Por Joe Kiolbasa, Gerente de produto da Donaldson Torit
Foram publicados muitos artigos com enfoque nos avanços nos filtros coletores de pó industriais, mas a maior parte deles se concentrou nos coletores de pó que utilizam filtros de cartucho. Embora os coletores com cartuchos ofereçam muitas vantagens, existem milhares de instalações na América do Norte que ainda compram e operam filtros de mangas. Este documento trata das necessidades de filtragem desses proprietários e operadores de filtros de mangas.
Os filtros de mangas podem ser feitos de uma grande variedade de materiais. Se a corrente de ar que entra no coletor estiver acima de 275 °F (135 °C), então P84, Aramida, Ryton e outros materiais podem ser considerados. Se houver um alto teor de umidade na corrente de ar, como na filtragem do ar dos secadores, ou se existirem condições ácidas ou alcalinas elevadas na corrente de ar, o polipropileno pode ser uma opção. Mas cada uma dessas aplicações é especial, exigindo mangas feitos de materiais especiais.
Para a maioria das aplicações, o poliéster comum tem sido o elemento de filtragem preferido nos filtros de mangas porque ele faz um trabalho aceitável de filtragem de ar, dura um período de tempo aceitável e o primeiro custo instalado é econômico. Há, entretanto, outro tipo de filtro de mangas de poliéster que pode proporcionar melhor desempenho do filtro de mangas e ainda assim fazê-lo de forma econômica. Essas mangas são feitas de poliéster emaranhamento hidráulico e, a seguir, são mencionadas as cinco principais razões para considerá-las:
- Elemento mais uniforme — A maioria dos filtros de mangas de poliéster são feitos de um feltro fabricado através de um processo de agulhamento. Neste processo, um grande conjunto de agulhas com farpas se move rapidamente para cima e para baixo através de um leito de fibras de elemento para emaranhar as fibras de poliéster para criar o feltro.
Em 1976, a DuPont introduziu um novo processo onde jatos de água microfinos eram usados para emaranhar as fibras. Este processo de emaranhamento hidráulico, ou spunlacing, proporciona um material mais forte, mais uniforme e com poros menores do que o poliéster de feltro agulhado comum. - Vida mais longa do filtro — Quando o pó é filtrado em um filtro de mangas de emaranhamento hidráulico, uma porcentagem muito maior do pó é capturado na superfície externa da manga do que é capturado na superfície externa do filtro de mangas de poliéster comum. Este fenômeno é conhecido como carga superficial. Quando chega a hora de tirar o pó da manga através de um pulso inverso de ar dentro da manga, o pó carregado na superfície sai facilmente da manga e cai dentro do tremonha do filtro de mangas. Quando as mangas limpam melhor com uma limpeza por pulso eficaz, há menos restrição do fluxo de ar (menos queda de pressão) através da manga. O fluxo de ar adequado significa que o filtro de mangas continua a fazer um trabalho eficaz de filtragem do pó do ar.
Inversamente, os filtros feitos com feltros agulhados comuns não são tão uniformes no tamanho dos poros ou estrutura quanto o emaranhamento hidráulico. É provável que eles tenham muitos poros maiores. Por causa disso, a coletor de pó nessas mangas tende a penetrar mais profundamente no tecido. Isso é conhecido como carga em profundidade e, quando se trata de limpar estes filtros de mangas, é muito mais difícil tirar o pó de dentro deles. Isso resulta em mangas mais sujas e maior queda de pressão que se eleva mais rapidamente.
Os resultados de laboratório e de campo têm mostrado consistentemente que mangas emaranhamento hidráulico duram mais tempo devido à melhor carga superficial e limpeza por pulso. De fato, sabe-se que as mangas emaranhamento hidráulico duram de duas a três vezes mais do que os filtros de mangas de poliéster comuns.
3. Emissões reduzidas — Olhando para o gráfico de queda de pressão anterior, pode-se supor que é mais fácil para o ar passar através dos emaranhamento hidráulico e, portanto, mais pó deve estar passando através dessas mangas também. Mas não é esse o caso. Os filtros de mangas de emaranhamento hidráulico emitem até 30% menos emissões de partículas do que os filtros de mangas de feltro agulhado comuns em partículas de 2,5 micra e menores. Novamente, isso se deve aos poros menores do poliéster emaranhamento hidráulico e ao material mais uniforme. Isso pode ser um grande benefício para os gerentes de fábricas que utilizam corpo do filtro de mangas para manter suas instalações limpas e para atender às normas de emissões da EPA.
4. Redução dos custos de energia — Outro benefício da carga superficial e da menor queda de pressão das mangas de emaranhamento hidráulico é a redução da energia do ventilador utilizada para extrair ar através do filtro de mangas. Os ventiladores não terão que trabalhar tão duro porque há menos restrições nos filtros de mangas. Além disso, se os ventiladores são equipados com um motor compatível com a EISA e utilizam um acionamento de frequência variável, a economia anual de energia pode ser bastante drástica. O exemplo abaixo mostra o consumo de energia reduzido em mais de US$ 6.000 por ano usando mangas de emaranhamento hidráulico em um coletor com 484 mangas. Obviamente, quanto mais coletores uma instalação tem, maior é o potencial de economia de energia.
Lado de ar limpo da manga de poliéster agulhado (300x)
Lado limpo da manga de poliéster de emaranhamento hidráulico (300x)
5. Custos de manutenção reduzidos — Um dos trabalhos menos favoritos que um funcionário da fábrica tem que fazer é substituir as mangas dos filtros. É um trabalho poeirento, sujo e, dependendo da época do ano, pode precisar ser feito em condições climáticas extremamente quentes ou frias. Além de ser desagradável, pode ser caro para a empresa proprietária do filtro de mangas. Muitas vezes este trabalho tem que ser feito quando a fábrica não está funcionando, já que o filtro de mangas precisa ser desligado enquanto as mangas são substituídas. Isso pode resultar em taxas de trabalho aos finais de semana ou feriados, o que torna o projeto ainda mais caro.
As experiências de campo mostraram que os filtros de mangas de emaranhamento hidráulicos podem durar de duas a três vezes mais do que as mangas de poliéster de feltro agulhado quando a substituição ocorre devido a uma queda de pressão excessivamente alta. Assumindo que as mangas de emaranhamento hidráulico duram o dobro do tempo que as mangas de feltro agulhado e o cálculo dos custos de mão de obra e mangas, uma fábrica poderia economizar mais de US$ 3.500 cada vez que seus funcionários substituíssem as mangas de emaranhamento hidráulico em um filtro de 484 mangas. Mais uma vez, se uma instalação tem vários do filtro de mangas, a economia pode se somar rapidamente.
Muitas empresas ainda estão usando filtro de mangas para manter suas instalações limpas. Ao pedir mangas de feltro de emaranhamento hidráulico, os gerentes da fábrica podem manter suas instalações mais limpas e, ao mesmo tempo, reduzir seus custos de energia e manutenção.
