Загальні відомості
Лише невелика кількість сфер нашого життя не охоплена процесами фільтрації. Нас оточують фільтри від респіраторів і пакетів із чаєм, від кавоварок і посудомийних машин. Майже кожний продукт харчування – від гірчиці до борошна та цукру – передбачає певну форму фільтрації в процесі виробництва. Використання фільтрації у промисловості дозволяє реалізовувати виробничі процеси, що дають життєво необхідні продукти.
Фільтрація – процес механічного розділення рідких або газоподібних дисперсних систем за допомогою пористих перегородок (фільтрувального матеріалу), які мають властивості пропускати дисперсійне середовище та затримувати частинки, розміри яких перевищують розмір пор фільтрувального матеріалу. Тверді частки, що затримуються на поверхні фільтру, – осад, а освітлений розчин – фільтрат.
Як матеріал використовують природні волокнисті матеріали (бавовна, вовна, шовк та синтетичні волокна), скло у вигляді спеченого порошку, целюлозно-азбе-стові, полімерні матеріали (нейлон (N66), полівініліденфторид (PVDF), поліефірсульфон (PES), політетра-фторетилен (PTFE), поліпропілен (PP), скловолокно (FG) та ін.). Крім того, широко застосовують металеві фільтрувальні матеріали. Синтетичні волокна мають вищу хімічну стійкість, ніж природні, а металеві, своєю чергою, характеризуються значною термостійкістю. Матеріали фільтра класифікують за типом фільтрату: гідрофільні – для фільтрації рідин; гідрофобні – для фільтрації газових і рідких агресивних середовищ.
Залежно від механізму затримки часток фільтри розділяють на глибинні та мембранні. Мембранні фільтри є ситами із середнім розміром пор у вузькому діапазоні і призначені для поверхневої фільтрації та ультрафільтрації.
Під час поверхневої фільтрації пори фільтра затримують зважені частки на своїй поверхні із нашаруванням відфільтрованої речовини, завдяки чому досягається відокремлення часток певного розміру, що більший за розмір пор. Під глибинною фільтрацією варто розуміти затримку часток на поверхні і у товщі матеріалу фільтра механічно або внаслідок адсорбції. Ультрафільтрацією є процес мембранного розділення, яке відбувається шляхом фільтрації розчину під дією різниці тиску до і після мембрани, що має розмір пор 10 – 100 нм.
Залежно від об’єму фільтрації використовують різні форми фільтраційних матеріалів – від дисків і шприцевих насадок у лабораторних масштабах до капсульних і картриджних фільтрів промислового масштабу.
Капсульні фільтри – це готові до експлуатації комплектні нероз’ємні фільтри, що представляють собою міні-патрони фільтрувального матеріалу, які впаяні в поліпропіленові корпуси. Призначені для швидкої та ефективної фільтрації малих об’ємів рідини або газів. Вони особливо ефективні для критичних застосувань, а також у разі необхідності фільтрації індивідуальних партій продукту (одноразове використання). Конструкція дозволяє застосовувати капсули без фільтротримача. Недоліком є вища вартість порівняно з іншими типами фільтрів.
• Ефективність для фільтрації малих об’ємів рідин або газів.
• Відсутність необхідності використання фільтротримача.
• Більш висока вартість.
Патронні фільтраційні елементи (картриджі) є найбільш універсальним типом фільтра. Вони представляють собою циліндр, що складається із шарів фільтрувального матеріалу і за необхідності захищеного внутрішнім і зовнішнім перфорованим корпусом. Потребують відповідних фільтротримачів, які можуть вміщувати від одного до декількох фільтрувальних картриджів. Залежно від висоти площа фільтрації одного елемента при компактних розмірах досягає кількох квадратних метрів.
• Широкі діапазони продуктивності при використанні відповідних фільтротримачів.
• Необхідність використання фільтротримачів.
• Низька вартість.
Картриджі набули поширення завдяки великій площі фільтрації, широкому вибору типорозмірів, фільтрувального матеріалу і можливості вибору фільтрувальних елементів для різних типів фільтрації: грубої (освітлююча фільтрація), тонкої (передстерилізаційна), стерилізуючої.
Фільтраційні патрони розрізняють за типом укладки фільтрувального матеріалу:
• гофровані;
• намотані;
• насипні.
Картриджні фільтри є логічним вибором для широкого спектра застосувань із найрізноманітнішими швидкостями потоку, що потребують субмікронного затримання, включаючи продукти харчування і напої, хімічні речовини, фарби і фільтрацію кислот та лугів. Крім того, вони можуть бути ефективним вибором для застосування у фармацевтичному виробництві.
Продукція компанії MDI
Компанія MDI (Advanced Microdevices Pvt. Ltd.) є провідним виробником високоякісних і високоефективних фільтрувальних матеріалів для застосування у промисловості.
Фільтрувальні елементи MDI виготовляються із матеріалів, що мають абсолютний рейтинг затримання для застосування у надважливих процесах. Усі компоненти термічно зв’язують без застосування клею або термоплавких матеріалів. Такі фільтраційні елементи забезпечують високу швидкість потоку при низьких перепадах тиску. Вони витримують багатократну стерилізацію і дезінфекцію, при цьому забезпечуючи наднизький рівень екстрагованих речовин і високу ємність до забруднення.
Збірку, тестування і упаковку фільтрів MDI виконують у «чистому приміщенні» класу 10,000 із дотриманням вимог системи якості ISO 9001:2015. Продукція компанії MDI виготовляється із матеріалів, що відповідають вимогам FDA для використання у контакті із харчовими продуктами і є біологічно безпечними згідно з результатами досліджень біологічної безпеки USP Class VI Plastics. Завдяки повністю автоматизованому виробництву фільтрувальні картриджі MDI мають максимально уніфіковану, стабільну конструкцію і продуктивність.
• Доступні патрони з плісированими мембранними фільтрами PVDF, PES, PP, PTFE.
• Діапазон розмірів пор від 0,1 до 10 мкм дозволяє обрати оптимальний варіант для вирішення кожного відповідного завдання.
• Одно- або багатошарова конструкція оптимізує процес фільтрації особливо «складних» розчинів.
• Ефективна площа фільтрації від 800 до 18 000 см2 дає можливість оптимізації фільтрації у лабораторних умовах і розширення до промислових масштабів.
Компанія MDI пропонує широкий вибір картриджних фільтрів для стерильного виробництва розчинів на основі PES-мембрани або гідрофільної PVDF-мембрани, що можна стерилізувати парою або гамма-випромінюванням. Такі фільтри відповідають найсуворішим вимогам фармацевтичного виробництва, як, наприклад, висока ефективність фільтрації, низька сорбція, наднизькі рівні екстрагованих речовин, висока швидкість фільтрації, широка хімічна сумісність тощо.
