Sistema de filtración para polímeros fundidos

Para mejorar la calidad del polímero fundido y prolongar la vida útil de los componentes del paquete de hilado, se instala un filtro continuo de fusión (CPF) en la tubería principal de fusión. Este filtro elimina las partículas de impurezas mecánicas con un diámetro superior a 20-15 μm y, además, homogeneiza la masa fundida. Generalmente, el sistema de filtración consta de dos cámaras de filtración, conectadas a la tubería de fusión mediante válvulas de tres vías. Estas válvulas se pueden conmutar periódicamente para alternar el uso de las cámaras de filtración y garantizar una filtración continua. La carcasa de la cámara de filtración está fabricada en una sola pieza de acero inoxidable. El filtro de gran superficie se compone de múltiples elementos filtrantes de tipo vela plisados. Cada elemento filtrante está soportado por un cilindro central perforado, y la capa exterior está equipada con una malla metálica de una o varias capas, un disco de polvo metálico sinterizado, una malla metálica multicapa con fibra sinterizada o una malla de alambre metálico sinterizado, entre otros materiales, con diferentes tasas de filtración, según los requisitos del producto final.

En general, existen diferentes tipos de sistemas de filtración, como el sistema de filtración continua horizontal y el sistema de filtración continua vertical. Por ejemplo, durante el proceso de hilado de chips de PET, se suele proponer el filtro vertical tipo vela, que tiene un área de filtración de 0,5 m² por núcleo de vela. Existen configuraciones comúnmente utilizadas de 2, 3 o 4 núcleos de vela, que corresponden a áreas de filtración de 1, 1,5 o 2 m², y las capacidades de filtración de fusión correspondientes son 150, 225 o 300 kg/h. El sistema de filtración vertical tiene un tamaño mayor y una operación más compleja, pero tiene muchas ventajas desde la perspectiva del proceso: (1) Tiene una gran capacidad térmica, poca variación de temperatura de fusión y no hay zonas muertas cuando el material fluye. (2) La estructura de la camisa de aislamiento es razonable y la temperatura es uniforme. (3) Es conveniente levantar el núcleo del filtro al cambiar el filtro.

La diferencia de presión antes y después del filtro recién usado es baja. A medida que aumenta el tiempo de uso, los orificios del medio filtrante se obstruyen gradualmente. Cuando la diferencia de presión alcanza el valor establecido, por ejemplo, para el hilado de chips de PET, generalmente la cifra es de aproximadamente 5-7 MPa, la cámara del filtro debe cambiarse. Cuando se supera la diferencia de presión permitida, la malla del filtro puede retorcerse, el tamaño de la malla aumenta y la precisión de filtración disminuye hasta que el medio filtrante se rompe. El núcleo del filtro cambiado debe limpiarse antes de volver a usarlo. La claridad del efecto se determina mejor mediante el experimento de "prueba de burbujas", pero también se puede juzgar en función de la diferencia de presión antes y después del filtro recién cambiado. Generalmente, cuando el filtro de vela se ha roto o limpiado 10-20 veces, ya no debe usarse.

Por ejemplo, en los filtros de la serie NSF de Barmag, el calentamiento se realiza mediante vapor de bifenilo en la camisa, pero la temperatura del fluido de transferencia de calor no debe superar los 319 °C, y la presión máxima del vapor de bifenilo es de 0,25 MPa. La presión máxima de diseño de la cámara del filtro es de 25 MPa. La diferencia de presión máxima permitida antes y después del filtro es de 10 MPa.