Eine Faltenpatrone legt die Rückhalteleistung einer Endfiltrationsstufe fest, doch das Gehäuse entscheidet darüber, ob diese Leistung im Betrieb tatsächlich erreicht wird. Wenn eine Patrone nicht richtig sitzt, wenn die mit der Flüssigkeit in Berührung kommenden Oberflächen nicht für das Produkt geeignet sind oder wenn die Patrone stromaufwärts nicht geschützt ist, entspricht das Filtrationsergebnis nicht den Angaben im Datenblatt. Für Einkäufer, die Prozesswasser, Getränke, chemische Lösungen, Beschichtungen oder Membran-Zulaufwasser aufbereiten, lautet die eigentliche Entscheidung nicht nur “welche Mikron-Einstufung”. Vielmehr geht es darum, “welches Gehäuse, welche Dichtung, welches Material und welcher vorgelagerte Schutz dafür sorgen, dass diese Filterfeinheit eingehalten wird”. Dieser Leitfaden erläutert, wie man ein Plissee-Filterpatronengehäuse für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Klarheit auswählt, in welchen Fällen eine Beutelfiltration vorgeschaltet werden sollte und was vor der Bestellung mit einem Lieferanten abgeklärt werden muss.
Ein Faltenfiltergehäuse ist ein Druckbehälter, in dem eine oder mehrere Faltenfilterpatronen so untergebracht sind, dass die gesamte Prozessflüssigkeit durch das Filtermedium fließt und nicht um dieses herum. Die Filterpatrone bestimmt den Partikelrückhalt. Das Gehäuse steuert vier Faktoren, die darüber entscheiden, ob dieser Rückhalt erreicht wird:
Betrachten Sie die Patrone und das Gehäuse als eine Einheit und nicht als zwei separate Anschaffungen.
Durch die Plissierung wird eine große Filterfläche zu einer kompakten Kartusche gefaltet. Bei einem gegebenen Durchfluss senkt diese Fläche die Anströmgeschwindigkeit und den Druckabfall im Vergleich zu einem nicht plissierten Element mit derselben Hülle, weshalb plissierte Patronen häufig als End- oder Feinfilter eingesetzt werden. Ihr Nachteil ist die begrenzte Schmutzaufnahmekapazität. Da sie oberflächenorientiert arbeiten, verkürzt eine hohe Feststoffbelastung ihre Lebensdauer schnell.
Angaben zur Rückhaltefähigkeit müssen sorgfältig geprüft werden. “Nominell” und “absolut” sind vom Hersteller definierte Begriffe und keine einheitlichen, allgemein gültigen Standards. Daher sagt eine Angabe ohne Angabe der Prüfmethode und des Wirkungsgrads bei einer bestimmten Partikelgröße kaum etwas aus. Erläuterung der Beta-Verhältnisse in der Maschinenschmierung beschreibt, wie sich Beta-Verhältnisse aus Mehrdurchlauf-Tests gemäß ISO 16889 ergeben, einer Methode, die für Filterelemente in der Hydraulik entwickelt wurde. Diese Berechnung ist nützlich für den Vergleich von Angeboten: Ein Beta-Verhältnis von 100 bei einer bestimmten Partikelgröße bedeutet, dass 991 TP3T Partikel dieser Größe entfernt werden, während ein Beta-Verhältnis von 10 bedeutet, dass 901 TP3T entfernt werden. Hersteller von Kartuschen für Prozessflüssigkeiten geben den Wirkungsgrad möglicherweise unterschiedlich an; fragen Sie daher nach, nach welcher Methode der Wert ermittelt wurde.
Wenn es um die Rückhaltung von Bakterien geht, lautet der entsprechende Anspruch anders. Der Zusammenfassung des Prüfverfahrens nach ASTM F838-20 beschreibt die Bestimmung der Bakterienrückhaltung von Membranfiltern, die bei der Flüssigkeitsfiltration eingesetzt werden, unter Verwendung von Brevundimonas diminuta als Testorganismus. Dies ist eine Frage zur Validierung von Membrankartuschen. Gehen Sie bei Tiefenfilterkartuschen oder standardmäßigen gefalteten Polypropylen-Kartuschen nicht davon aus.
