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Sobre filtros de coalescência, e a tensão superficial ao serviço da separação de partículas líquidas de correntes líquidas ou gasosas


 
Filtros coalescentes separam partículas líquidas de uma corrente de fluido. O fluido pode ser gasoso ou líquido. (…) Existem duas formas de promover a coalescência: meios coalescentes superficiais, e meios coalescentes de profundidade:

 


1. Um meio coalescente de superfície contém uma superfície altamente hidrofóbica ou oleofóbica para evitar que a partícula ou gota contaminante líquida penetre na superfície. (...) A gota é rejeitada da superfície ou coletada na superfície, onde se aglutina com outras gotas para formar gotas maiores. Eventualmente, as gotas coalescidas tornam-se grandes o suficiente para serem lavadas ou a gravidade cair da superfície. Geralmente, a superfície consistirá de um polímero de energia muito baixa, como um polímero de fluor ou um silicone. Em meios filtrantes fibrosos, o polímero de baixa energia superficial pode estar presente com as próprias fibras, como um aglutinante ou como um revestimento de superfície.


2. Em coalescência de profundidade, o meio filtra as partículas líquidas da mesma forma que faria com as partículas sólidas por aprisionamento dentro da estrutura da fibra. A coalescência ocorre quando as partículas de líquido aprisionadas combinam-se com outras gotículas próximas e / ou são atingidas por gotículas adicionais que se aproximam e penetram no meio. Para que isso aconteça, as fibras devem ter uma energia de superfície relativamente alta. Frequentemente, o meio coalescente de profundidade contém uma percentagem significativa de fibras finas, como a microfibra de vidro. As fibras mais finas filtram melhor as partículas líquidas menores. Deve-se observar que, para obter o melhor desempenho, a superfície das fibras não deve ser nem muito hidrofóbica (oleofóbica) nem muito hidrofílica (oleofóbica), mas sim um meio-termo. Se as fibras são muito hidrofóbicas ou oleofóbicas, as partículas de líquido não aderem e não ocorre coalescência. Por outro lado, se forem muito hidrofílicos ou oleofílicos, a partícula de líquido se espalhará e revestirá as superfícies da fibra. A camada de líquido eventualmente se acumulará e eventualmente obstruirá o meio.
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Fonte: I.M. Hutten, Handbook of Nonwoven Filter Media, Butterworth-Heinemann, 2015

 

Exemplos de separação em fase gasosa:

1. Separação de água dos correntes de ar contendo humidade
2. Separação de partículas de óleo dos fluxos de ar
a. Operações de ar comprimido
b. Ventilação do cárter
c. Maquinação lubrificada
d. Sistemas de corte.

 
Exemplos de separação em fase líquida:



1. Separação de partículas líquidas de humidade de correntes orgânicas;

a. Remoção de humidade de correntes de oleodutos de combustível
b. Filtração de combustível diesel em veículos motorizados.

2. Separação de partículas orgânicas líquidas de correntes aquosas.

a. Limpeza ambiental de correntes residuais de água oleosa
b. Purificação de água potável e aplicações de alta pureza na indústria
c. Remoção de óleo indesejado em refrigerantes à base de água usados para operações de metalurgia.
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Fonte: I.M. Hutten, Handbook of Nonwoven Filter Media, Butterworth-Heinemann, 2015