Pramoninio filtravimo srityje tik kelios aplinkos yra tokios pavojingos kaip tos, kuriose naudojama ozono dezinfekcija ir agresyvios cheminės oksiduojančios medžiagos. Standartiniai polimero{1}}filtrai greitai genda. Nerūdijantis plienas, nors ir tvirtas daugelyje situacijų, pasiduoda duobėms ir korozijai. Dėl to proceso inžinieriams kyla svarbus klausimas: kokia medžiaga gali patikimai atlaikyti šias sąlygas, išlaikant filtravimo vientisumą?
Atsakymas, patvirtintas dešimtmečius cheminių ir vandens valymo programų, yra titano sukepinto filtro kasetė. Dėl unikalaus medžiagų savybių derinio jis yra ne tik perspektyvus pasirinkimas, bet ir vienintelis logiškas pasirinkimas tokioms ekstremalioms darbo aplinkoms.
Pagrindinis iššūkis: oksidacinis skaidymas
Ozonas (O₃) yra viena iš galingiausių dezinfekuojančių medžiagų. Nors jis labai veiksmingas neutralizuojant patogenus, jis yra chemiškai agresyvus daugumai filtravimo terpių. Polimerinės membranos tampa trapios ir įtrūkusios. Standartiniai metaliniai filtrai greitai oksiduojasi, o tai lemia laikmenos migraciją ir sistemos gedimą.
Titano sukepinto filtro kasetė tai išsprendžia medžiagos lygmeniu. Titanas, veikiamas deguonies arba ozono, iš karto sudaro stabilų, prilipusį ir nuolatinį pasyvų titano dioksido (TiO₂) sluoksnį. Šis sluoksnis yra chemiškai inertiškas ir savaime{2}}gyja; subraižytas ar pažeistas, jis akimirksniu atsinaujina{3}}, kai yra deguonies. Ši būdinga savybė suteikia išskirtinį atsparumą oksidacijai, kurį gali prilygti tik kelios kitos medžiagos.
Skirtingai nuo dangų, kurios gali nuskilti arba nusidėvėti, šis pasyvintas sluoksnis yra medžiagos metalurginės struktūros dalis. Tai užtikrina ilgalaikį stabilumą nuolat sklindant ozonui ir didelės{2}}koncentracijos ozono aplinkoje, kur kiti metalai katastrofiškai sugestų.
Sukurta atsižvelgiant į cheminį sunkumą: didesnis nei standartinis atsparumas korozijai
Titano cheminis atsparumas neapsiriboja ozonu. Duomenys patvirtina, kad titano sukepinti filtrai atlaiko įvairių agresyvių terpių poveikį, įskaitant mažos-koncentracijos druskos rūgštį (＜3%), sieros rūgštį (＜5%), azoto rūgštį, natrio hidroksidą, jūros vandenį ir įvairius chloridus (geležies, vario, gyvsidabrio, chromo, mangano).
Šis platus cheminis suderinamumas yra labai svarbus cheminio apdorojimo programose, kuriose tiekimo srautai skiriasi arba kai valymo -vietoje- (CIP) protokolai apima rūgščių, bazių ir oksidatorių kaitaliojimą. Titano stabilumas užtikrina, kad filtro elementas netaptų užteršimo šaltiniu dėl -produktų korozijos.
Struktūrinis vientisumas esant šiluminiam ir mechaniniam įtempimui
Oksiduojančią aplinką dažnai lydi aukšta temperatūra. Ozono tirpimas ir daug katalizinių cheminių reakcijų vyksta esant aukštesnėms šiluminėms sąlygoms. Sukepintos titano kasetės gaminamos naudojant aukštos- temperatūros sukepinimo procesą, kurio metu titano miltelių dalelės sujungiamos į standžią, porėtą matricą. Taip gaunama struktūra, kuri išlaiko vientisumą iki 280 laipsnių (536 laipsnių F) darbinėje temperatūroje, o kai kuriose konfigūracijose gali atlaikyti iki 371 laipsnio smailes.
Be to, sukepinimo procesas pašalina rišiklių ar dervų poreikį, kurie galėtų chemiškai suirti. Visiškai -metalinė konstrukcija užtikrina aukštą mechaninį stiprumą, o atsparumas gniuždymui paprastai viršija 3,0 MPa ir gali atlaikyti diferencinį slėgį iki 17,4 baro (250 psid) į priekį. Šis tvirtumas yra būtinas aukšto{6} slėgio atvirkštiniam filtravimui (atbuliniam plovimui) ir procesams, susijusiems su slėgio šuoliais.
Nulinės žiniasklaidos migracijos: grynumo reikalavimas
Farmacijos tarpinėje gamyboje ir didelio{0}}grynumo vandens valymui filtro vientisumas yra svarbiausias dalykas. Viena iš svarbiausių filtravimo pavojų yra terpės migracija{2}}filtro skaidulų ar dalelių išsiliejimas į produkto srautą.
Titano sukepinti filtrai pasižymi tai, kad „nėra-laisvai krintančių dalelių“ arba „neišsiskiria dalelės“. Sukepinta struktūra sukuria vingiuotą kelią, kurio poros pasiskirsto tolygiai, tačiau dėl to, kad matrica yra metalurgiškai sujungta, nėra skaidulų, kuriuos būtų galima nutraukti. Tai atitinka griežtus farmacijos GMP standartų ir maisto perdirbimo taisyklių reikalavimus, užtikrinant, kad pats filtras netaptų teršalų šaltiniu.
