Jeśli wydajność filtrów nie jest monitorowana, a same filtry nie są wymieniane w odpowiednim czasie, zwykle okazuje się, że przestają spełniać swoją funkcję, co może się odbić na jakości procesu oraz produktu końcowego. Dodatkowo przedwczesna wymiana, np. w z góry określonych odstępach czasu – może być przyczyną generowania niepotrzebnych kosztów. Kiedy więc należy wymieniać filtry przemysłowe?
Istnieje kilka sposobów na określenie czasu wymiany filtrów przemysłowych.
- Limit sterylizacji parą dla elementów membranowych
Elementy membranowe stanowią etap końcowy procesu filtrowania, zanim produkty zostaną zapakowane i wysłane. Ponieważ ten rodzaj modułów filtrujących filtruje żywe mikroorganizmy, wymaga on okresowej sterylizacji parą w celu zapobiegania rozmnażaniu się kultur bakterii i zanieczyszczeniu produktu. Ten sposób sterylizacji zabija bakterie, jednak nie usuwa zabrudzeń z filtra. Bakterie nie rozwijają się, lecz pozostają na filtrze. Z punktu widzenia przepustowości filtra sterylizacja nie przywraca zatem właściwych parametrów ciśnienia membrany.
2. Limit kąpieli ultradźwiękowych dla filtrów parowych
W przypadku filtrów parowych istnieje innego rodzaju limit dotyczący ich czyszczenia. Ponieważ większość takich filtrów jest wykonana ze stali nierdzewnej, regeneruje się je za pomocą kąpieli ultradźwiękowych, co wydłuża żywotność filtra. Podczas kilku pierwszych kąpieli ultradźwiękowych spadek ciśnienia na filtrze zostaje zredukowany do wartości wyjściowej. Jednakże każde kolejne czyszczenie będzie skutkować coraz większym spadkiem ciśnienia, a interwały pomiędzy czyszczeniami staną się krótsze. W którymś momencie przeprowadzanie czynności serwisowych filtra i poświęcanie czasu na jego czyszczenie nie będzie się już opłacać.
3. Stwierdzenie braku wydajności filtrów podczas testów
Wykonywane na miejscu lub na zlecenie testy potwierdzają, czy podzespoły pracują optymalnie. W oficjalnym teście integralności (integrity test) komponenty są poddawane pomiarowi spadku ciśnienia (differential pressure – DP), sprawności lub obu tych parametrów. Poziom spadku ciśnienia pozwala wykryć niedrożność lub problemy z budową.
Ów test w najlepszym wypadku jest wykonywany po procesie sterylizacji, a przed pracą filtra. Istnieją dwa powody, dla których stosuje się taką kolejność:
→ w ten sposób weryfikuje się, czy element nadaje się do użytku,
→ sprawdza się, czy sterylizacja nie spowodowała uszkodzeń filtra, proces ten może bowiem wywoływać takie uszkodzenia.
Testy wykazują, czy filtry pracują zgodnie ze specyfikacją producenta i jak firma zarządza zapotrzebowaniem na filtry.
4. Spadek ciśnienia do założonego poziomu alarmującego
Monitorowanie wartości spadku ciśnienia w czasie rzeczywistym to kolejny sposób na wskazanie potrzeby wymiany filtra. Za pomocą urządzeń pomiarowych po obu stronach filtra i czujników bezprzewodowych uzyskuje się informacje o spadku ciśnienia pary. Pozwalają one na podjęcie decyzji o wymianie lub regeneracji filtrów, zanim ich zatkanie zatrzyma proces. Ta metoda jest trudniejsza w przypadku firm z zaawansowanymi systemami filtrującymi.
Producent filtra może określić, przy jakiej wartości spadku ciśnienia filtr wymaga uwagi. Czasem jednak decyzja zależy od względów ekonomicznych. Jeśli spadek ciśnienia wynosi pomiędzy 0,07 a 0,14 bara (1 a 2 psi), regenerację filtra można odłożyć w czasie, do momentu gdy wartość spadku wyniesie ok. 0,7 bara (10 psi). Jeśli jednak chcemy, by pompy pracowały z wyższym wydatkiem, w celu uzyskania stałego natężenia przepływu należy dokonać wyboru pomiędzy zużywaną energią a kosztami komponentów filtrujących. Jeśli podzespoły w fabryce są kosztowne, można tolerować taką niedogodność. Jeżeli jednak stosowane są niedrogie filtry, ich wymiana już przy spadku ciśnienia o wartości ok. 0,35 bara (5 psi) może być dobrym rozwiązaniem.
5. Założenia indywidualnego programu prewencyjnego UR
W każdym zakładzie musi istnieć program konserwacji uzależniony od indywidualnych czynników i konstrukcji układu filtrującego. Filtrowanie wody z systemu miejskich wodociągów i filtrowanie wody ze studni różni się ze względu na poziom zanieczyszczeń. Mogą też występować sezonowe różnice pomiędzy jakością wody czy powietrza, wpływające na pracę filtra.
A zatem indywidualny program wymiany filtrów zależy za każdym razem od konkretnej aplikacji i warunków jej funkcjonowania. Zamiast tworzyć plan konserwacji w oparciu o stałe przedziały czasowe, ilość zużytego materiału lub cykli sterylizacji, lepiej zacząć od wytycznych producenta jako punktu wyjściowego. Następnie należy przeprowadzić test integralności (integrity) oraz spadku ciśnienia, by ściślej zdefiniować program UR. W ten sposób można zapewnić najbardziej efektywną kosztowo długoterminową strategię.
Podsumowanie
Zawsze istnieje złoty środek pomiędzy zbyt częstą a zbyt rzadką wymianą filtrów. Przeprowadzanie testów i analiza zwrotu z inwestycji (return-on-investment – ROI) to jedyne możliwe sposoby na opracowanie zbalansowanego pomiędzy ryzykiem a kosztami programu wymiany filtrów.
Richard Juskowiak – Product Support Specialist, Robert Connor Rohina – Application Engineer w dziale filtracji firmy Donaldson Company.
