La giusta soluzione di filtro in linea per compressori d'aria

Particolato: i particolati nell'aria compressa sono piccoli frammenti di materiale come polvere, sporco e/o polline, nonché frammenti di metallo sfusi. A seconda della sensibilità dell'applicazione e/o del processo, il contatto con le particelle può danneggiare il prodotto finale. Possono inoltre causare ritardi nella produzione e problemi di controllo qualità, nonché l'insoddisfazione dei clienti.

Aerosol: gli aerosol sono composti da piccole goccioline di liquido contenute all'interno del sistema dell'aria compressa, in particolare nelle macchine a iniezione d'olio. Gli aerosol vengono creati dal lubrificante. Pertanto, l'olio utilizzato nel compressore può essere dannoso sia per i prodotti che per le persone se non trattato correttamente.

Vapori: in un sistema dell'aria compressa, i vapori sono costituiti da lubrificanti e da qualsiasi altro liquido che si è trasformato in gas. Tali vapori richiedono uno speciale filtro a carbone attivo per poter essere rimossi dal sistema.

Ora che conosciamo meglio i contaminanti descritti sopra, esaminiamo i metodi di filtrazione utilizzati.

Polveri: le polveri presenti nelle reti dell'aria compressa sono residui di materiale solido come polvere, sporcizia e pollini provenienti dall'aria ambiente, nonché particelle metalliche derivanti dall'eventuale corrosione dei tubi. A seconda della sensibilità dell'applicazione e/o del processo in questione, il contatto con le particelle può risultare dannoso per il prodotto finale e causare quindi ritardi della produzione e problemi di qualità, per non parlare della possibile insoddisfazione dei clienti. Aerosol: gli aerosol sono costituiti da goccioline di liquido che possono essere contenute nelle reti dell'aria compressa, l'olio in particolare è presente quando si utilizzano compressori lubrificati e, se non vengono trattati correttamente, possono risultare dannosi sia per i prodotti sia per le persone. Vapori d’olio: l’utilizzo di compressori lubrificati determina la presenza di vapori d’olio nelle reti dell'aria compressa. Per la loro rimozione sono necessari filtri ai carboni attivi.

Nei filtri antiparticolato a secco vengono utilizzati tre meccanismi principali per rimuovere le particelle solide dall'aria compressa. Queste tre forze contribuiscono all'efficienza complessiva del filtro.

Impatto inerziale: l'impatto inerziale è un processo in cui le particelle troppo pesanti per seguire il flusso di aria compressa rimangono intrappolate nell'elemento filtrante dell'aria compressa. Quanto più le particelle sono grandi, tanto più è facile separarle.

Intercetto: l'impatto inerziale è un processo in cui le particelle più pesanti, non riuscendo a seguire il flusso di aria compressa, rimangono intrappolate nell'elemento filtrante. Quanto più le particelle sono grandi, tanto più è facile catturarle.

Diffusione: si verifica una diffusione quando le particelle piccole si muovono in modo irregolare su tutta la superficie invece di seguire il flusso dell'aria compressa. Il percorso seguito durante questo movimento irregolare è causato dalle collisioni fra le particelle e altri costituenti gassosi, un fenomeno detto moto browniano. Poiché le particelle hanno una traiettoria casuale e possono muoversi liberamente, è molto più facile e probabile che vengano intercettate e rimosse dall'elemento filtrante. La diffusione consente di separare le particelle più piccole con maggiore facilità di quelle più grandi. 

Per rimuovere gli aerosol e i vapori si utilizzano due tipi di filtri. I filtri a coalescenza vengono utilizzati per rimuovere i liquidi e alcuni particolati, mentre per rimuovere i vapori dall'aria compressa si utilizza l'adsorbimento.

Coalescenza: i filtri a coalescenza vengono utilizzati per rimuovere aerosol e particolati, ma non sono efficaci per la rimozione dei vapori. Il processo di coalescenza consiste nel riunire piccole goccioline di liquido per formare goccioline grandi. Al crescere delle loro dimensioni, le goccioline cadono dal filtro in un separatore di umidità, dando luogo a un flusso d'aria compressa pulita e secca.