Passen Sie das Gehäuse an die Kartusche an, die Sie verwenden möchten. Übliche Standardlängen sind 10, 20, 30 und 40 Zoll, und Endkappenausführungen wie „Double Open End“ (DOE), 222 und 226 verwenden unterschiedliche Dichtungsmethoden. Eine Fehlanpassung zwischen Endkappe und Sitz birgt das Risiko eines Bypasses, das durch keinen Mikronwert ausgeglichen werden kann. Anleitung eines US-Vertriebspartners zum Patronengehäuse führt dieselben vier Passkriterien auf (Länge, Durchmesser, Endkappe und Dichtungstyp). Außerdem wird darauf hingewiesen, dass einige Gehäuse über Adapterplatten mit verschiedenen Endkappenausführungen kompatibel sind.
Formate mit großem Durchmesser stellen einen Sonderfall dar. Die 20-Zoll-Edelstahl-Filtergehäuse im „Big Blue“-Stil wird als Ein-Element-Gehäuse mit Gewindeanschlüssen am Ein- und Auslass sowie einem Schnellverschlussring aufgeführt. Auf der Seite wird dieses Format mit Kartuschen mit einem Durchmesser von bis zu etwa 4,5 Zoll in Verbindung gebracht. Bevor Sie es mit einem Faltenfilterelement kombinieren, überprüfen Sie den Außendurchmesser der Kartusche, die Endkappe und die Dichtungsart anhand der Gehäusezeichnung.
SS304 ist eine gängige Wahl für allgemeine Wasser- und Industrieanwendungen. SS316L wird in der Regel dann vorgeschrieben, wenn Chloride, Reinigungschemikalien oder die Produktreinheit Bedenken hinsichtlich Korrosion und Verunreinigungen aufkommen lassen. Bei hygienischen Leitungen ist die Oberflächenbeschaffenheit ebenso wichtig wie die Stahlsorte. Polierte oder elektropolierte Innenflächen lassen sich leichter reinigen, und eine Passivierung nach der Fertigung trägt zur Korrosionsbeständigkeit bei. Fragen Sie den Lieferanten nach den Spezifikationen zur Oberflächenbeschaffenheit, der Schweißnahtbearbeitung und den Werkstoffzertifikaten, anstatt sich mit einer allgemeinen Beschreibung wie “Spiegelglanz” zufrieden zu geben.
Der Nenndruck des Gehäuses stellt einen Höchstwert dar, nicht eine Betriebsbedingung. Die tatsächliche Grenze wird durch das Bauteil mit der geringsten Nennleistung bestimmt. Dichtungsmaterial, Filterpatronen und Endkappen versagen oft früher als der Edelstahlbehälter. Gängige Dichtungsmaterialien sind NBR, EPDM, Silikon, FKM und PTFE, die jeweils unterschiedliche Toleranzen gegenüber Temperaturen, Reinigungschemikalien und der Prozessflüssigkeit aufweisen. Passen Sie das Elastomer sowohl an die CIP-Chemie als auch an das Produkt an.
Unter der Abdeckung eingeschlossene Luft führt zu einer ungleichmäßigen Benetzung und kann den Sanitärkreislauf stören. Ein Entlüftungsventil, ein Ablassventil sowie Einlass- und Auslassmanometer sind kostengünstige Ausstattungsmerkmale. Sie sorgen für eine wiederholbare Inbetriebnahme und liefern dem Bediener einen Differenzdruckwert, der der wichtigste Indikator für die Kartuschenbefüllung ist.
Die Tabelle vergleicht die Gehäuseausführungen, die ein Käufer dieser Kategorie voraussichtlich in Betracht ziehen wird. Die Angaben entsprechen den zum Zeitpunkt der Überprüfung auf den LY-Filter-Produktseiten veröffentlichten Werten. Sie variieren je nach Modell und hängen von der gewählten Dichtung, dem Beutel und der Patrone ab; betrachten Sie sie daher eher als Ausgangspunkt für eine Angebotsanfrage denn als verbindliche Angaben.
