La importancia de la filtración del aire
Purificación de gases por filtración
Los gases comprimidos están frecuentemente contaminados con sustancias y partículas indeseables, introducidos durante el proceso, compresión y almacenaje.
Existen en el mercado diferentes filtros que pueden ser usados para retirar los contaminantes de los gases, y la selección exacta de éstos depende del tamaño de partículas a remover y de la corrosividad del gas.
El bronce y acero inoxidable sinterizados, fibra metálica y filtros de espuma de metal son usados para la remoción de partículas de 5 a 10 µm, en cambio, para partículas de 0.2 µm o menores, se hace más efectivo utilizar membranas de teflón poroso u otro medio con tamaño de poro absoluto. Estas membranas, incluso, son capaces de retener partículas hasta de 0.01 µm en su matriz por mecanismos de retención como la adsorción. El conocer los datos de presión contra flujo del filtro membrana en sus diferentes poros, facilita el cálculo del tamaño del filtro necesario para un propósito en particular.
En situaciones especiales se recurre a los filtros coalescentes, los cuales atrapan aerosoles por efecto de coalescencia, que consiste en la formación de gotas que pasan gradualmente a través del medio filtrante y se colectan por fuera del mismo, donde el líquido puede drenarse fácilmente del portacartuchos evitando así que se mezcle con el gas. Tanto en este sistema como en otros (especialmente con filtros de poro absoluto) el elemento deberá cambiarse cuando se alcanza un valor alto no satisfactorio en la caída de presión, procurando estar siempre alerta de no rebasar las presiones diferenciales máximas recomendadas de los filtros, pues de no ser así, se corre el riesgo de colapsar tanques y/o de recibir partículas incluyendo fragmentos del mismo filtro en lugar de un gas limpio.
Filtración estéril de aire
En la actualidad, el uso principal de los filtros de aire en la industria es la esterilización de aire o gases. Para confirmar que el aire podrá ser esterilizado, se requiere entre otras pruebas la validación de los filtros, utilizando por lo general aerosoles virales Ф - 174 y bacterianos de Brevundimonas diminuta con cuentas viables, a determinar antes y después de la filtración por membrana.
Venteo de aire estéril
Es muy común encontrar esta operación en laboratorios e industrias. Cuando las soluciones se dispensan a recipientes cerrados, se debe reemplazar con aire el volumen del líquido descargado.
Otra aplicación es el venteo de aire estéril en el ciclo de enfriamiento de las autoclaves. Entre las ventajas de utilizar filtros hidrofóbicos en todas estas aplicaciones, está la baja permeabilidad del agua permitiendo el paso del aire cuando el líquido es removido.
Aire estéril para fermentadores
La esterilización de aire para fermentadores se ha practicado por muchos años. Sin embargo, las ventajas que ofrece un filtro absoluto de membrana han ido cambiando su práctica, pues este brinda seguridad y economía.
- Los filtros de membrana ofrecen retención absoluta de partículas mayores al tamaño de poro, mientras que los de profundidad solo tienen retención nominal.
- La eficiencia de retención de los filtros de membrana es independiente de la presión diferencial o de la velocidad de flujo.
- Los filtros de membrana no son susceptibles al shock neumático. Con los filtros de profundidad se puede provocar disgregación de partículas hasta el fermentador.
- Los filtros de membrana no desprenden partículas al fermentador, mientras que el filtro de profundidad puede desprender material fibroso.
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Filtro de Profundidad |
Filtro de Membrana o Superficie |
- El trabajo de los filtros de membrana no se ve afectado por la humedad, mientras que el de los filtros de profundidad se ve degradado cuando se moja.
- Debido a la estructura de los filtros de membrana no hay canalización, mientras que los de profundidad si pueden presentar dicho problema.
- El cálculo para el área del filtro de aire en un fermentador es un poco más complicado que para el autoclave. La velocidad del flujo de aire debe ser dada en pies cúbicos por minuto (CFM) aunque a veces se requiere en pies cúbicos stándard por minuto, esto es: volumen de gas a la presión stándard de una atmósfera ó 14.7 psi.
Dimensionamiento de sistemas
La selección del filtro hidrofóbico para la filtración o venteo esta íntimamente ligado al gasto de aire requerido en el primer caso y al volumen del recipiente que será venteado. Podemos citar desde un disco pequeño hasta un cartucho, pasando por tamaños intermedios suficientes para tanques de 500 a 1000 litros. Es importante determinar el ∆P ya que es una función de la cabeza hidráulica del fluido mas cualquier perdida por fricción en las líneas. Se debe considerar conservar el ∆P lo más bajo posible para compensar el taponamiento.
Determinaciones analíticas
Otras aplicaciones que no queremos dejar de mencionar, ya que aportan información muy importante a todo lo relacionado con el medio ambiental, son las determinaciones analíticas de contaminantes en el aire, partículas no deseadas, microorganismos y sustancias volátiles.
Proveedores de filtración esterilizante
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