Hộp lọc ngăn xếp độ sâu hoạt động như thế nào

Nếu bạn làm việc với chức năng lọc chất lỏng trong dược phẩm, thực phẩm và đồ uống hoặc chế biến hóa chất, chắc hẳn bạn đã từng gặp thuật ngữ "hộp lọc ngăn xếp sâu" - còn được gọi là bộ lọc dạng thấu kính hoặc bộ lọc đĩa xếp chồng. Không giống như các bộ lọc bề mặt bẫy các hạt trên một lớp bên ngoài, bộ lọc ngăn xếp độ sâu thu giữ các chất gây ô nhiễm trong toàn bộ cấu trúc của nó.

Bài viết này giải thích cách hoạt động của hộp mực lọc ngăn xếp độ sâu, điều gì khiến chúng khác biệt với các loại bộ lọc khác và tại sao chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng làm rõ chất lỏng quan trọng.

A hộp lọc ngăn xếp độ sâu- đôi khi được gọi là bộ lọc dạng thấu kính do thiết kế đĩa hình thấu kính của nó - là một hệ thống lọc mô-đun được tạo thành từ các bộ lọc hình tròn xếp chồng lên nhau. Mỗi hộp mực bao gồm các "ô" riêng lẻ được xếp chồng lên nhau trên lõi trung tâm, với các nắp cuối khóa mọi thứ vào đúng vị trí.

Mỗi ô thường được làm từ hai tấm vật liệu lọc độ sâu với dải phân cách bằng polypropylen ở giữa chúng. Bản thân các tấm lọc bao gồm các sợi xenlulo kết hợp với các chất trợ lọc vô cơ như đất tảo cát hoặc đá trân châu. Những vật liệu này tạo ra một cấu trúc cứng, có độ xốp cao, có thể thu giữ các chất gây ô nhiễm trong suốt độ dày của nó.

Hộp mực lọc ngăn xếp độ sâu có sẵn với đường kính tiêu chuẩn là 8 inch, 12 inch và 16 inch, với số lượng tế bào dao động từ 5 đến 18 tế bào trên mỗi mô-đun. Chúng có thể được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc trong vỏ - cao tới bốn mô-đun - để đáp ứng yêu cầu về tốc độ dòng chảy cao.

Đường dẫn dòng chảy

Bộ lọc ngăn xếp độ sâu thường hoạt động trên mộttừ ngoài vào trongđường dẫn dòng chảy. Chất lỏng chưa lọc được điều áp vào vỏ, bao quanh các tế bào lọc. Chất lỏng sau đó đi qua các đĩa lọc xếp chồng lên nhau từ bề mặt bên ngoài vào trong, đi qua độ sâu của từng tấm lọc. Chất lỏng được lọc sạch sẽ được dẫn vào lõi trung tâm của hộp mực và thoát ra ngoài qua cổng xả.

Ba cơ chế lọc

Bộ lọc ngăn xếp độ sâu không dựa vào một phương pháp chụp duy nhất. Họ kết hợpba cơ chế riêng biệt:

1. Lọc bề mặt- Các hạt lớn hơn trong chất lỏng cấp liệu được chặn cơ học trên bề mặt bên ngoài của vật liệu lọc. Những hạt này quá lớn để đi vào cấu trúc lỗ chân lông nên chúng dừng lại ở bề mặt.

2. Lọc độ sâu- Khi chất lỏng đi qua vật liệu lọc, nó sẽ tuân theo một"con đường quanh co"thông qua cấu trúc xốp ba chiều. Các hạt nhỏ hơn bị mắc kẹt sâu bên trong độ dày của vật liệu chứ không chỉ trên bề mặt. Đặc tính tải sâu này là yếu tố mang lại cho các bộ lọc này khả năng giữ bụi bẩn cao.

3. Hấp phụ điện động- Đây là điểm khác biệt giữa các bộ lọc ngăn xếp độ sâu với các bộ lọc cơ học đơn giản. Phương tiện lọc được xử lý để mang mộtđiện tích dương. Điện tích dương này thu hút và giữhạt tích điện âm- bao gồm sương mù, chất keo, vi khuẩn và nội độc tố - nhỏ hơn kích thước lỗ vật lý của bộ lọc. Các hạt lẽ ra sẽ đi qua sẽ bị giữ lại bởi lực hút tĩnh điện.

Thiết kế "Dải phân cách đôi"

Bộ lọc ngăn xếp độ sâu hiện đại kết hợp mộtkhái niệm dấu phân cách kép. Mỗi ô có một dải phân cách bằng polypropylen giữa hai tấm vật liệu lọc, cung cấp hỗ trợ về cấu trúc. Thiết kế này ngăn các tấm lọc tiếp xúc trực tiếp với nhau, giúp loại bỏlàm mù phương tiện truyền thông- tình trạng các tấm liền kề dính vào nhau và làm giảm diện tích lọc hiệu quả.