Adsorbimento: l'adsorbimento è un processo chimico utilizzato per rimuovere lubrificanti gassosi o vapori. Tale processo consiste nella formazione di legami fra i vapori e la superficie dell'elemento filtrante (adsorbente). I filtri a carbone attivo sono utilizzati comunemente poiché attraggono i vapori di olio.

Poiché con l'andare del tempo i vapori di olio ricoprono la superficie del carbone attivo, è essenziale sostituire il filtro prima che sia saturo. In caso contrario, l'olio entrerebbe nel sistema dell'aria.

Inoltre, è necessario utilizzare un filtro antipolvere a valle di quello a carbone attivo, poiché è possibile che si verifichi la fuoriuscita di piccole particelle di carbone che penetrano nel flusso dell'aria.

Per valutare i potenziali danni che l'olio può causare al sistema dell'aria compressa, è importante comprendere le attrezzature e i requisiti di base del settore. Se il settore in questione è soggetto a codici sanitari rigorosi e/o le attrezzature utilizzate subiscono l'esposizione a oli o vapori, è fondamentale utilizzare la filtrazione corretta.

Esaminiamo più da vicino i lubrificanti e comprendiamo gli effetti che possono avere sul prodotto finale. Analogamente al particolato, i lubrificanti possono entrare nel sistema dell'aria compressa dall'aria ambiente e dal compressore stesso. Le attività della struttura, come lo scarico di un motore, rilasciano nell'aria ambiente idrocarburi come gli aerosol di olio, in grado di compromettere la qualità dell'aria e causare guasti delle attrezzature

Anche i compressori d'aria a iniezione d'olio rilasciano lubrificanti nel sistema dell'aria compressa, causando un aumento dei costi operativi e di manutenzione. I settori come quello dell'elettronica e dei semiconduttori sono particolarmente esposti alla contaminazione da lubrificanti e ciò può determinare perdite di prodotti, mancato rispetto delle scadenze e insoddisfazione dei clienti.

Una filtrazione inadeguata di solito causa la corrosione dei tubi, aumento delle cadute di pressione e possibili danni alle attrezzature, da cui conseguono costosi tempi di fermo macchina e costi imprevisti per le riparazioni. La corrosione può inoltre introdurre una quantità eccessiva di detriti nel sistema delle tubazioni, sottoponendo di conseguenza il compressore a un maggiore sforzo. Ciò comporta un aumento dei consumi energetici e un'usura eccessiva delle parti del compressore.

Nei casi in cui si applicano codici o classi di purezza rigorosi, una filtrazione corretta è fondamentale per conseguire i risultati desiderati. L'unico modo per assicurare una protezione completa del prodotto dalla presenza di oli indesiderati nella rete dell'aria compressa consiste nell'utilizzare compressori oil-free, poiché questo tipo di tecnologia elimina il rischio di contaminazione, fornendo aria compressa pulita e di elevata qualità.

Per estrarre dall'aria le particelle solide di ogni dimensione, i filtri per particolati secchi utilizzano tre meccanismi principali. Impatto inerziale: l'impatto inerziale è un processo in cui le particelle troppo pesanti per seguire il flusso di aria compressa rimangono intrappolate nel supporto in fibra. Quanto più le particelle sono grandi, tanto più è facile separarle. Intercettazione: le particelle più piccole riescono a seguire il flusso d'aria, ma se il loro diametro è maggiore delle dimensioni dei vuoti del supporto filtrante, il medesimo le cattura, agevolando l'eliminazione delle particelle più grandi rispetto a quelle più piccole. Diffusione: si verifica una diffusione quando le particelle piccole si muovono in modo irregolare su tutta la superficie invece di seguire il flusso dell'aria compressa. Il percorso seguito durante questo movimento irregolare è causato dalle collisioni fra le particelle e altri costituenti gassosi, un fenomeno detto moto browniano. Poiché le particelle hanno un intervallo di movimento libero e possono muoversi liberamente, è molto più facile e probabile che vengano intercettate dal supporto filtrante ed estratte dal flusso di aria compressa. La diffusione consente di separare le particelle più piccole con maggiore facilità di quelle più grandi La combinazione di queste tre forze determina l'efficienza complessiva del filtro