| Gehäuseformat | Typische Rolle in der Produktionslinie | Element gehalten | Veröffentlichte Informationen (Produktseiten) | Wichtigster Kompromiss |
|---|---|---|---|---|
| Einzelnes Kartuschengehäuse mit großem Durchmesser (Typ „Big Blue“) | Endbearbeitung oder Polierstufe bei mäßigem Durchfluss | Eine Patrone mit großem Durchmesser | Edelstahl; Gewindeanschlüsse; Verschluss mit Klemmring | Ein einzelnes Bauteil schränkt die Kapazität ein; überprüfen Sie, ob die Kartusche passt |
| Gehäuse für einen Beutel (von oben, von der Seite oder mit gewölbter Abdeckung) | Vorfilterung vor der Kartuschenstufe | #1- oder #2-Beutel (bei einigen Modellen bis zu #5) | SS304/316L; Filterfeinheiten von 1–200 μm; bis zu 10 bar; bis zu 120 °C, abhängig von Dichtungen und Filterbeutel | Beutelfilter sind kein Ersatz für die Endreinigung |
| Hygienisches Tri-Clamp-Gehäuse für einen Beutel | Hygienische Vorfilterung | #1- oder #2-Beutel | SS304/316L; Durchfluss bis zu 40 m³/h; max. 95 °C | Angegebene Temperatur niedriger als bei anderen Beutelmodellen |
| Gehäuse für mehrere Beutel | Vorfiltration mit hohem Durchfluss | 3 bis 12 #2-Beutel | 50–300 m³/h; bis zu 10 bar; Flanschanschlüsse | Größere Grundfläche und schwererer Deckel |
| Dampf filtergehäuse | Schutz von Prozessdampfleitungen | Gesinterte oder gefaltete Edelstahlelemente | 1, 5 oder 25 μm; max. 150 °C; DN50–DN150 mit Flanschanschluss | Eine andere Aufgabe als die Klarheit von Flüssigkeiten |
Die im Folgenden beschriebenen Beutelgehäuse nehmen Filterbeutel in perforierten Stützkörben auf, keine Faltenfilterpatronen, und stellen daher keine Alternative zur Endstufe dar. Ihr Nutzen liegt darin, diese zu schützen. Eine Beutelfilterstufe verfügt über eine hohe Schmutzaufnahmekapazität pro Filterwechsel und geringere Kosten pro Element. Eine Faltenpatrone bietet eine feinere, genauer definierte Rückhaltung, verstopft jedoch schneller. Indem die Stufe mit hoher Kapazität an erster Stelle eingesetzt wird, kann jedes Element die Aufgabe übernehmen, für die es am besten geeignet ist.
Betrachten wir ein anschauliches Szenario (keinen Kundenfall). In einer Anlage wird eine Prozessflüssigkeit durch eine fein gefaltete Kartusche gereinigt, wobei die Kartuschen häufig gewechselt werden müssen, da das Zulaufmedium Kalkablagerungen und Rohrrückstände enthält. Der Einbau einer vorgelagerten Filterstufe mit einem gröberen Beutelfilter kann die Lebensdauer der Kartusche verlängern, doch hängt der Nutzen davon ab, wie die Partikelgrößenverteilung des Zulaufmediums aussieht. Eine Partikelzählung oder zumindest eine Probe der Feststoffe in der Zuleitung ist eine bessere Entscheidungsgrundlage als eine Faustregel.
A Einfaches Beutelfiltergehäuse aus Edelstahl ist der übliche Ausgangspunkt. Die aufgeführte Konstruktion verfügt über einen perforierten Stützkorb, einen Verschluss mit Schwenk-Augenschraube sowie einen seitlichen Einlass und einen unteren Auslass, wobei Anschlüsse mit Gewinde, Flansch oder Tri-Clamp-Verbindung erhältlich sind.
Die Art der Befüllung beeinflusst, wie der Beutel befüllt und gewechselt wird:
Wenn ein Beutelbehälter den Durchfluss nicht bewältigen kann, ein Filtergehäuse aus Edelstahl für Mehrfachbeutel verteilt die Last auf drei bis zwölf Filterbeutel. Auf der Seite sind Durchflussmengen von 50 bis 300 m³/h aufgeführt, wobei darauf hingewiesen wird, dass der tatsächliche Wert von der Anzahl der Filterbeutel, der Filterfeinheit und den Betriebsbedingungen abhängt.
