (OLA), qui exige la filtration des conduites de vapeur. L'ordonnance, rédigée dans les années 1950, spécifie une marque particulière de filtre à charbon répandue sur le marché il y a plusieurs dizaines d'années. Toutefois, l'ordonnance autorise également les transformateurs à utiliser un filtre "équivalent" présentant des propriétés de captation similaires.
Suite aux demandes de l'industrie laitière et aux cas de perte de carbone mentionnés plus haut, Donaldson a étendu sa gamme de filtres P-GSL N pour répondre à ce besoin. Cette alternative en acier inoxydable plissé est conforme aux réglementations PMO et est dimensionnée pour s'insérer dans la plupart des anciens boîtiers de tubes en carbone. Comme les corps de filtre sont connectés au système de vapeur plus large, la compatibilité des éléments P-GSL N permet aux installations de passer à des éléments en acier conformes à la norme PMO sans devoir procéder à des travaux de rénovation coûteux.
Les filtres en acier inoxydable P-GSL N (à droite) ont des dimensions identiques à celles des filtres à charbon existants et peuvent être montés dans les mêmes boîtiers.
Pour produire de la vapeur de qualité culinaire
Dans les processus où la vapeur est injectée dans les produits alimentaires ou utilisée pour nettoyer et stériliser l'équipement de transformation des aliments, elle doit être de qualité culinaire. 3-A, le principal organisme de normalisation pour la transformation des aliments, définit la qualité culinaire comme une vapeur filtrée pour éliminer 95 % des particules de 2 microns et plus. Les filtres P-GSL N sont efficaces à 99,9 % dans cette plage, dépassant les exigences de la norme 3-A.
La norme exige également une filtration en acier inoxydable, car le média ne libère pas de fibres et est fabriqué sans liants, adhésifs, additifs ou agents de surface susceptibles d'être lessivés dans le processus. En règle générale, deux jeux de filtres à vapeur sont recommandés sur une conduite de vapeur de qualité culinaire : Préfiltration pour éliminer les particules de 25 microns ou plus, suivie de filtres de 2 microns au point d'utilisation.
Conclusion
Enfin, les filtres en acier inoxydable P-GSL N permettent de réduire les coûts énergétiques. Plus un élément est restrictif, plus il faut d'énergie pour pousser la vapeur à travers le média. Par rapport au carbone, la construction plissée des filtres P-GSL N améliore la surface de filtration, ce qui réduit la pression différentielle d'un facteur huit par rapport aux filtres à tubes en carbone comparables, d'après des tests en laboratoire.
Si votre système de vapeur présente un défi réglementaire ou un risque de dommages dus aux coups de bélier, il est intéressant d'envisager des filtres à vapeur en acier inoxydable. Ils sont durables, conformes aux normes, peuvent être régénérés et permettent de réaliser des économies d'énergie. Alors que les filtres à tubes en carbone ont un coût initial plus faible, le retour sur investissement des filtres en acier inoxydable P-GSL N peut être significatif.
Richard Juskowiak est spécialiste produit chez Donaldson Company, Inc. et fait partie du groupe de processus de filtration. Il détermine les solutions techniques requises par les transformateurs et collabore avec les ingénieurs en vue de trouver des solutions pour les applications complexes.