Thiết kế dải phân cách cũng ngăn ngừa sự biến dạng của tấm lọc sau khi xử lý nhiệt và bảo vệ vật liệu trong quá trình khử trùng bằng nhiệt. Các kẹp bên ngoài chắc chắn hoặc cấu trúc hỗ trợ cứng nhắc giúp ngăn ngừa hư hỏng trong quá trình tải và dỡ mô-đun.

• Khả năng giữ bụi bẩn cao: Bởi vì các chất gây ô nhiễm được giữ lại xuyên suốt chiều sâu của vật liệu thay vì chỉ trên bề mặt, các bộ lọc ngăn xếp theo chiều sâu có thể giữ được nhiều chất rắn hơn đáng kể trước khi đạt đến áp suất thay đổi. Các nghiên cứu cho thấy họ cung cấplọc thông lượng caovới tuổi thọ sử dụng lâu dài.
• Bảo vệ cho các bộ lọc hạ lưu: Bộ lọc ngăn xếp độ sâu thường được sử dụng nhưbộ lọc trướcđể bảo vệ các bộ lọc màng sau và cột sắc ký đắt tiền hơn. Bằng cách loại bỏ phần lớn chất gây ô nhiễm trước tiên, chúng sẽ kéo dài tuổi thọ của bộ lọc đánh bóng cuối cùng.
• Hoạt động khép kín, không rò rỉ: Không giống như máy ép bộ lọc dạng tấm và khung truyền thống, bộ lọc ngăn xếp độ sâu hoạt động theo cơ chếhệ thống khép kín hoàn toàn. Điều này ngăn chất lỏng tiếp xúc với môi trường bên ngoài, loại bỏ rò rỉ và giảm sự tiếp xúc của người vận hành với chất lỏng trong quá trình.
• Dấu chân nhỏ gọn: Thiết kế xếp chồng theo chiều dọc chiếm ít không gian sàn hơn so với hệ thống dạng tấm và khung trong khi mang lại diện tích bề mặt lọc lớn. Nhiều mô-đun có thể được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc để tăng công suất mà không cần mở rộng diện tích.
• Khả năng mở rộng: Bộ lọc ngăn xếp độ sâu có sẵn với nhiều đường kính (8", 12", 16") và số lượng tế bào, cho phép mở rộng công suất dễ dàng. Chúng có thể được mở rộng quy mô từ phòng thí nghiệm đến sản xuất đầy đủ.

Hộp lọc ngăn xếp độ sâu được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp đòi hỏi phải làm rõ chất lỏng có độ tinh khiết cao:

• Dược phẩm và công nghệ sinh học: Lọc thuốc tiêm, LVP, nước pha tiêm, sản xuất vắc xin, phân tách huyết tương và làm rõ API. Bộ lọc ngăn xếp sâu cũng được sử dụng để loại bỏ các mảnh vụn tế bào và bảo vệ các bộ lọc màng phía sau.
• Thực phẩm và đồ uống: Làm sạch bia, rượu vang, rượu chưng cất, nước trái cây, xi-rô và dầu ăn. Chúng đặc biệt hiệu quả đối vớiloại bỏ sương mù lạnhtrong đồ uống và đánh bóng lần cuối trước khi đóng chai.
• Xử lý hóa chất: Lọc dầu mỡ, bụi bẩn, bùn, vật liệu dạng sền sệt, loại bỏ chất xúc tác và loại bỏ cặn cacbon.
• Chiết xuất thực vật: Làm đông và tẩy sáp các chất chiết xuất từ ​​etanol, loại bỏ sáp, lipid và chất rắn lơ lửng ở tốc độ dòng chảy cao.

Hộp lọc ngăn xếp độ sâu hoạt động bằng cách kết hợp ba cơ chế lọc - lọc bề mặt, lọc độ sâu và hấp phụ điện động - trong một thiết kế đĩa xếp chồng lên nhau. Đường dẫn dòng chảy "từ ngoài vào trong" đẩy chất lỏng đi qua nhiều lớp vật liệu dựa trên cellulose, nơi các chất gây ô nhiễm được giữ lại trong suốt độ dày của vật liệu thay vì chỉ trên bề mặt.

Thiết kế dải phân cách kép đảm bảo sự ổn định về cấu trúc và ngăn ngừa hiện tượng chói mắt của vật liệu, trong khi điện tích dương trên vật liệu sẽ thu giữ các hạt nhỏ hơn kích thước lỗ vật lý.

Sự kết hợp các cơ chế này mang lại cho bộ lọc ngăn xếp sâu khả năng giữ bụi bẩn cao, tuổi thọ dài và hiệu suất đáng tin cậy trong các ứng dụng làm rõ chất lỏng quan trọng trong dược phẩm, thực phẩm và đồ uống cũng như xử lý hóa chất.

Liên hệ với chúng tôi để biết thêm chi tiết