Bei hygienischen Anwendungen sollten Sie das Gehäuse unter Berücksichtigung der Grundsätze der hygienischen Konstruktion auswählen und nicht nur anhand der Edelstahlsorte. ASME-Übersicht über die BPE-Norm Laut dieser Norm werden unter anderem Werkstoffe, Oberflächenanforderungen sowie die Konstruktion im Hinblick auf Reinigungsfähigkeit und Sterilität abgedeckt. Ob für ein bestimmtes Projekt BPE-konforme Anlagen erforderlich sind, entscheiden der Prozessverantwortliche und das Qualitätsteam. Dieselben Fragen gelten für alle Anlagen in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie. Lässt sich die Anlage vollständig entleeren? Gibt es Spalten, in denen sich Produktrückstände festsetzen können? Halten die Dichtungen den Reinigungsvorgängen stand?
Zur Vorfiltration in diesen Leitungen wird ein Hygienisches Tri-Clamp-Beutelfiltergehäuse verwendet eine Schnellverschlussklemme anstelle eines Mehrbolzenverschlusses, was den Beutelwechsel verkürzt. Die angegebene Höchsttemperatur beträgt 95 °C und liegt damit unter den 120 °C, die für einige andere Beutelmodelle angegeben sind; prüfen Sie daher, ob dies mit heißen CIP-Schritten vereinbar ist. Geben Sie für die abschließende Faltenstufe 316L an und fordern Sie die Oberflächenbeschaffenheit sowie die Zertifikate schriftlich an. Erkundigen Sie sich außerdem, welche Konformitätsdokumente (z. B. Erklärungen zu Materialien mit Lebensmittelkontakt) für die Dichtungen und die Kartusche sowie für das Gehäuse gelten.
Betriebe, die Prozessdampf nutzen, dehnen die Überprüfung der Filteranlage manchmal auch auf die Dampfleitungen aus, da dort Ablagerungen und Korrosionspartikel in die nachgeschalteten Anlagen gelangen können. Die OEM-Dampffiltergehäuse aus Edelstahl ist mit gesinterten oder gefalteten Edelstahlelementen mit einer Nennfeinheit von 1, 5 oder 25 μm, einer maximalen Betriebstemperatur von 150 °C, einem maximalen Druck von 10 bar und Flanschanschlüssen von DN50 bis DN150 erhältlich.
Dies ist eine andere Anforderung als die Klarheit der Flüssigkeit. Polymer-Faltenfilterpatronen werden in der Regel für Flüssigkeiten bei niedrigeren Temperaturen ausgewählt; gehen Sie daher nicht davon aus, dass eine Filterpatrone oder ein Gehäuse für Flüssigkeitsleitungen auch für Dampf geeignet ist. Spezifizieren Sie Dampffilter separat, einschließlich des Betriebsdrucks, der Kondensatentsorgung und der nachgeschalteten Anlagen, die geschützt werden sollen.
Allgemein wird angenommen, dass ein klareres Produkt eine feinere Einstufung bedeutet. Das trifft jedoch nur bis zu einem gewissen Grad zu. Eine Kartusche mit feinerer Filterfeinheit bei ungeschütztem Zufluss lädt sich schneller auf, erhöht den Differenzdruck früher und führt zu einer höheren Anzahl von Wechseln. Die Kosten pro gefiltertem Volumen können steigen, selbst wenn das Klarheitsziel erreicht wird. In manchen Fällen ist es die bessere Lösung, die vorgelagerte Stufe zu ergänzen oder zu verbessern oder einen Bypass am Gehäuse zu korrigieren, anstatt die Filterfeinheit der Kartusche zu erhöhen.
Ein Filterelement mit höherer Effizienz in einem schlecht abgedichteten Gehäuse kann ebenfalls eine schlechtere Leistung erbringen als ein Filterelement mit niedrigerer Nennleistung, das korrekt sitzt. Das bedeutet jedoch nicht, dass feine Nennleistungen unnötig sind. Wenn der nachgeschaltete Prozess empfindlich ist (eine Membran, eine Abfüllanlage oder eine sterile Grenze), ist eine feine Nennleistung erforderlich. Entscheidend ist, die Filterfeinheit anhand der Prozessanforderungen festzulegen und anschließend die Details des vorgelagerten Systems und des Gehäuses so anzupassen, dass die Filterfeinheit eingehalten wird.
