Para wodna jest powszechnie stosowana w przetwórstwie żywności i napojów. Chociaż wysoka temperatura pary wodnej zazwyczaj zapobiega rozwojowi bakterii, mogą wystąpić także inne rodzaje zanieczyszczeń. W urządzeniach systemowych mogą znajdować się cząstki stałe, rdza i kamień, które stwarzają większe zagrożenie, gdy para jest recyrkulowana. Filtracja jest niezbędna w rurociągach parowych, a wybór metody filtracji ma kluczowe znaczenie, zwłaszcza w zastosowaniach wymagających wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury.
Tradycyjnym materiałem filtracyjnym dla pary wodnej jest węgiel, stosowany od lat 50. XX wieku. Węgiel można stosować w temperaturach do 260° C / 500° F i ciśnieniach do 27,5 bar / 400 funtów na cal kwadratowy (psig).
Jednak niektóre granulowane rurki węglowe, mające strukturę przypominającą papier ścierny, mogą podczas użytkowania gubić cząsteczki węgla. Z kolei stal nierdzewna wysokiej jakości jest odporna na wysokie ciśnienie i może być stosowana w temperaturach do 371° C / 700° F. Filtry ze stali nierdzewnej można także czyścić ultradźwiękowo do sześciu razy przed wymianą.
Przykład granulowanej rurki węglowej uwalniającej cząstki
Właściwości te sprawiają, że stal nierdzewna jest lepsza w trzech przypadkach:
Wytrzymać uderzenie wodne
Częstym wyzwaniem w przypadku urządzeń parowych jest kontrola uderzeń wodnych. Zjawisko to występuje, gdy schłodzony układ zostanie zbyt szybko podgrzany, co powoduje przedostanie się nagromadzonego kondensatu do układu. Siła ta może uszkodzić zawory, złącza i filtry. Uderzenie wodne może również wystąpić wskutek nagłych zmian ciśnienia lub prędkości.
Kilka dużych firm przetwórstwa mleka niedawno odkryło obecność cząsteczek węgla w swoich produktach w wyniku uderzenia hydraulicznego. Skontaktowali się z inżynierami procesowymi Donaldson, szukając alternatywy, która pasowałaby do ich obecnych obudów filtrów. Zalecono użycie stali nierdzewnej ze względu na jej większą odporność na pękanie, odpryskiwanie i rozbijanie.
Aby spełnić przepisy dotyczące produktów mlecznych
Zakłady przetwórstwa mleka podlegają rozporządzeniu w sprawie mleka pasteryzowanego (PMO), które nakłada obowiązek filtracji na liniach parowych. Rozporządzenie, opracowane w latach 50. XX wieku, określa konkretną markę filtrów węglowych, które były popularne na rynku dziesiątki lat temu. Rozporządzenie pozwala jednak również przetwórcom na stosowanie „równoważnego” filtra o podobnych właściwościach wychwytywania.
W odpowiedzi na zapotrzebowanie przemysłu mleczarskiego i wspomniane wcześniej przypadki emisji dwutlenku węgla firma Donaldson rozszerzyła swoją linię filtrów P-GSL N , aby sprostać temu zapotrzebowaniu. Ta plisowana alternatywa ze stali nierdzewnej spełnia wymogi PMO i jest dostosowana do montażu w większości starszych obudów z rur węglowych. Ponieważ obudowy filtrów są podłączone do większego systemu parowego, kompatybilność elementów P-GSL N pozwala zakładom na modernizację do elementów stalowych zgodnych ze standardem PMO bez konieczności kosztownej przebudowy.
Filtry ze stali nierdzewnej P-GSL N (po prawej) mają identyczne rozmiary jak starsze filtry węglowe i można je umieszczać w tych samych obudowach
Do wytwarzania pary o jakości kulinarnej
W procesach, w których para jest wstrzykiwana do produktów spożywczych lub używana do czyszczenia i sterylizacji urządzeń do przetwarzania żywności, wymagana jest jakość kulinarna. 3-A, wiodąca organizacja normalizacyjna w zakresie przetwórstwa żywności, definiuje jakość kulinarną jako parę filtrowaną w celu usunięcia 95% cząstek o wielkości 2 mikronów i większych. Filtry P-GSL N osiągają w tym zakresie skuteczność na poziomie 99,9%, przekraczając wymagania 3-A.
Norma wymaga również stosowania filtracji ze stali nierdzewnej, ponieważ materiał filtracyjny nie uwalnia włókien i jest wytwarzany bez użycia spoiw, klejów, dodatków lub środków powierzchniowo czynnych, które mogłyby przedostać się do procesu. Zazwyczaj w przypadku linii parowej do zastosowań kulinarnych zaleca się stosowanie dwóch zestawów filtrów pary: Wstępna filtracja w celu usunięcia cząstek stałych o wielkości 25 mikronów lub większych, a następnie filtry punktowe o wielkości 2 mikronów.
Wniosek
Filtry ze stali nierdzewnej P-GSL N pomagają obniżyć koszty energii. Im bardziej restrykcyjny jest element, tym więcej energii potrzeba, aby przepuścić parę przez medium. W porównaniu z filtrami węglowymi, plisowana konstrukcja filtrów P-GSL N zwiększa powierzchnię filtracji, co przekłada się na ośmiokrotną redukcję ciśnienia w porównaniu z porównywalnymi filtrami rurkowymi z włókna węglowego, co potwierdzają testy laboratoryjne.
Jeśli Twój system parowy musi spełniać wymogi prawne lub istnieje ryzyko uszkodzenia w wyniku uderzenia wodnego, warto rozważyć zastosowanie filtrów pary ze stali nierdzewnej. Są trwałe, spełniają normy, można je regenerować i pozwalają oszczędzać energię. Chociaż filtry rurowe z włókna węglowego charakteryzują się niższym kosztem początkowym, zwrot z inwestycji w filtry ze stali nierdzewnej P-GSL N może być znaczny.
Richard Juskowiak jest specjalistą ds. wsparcia produktowego w Donaldson Company, Inc., w grupie ds. filtracji procesowej. Rozpoznaje on rozwiązania techniczne wymagane przez przetwórców i współpracuje z inżynierami w celu wprowadzania rozwiązań dla stanowiących wyzwanie zastosowań.
