Système de filtration pour la filtration de polymères fondus

Afin d'améliorer la qualité du polymère fondu et de prolonger la durée de vie des composants de la filière, un filtre à fusion continue (FFC) est installé sur la conduite principale de fusion. Il permet d'éliminer les impuretés mécaniques, notamment les particules d'un diamètre supérieur à 20-15 µm, et assure également l'homogénéisation du polymère fondu. Le système de filtration se compose généralement de deux chambres de filtration, reliées à la conduite de fusion par des vannes à trois voies. Ces vannes peuvent être actionnées périodiquement pour alterner l'utilisation des chambres de filtration et garantir une filtration continue. Le boîtier de la chambre de filtration est moulé d'une seule pièce en acier inoxydable. Le filtre de grande surface est composé de plusieurs éléments filtrants plissés de type bougie. Chaque élément filtrant est supporté par un cylindre central perforé, et sa couche extérieure est constituée d'une ou plusieurs couches de treillis métallique, de disques de poudre métallique frittée, de plusieurs couches de treillis métallique et de fibres frittées, ou encore de treillis métallique fritté, etc., avec différents seuils de filtration selon les exigences des produits finaux.

Il existe différents types de systèmes de filtration, tels que les systèmes de filtration continue horizontaux et verticaux. Par exemple, lors du filage de granulés de PET, on utilise généralement des filtres verticaux à bougies, avec une surface de filtration de 0,5 m² par bougie. Les configurations courantes comportent 2, 3 ou 4 bougies, correspondant à des surfaces de filtration de 1, 1,5 ou 2 m² et des débits de filtration de matière fondue de 150, 225 et 300 kg/h. Le système de filtration vertical est plus volumineux et plus complexe à mettre en œuvre, mais présente de nombreux avantages : (1) Il offre une grande capacité thermique, une faible variation de température de la matière fondue et l’absence de zones mortes lors de l’écoulement. (2) La structure de l’enveloppe isolante est optimisée et la température est uniforme. (3) Le remplacement du filtre est facilité par le levage de la bougie.

La différence de pression avant et après le remplacement d'un filtre est faible. Avec le temps, les pores du média filtrant s'obstruent progressivement. Lorsque cette différence de pression atteint la valeur de consigne (par exemple, 5 à 7 MPa pour le filage de granulés PET), il est nécessaire de remplacer le filtre. Si la différence de pression admissible est dépassée, la maille du filtre risque de se tordre, sa taille augmente et la précision de filtration diminue jusqu'à la rupture du média filtrant. Le filtre remplacé doit être nettoyé avant réutilisation. La clarté du filtre est idéalement évaluée par le test des bulles, mais on peut également se baser sur la différence de pression avant et après son remplacement. En général, un filtre à cartouche doit être mis hors service après 10 à 20 nettoyages ou ruptures.

Par exemple, les filtres de la série Barmag NSF sont chauffés par de la vapeur de biphényle dans la double enveloppe, mais la température du fluide caloporteur ne doit pas dépasser 319 °C et la pression maximale de la vapeur de biphényle est de 0,25 MPa. La pression de conception maximale de la chambre de filtration est de 25 MPa. La différence de pression maximale admissible avant et après le filtre est de 10 MPa.