Notieren Sie den sauberen Differenzdruck bei Einbau einer neuen Patrone und vergleichen Sie diesen Wert anschließend mit dem vom Patronenhersteller angegebenen Grenzwert. Die veröffentlichten Empfehlungen zum Austausch variieren. Der oben genannte Leitfaden für Vertriebshändler Es werden etwa 30 psi für Kartuschen angegeben, wobei der Grenzwert für ein bestimmtes Element von dessen Bauweise und dem jeweiligen Prozess abhängt. Orientieren Sie sich am Datenblatt der Kartusche und nicht an einem allgemeinen Wert.
Bei jeder Änderung:
Ein verminderter Durchfluss, eine Veränderung der Klarheit oder eine Verschiebung des Differenzdrucks bei einem „Clean-Start“ sind Anlässe, zunächst auf ein Dichtungsproblem zu prüfen, bevor die Kartusche durch eine Kartusche mit feinerer Filterfeinheit ersetzt wird.
Senden Sie diese Informationen an einen Lieferanten, damit das Angebot genau auf Ihren tatsächlichen Bedarf zugeschnitten ist:
Auf den Seiten von LY Filter wird die Beschaffung für OEM- und Großprojekte beschrieben; daher entscheiden diese Details auch darüber, ob ein Standardmodell geeignet ist oder eine kundenspezifische Konfiguration erforderlich ist.
Wozu dient ein Plissee-Filtergehäuse? Es nimmt plissierte Filterpatronen in einem abgedichteten Druckbehälter auf, sodass die gesamte Flüssigkeit das Filtermedium durchströmt. Es wird in der Regel für die End- oder Feinfiltration eingesetzt, bei der eine definierte Rückhaltefähigkeit, ein geringer Druckabfall und eine gleichbleibende Klarheit entscheidend sind.
Brauche ich einen Beutelfilter vor einem Plisseefiltergehäuse? Nicht immer, aber eine Beutelfilterstufe ist oft hilfreich, wenn das Zufuhrmedium einen hohen Feststoffanteil aufweist. Die Beutel nehmen pro Wechsel mehr Schmutz auf, was die Lebensdauer der Filterpatrone verlängern kann. Eine Probe des Zufuhrmediums oder eine Partikelzählung sollten als Entscheidungsgrundlage dienen.
Ist 316L für ein Plissee-Patronengehäuse erforderlich? Gilt nicht für alle Rohrleitungen. SS304 eignet sich für allgemeine Wasseranwendungen. SS316L wird in der Regel bei Chloriden, aggressiven Reinigungsmitteln sowie im Lebensmittel-, Getränke- oder Pharmabereich bevorzugt. Bitte klären Sie dies mit dem Prozessverantwortlichen ab und führen Sie eine Korrosionsprüfung durch.
Was ist der Unterschied zwischen nominalen und absoluten Mikron-Filterfeinheiten? Beides sind vom Hersteller definierte Begriffe. Absolute Nennwerte bedeuten eine höhere, durch Tests belegte Rückhalteleistung bei einer angegebenen Partikelgröße, während nominale Nennwerte weniger genau sind. Erkundigen Sie sich nach dem Testverfahren, dem Wirkungsgrad in Prozent und der Partikelgröße.
Woran erkenne ich, wann ich eine Plisseefilterpatrone austauschen muss? Überwachen Sie den Differenzdruck ausgehend vom sauberen Ausgangswert und tauschen Sie das Element bei Erreichen der vom Hersteller angegebenen Endgrenze aus – oder früher, falls der Durchfluss oder die Klarheit nachlässt. Die Grenzwerte variieren je nach Typ; orientieren Sie sich daher am Datenblatt des Elements.
Kann dasselbe Gehäuse für die Dampffiltration verwendet werden? Im Allgemeinen nicht. Für Dampf sind Gehäuse und Metallelemente erforderlich, die für die jeweilige Temperatur und den jeweiligen Druck ausgelegt sind und über eine Kondensatableitung verfügen. Kartuschen und Gehäuse für Flüssigkeitsleitungen sollten ohne schriftliche Bestätigung des Lieferanten nicht für Dampf wiederverwendet werden.
