Il vapore è ampiamente utilizzato nella lavorazione di alimenti e bevande. Sebbene le alte temperature del vapore generalmente impediscano la proliferazione batterica, possono verificarsi altri tipi di contaminazione. Particelle, ruggine e incrostazioni possono essere presenti nelle apparecchiature del sistema e rappresentano un rischio maggiore quando il vapore viene ricircolato. La filtrazione è essenziale nelle linee di vapore e la scelta dei metodi di filtrazione è fondamentale, soprattutto nelle applicazioni ad alta pressione e alta temperatura.
Il mezzo filtrante tradizionale per il vapore è da tempo il carbone attivo, un'opzione in uso fin dagli anni '50. Il carbonio è adatto a temperature fino a 260 °C / 500 °F e pressioni fino a 27,5 bar / 400 libbre per pollice quadrato (psig).
Tuttavia, a causa della loro consistenza simile alla carta vetrata, alcuni tubi in carbonio granulare possono rilasciare particelle di carbonio durante l'uso. Al contrario, l'acciaio inossidabile di alta qualità tollera pressioni elevate ed è classificato per l'uso fino a 371 °C / 700 °F. I filtri in acciaio inossidabile possono essere puliti a ultrasuoni fino a sei volte prima di essere sostituiti.
Un esempio di tubo di carbone granulare che rilascia particelle
Queste proprietà rendono l'acciaio inossidabile migliore in tre casi:
Per resistere al colpo d'ariete
Una sfida comune nelle apparecchiature a vapore è il controllo del colpo d'ariete. Questo fenomeno si verifica quando un sistema raffreddato viene riscaldato troppo rapidamente, spingendo la condensa accumulata attraverso il sistema. La forza esercitata può danneggiare valvole, giunti e filtri lungo il percorso. Il colpo d'ariete può verificarsi anche a causa di improvvisi cambiamenti di pressione o velocità.
Recentemente, diverse grandi aziende di trasformazione lattiero-casearia hanno scoperto particelle di carbonio a valle del processo produttivo, in seguito a un colpo d'ariete. Hanno contattato gli ingegneri di processo della Donaldson alla ricerca di un'alternativa che potesse essere compatibile con i loro alloggiamenti per filtri esistenti. La raccomandazione era di utilizzare l'acciaio inossidabile per la sua maggiore resistenza a crepe, scheggiature e rotture.
Per rispettare le normative sui prodotti lattiero-caseari
Gli impianti di trasformazione lattiero-casearia sono regolamentati dall'Ordinanza sul latte pastorizzato (PMO), che impone la filtrazione sulle linee del vapore. L'ordinanza, redatta negli anni '50, specifica una particolare marca di filtro a carbone diffusa sul mercato decenni fa. Tuttavia, l'ordinanza consente anche ai responsabili del trattamento dei dati di utilizzare un filtro "equivalente" con proprietà di acquisizione simili.
Su richiesta dell'industria lattiero-casearia e in seguito ai casi di rilascio di carbonio menzionati in precedenza, Donaldson ha ampliato la sua linea di filtri P-GSL N per soddisfare questa esigenza. Questa alternativa in acciaio inossidabile plissettato è conforme alle normative PMO ed è dimensionata per essere inserita nella maggior parte degli alloggiamenti tubolari in carbonio preesistenti. Poiché gli alloggiamenti dei filtri sono collegati al sistema a vapore più ampio, la compatibilità degli elementi P-GSL N consente agli impianti di passare a elementi in acciaio conformi a PMO senza costosi lavori di ristrutturazione.
I filtri in acciaio inox P-GSL N (a destra) hanno le stesse dimensioni dei filtri al carbone tradizionali e possono essere inseriti negli stessi alloggiamenti.
Per produrre vapore di qualità culinaria
Nei processi in cui il vapore viene iniettato nei prodotti alimentari o utilizzato per pulire e sterilizzare le attrezzature per la lavorazione degli alimenti, è necessario che sia di grado alimentare. 3-A, la principale organizzazione di standardizzazione per la lavorazione degli alimenti, definisce il vapore di grado alimentare come vapore filtrato per rimuovere il 95% delle particelle di dimensioni pari o superiori a 2 micron.I filtri P-GSL N hanno un'efficienza del 99,9% in quell'intervallo, superando i requisiti 3-A.
Lo standard richiede inoltre la filtrazione in acciaio inossidabile, poiché il materiale filtrante non rilascia fibre ed è fabbricato senza leganti, adesivi, additivi o agenti tensioattivi che potrebbero migrare nel processo. In genere, su una linea di vapore per uso alimentare si raccomandano due set di filtri per il vapore: Prefiltrazione per rimuovere le particelle di dimensioni pari o superiori a 25 micron, seguita da filtri a punto d'uso da 2 micron.
Conclusione
Infine, i filtri in acciaio inossidabile P-GSL N contribuiscono a ridurre i costi energetici. Quanto più un elemento è restrittivo, tanto più energia è necessaria per spingere il vapore attraverso il mezzo. Rispetto al carbone, la struttura plissettata dei filtri P-GSL N migliora la superficie di filtrazione, riducendo la pressione differenziale di un fattore otto rispetto a filtri tubolari in carbone comparabili, secondo i test di laboratorio.
Se il vostro impianto a vapore presenta problemi normativi o il rischio di danni da colpo d'ariete, conviene prendere in considerazione i filtri a vapore in acciaio inossidabile. Sono durevoli, conformi agli standard, rigenerabili e consentono un risparmio energetico. Sebbene i filtri a tubo di carbone abbiano un costo iniziale inferiore, il ritorno sull'investimento per i filtri N in acciaio inossidabile P-GSL può essere significativo.
Richard Juskowiak è Specialista dell'assistenza per i prodotti presso Donaldson Company, Inc., nel gruppo Filtrazione di processo. Si occupa di individuare le soluzioni tecniche richieste dalle industrie e collabora con gli ingegneri per proporre soluzioni per applicazioni complesse.
