I cinque principali motivi per cui vale la pena utilizzare un filtro a strati performante in nanofibre

1.  Maggiore efficienza iniziale e nel tempo.  Una funzione primaria di un collettore di polveri è di controllare e ridurre al minimo le emissioni generate da un processo produttivo. I filtri nuovi e puliti in genere offrono efficienze inferiori (e quindi emissioni più elevate) rispetto ai filtri con un accumulo di polvere su di essi. Se pulito, uno strato di nanofibre sulla superficie del setto filtrante cattura le particelle di polvere meglio dei filtri puliti sprovvisti di strato in nanofibre, vedi Figura 1. Tale prestazione è resa possibile attraverso diversi meccanismi di filtrazione tra cui intercettazione diretta, diffusione e compressione, vedi Figura 2.

2.  Una minore caduta di pressione attraverso il setto filtrante consente di risparmiare energia.  La maggior parte dei sistemi di raccolta di polveri si basa su una ventola per aspirare aria carica di polvere da una fonte contaminante a un collettore e quindi attraverso il setto filtrante. L'energia (pressione statica) richiesta per spostare l'aria attraverso il sistema di filtrazione definisce le dimensioni necessarie della ventola e, quindi, l'energia effettiva richiesta per far funzionare il sistema. La restrizione creata da un setto filtrante e dal particolato catturato può contribuire in modo significativo al fabbisogno energetico globale della ventola di un sistema. Nei setti filtranti ordinari, gran parte del particolato di polvere filtrato può essere spinto in profondità all'interno dei pori del setto. Tale accumulo in profondità del setto filtrante non può essere pulito così bene come nel caso del particolato accumulato in superficie con un setto filtrante a strato performante in nanofibre, vedi Figura 3. Quando le polveri catturate non possono essere pulite dalla parte più profonda del materiale, vengono creati differenziali di pressione stabili più elevati attraverso il setto filtrante e la domanda di energia aumenta. Poiché il materiale a strato di nanofibre cattura la polvere sulla superficie riducendo l'accumulo in profondità, è in grado di pulire in modo più completo e opera a un differenziale di pressione inferiore attraverso il setto filtrante riducendo il fabbisogno energetico. Limitazioni più basse nei setti filtranti comportano una riduzione dei requisiti energetici complessivi del sistema e minori requisiti della ventola durante la progettazione di un nuovo sistema e nella selezione dei componenti. Sono possibili risparmi energetici ancora maggiori se la ventola del sistema è configurata con un sistema di controllo a frequenza variabile.

3.  Minor consumo di aria compressa richiesto per i sistemi di raccolta della polvere pulita a getto pulsato.  Ottieni un ulteriore vantaggio per un setto filtrante a strato in nanofibre con accumulo in superficie! Come accennato in precedenza, quando la polvere viene catturata sulla superficie di un setto filtrante, richiede una quantità di impulsi di aria compressa molto inferiore rispetto a un setto con accumulo in profondità, vedi figura 4. Un minor numero di impulsi di aria compressa comporta un consumo complessivo inferiore di aria compressa, che a sua volta riduce il fabbisogno energetico del compressore e i costi per il funzionamento dello stesso.

4.  Vita utile del filtro prolungata.  La maggior parte dei filtri per collettori di polveri raggiunge la fine di vita utile quando il setto filtrante è completamente caricato in profondità e non può più essere pulito in misura accettabile per consentire il flusso d'aria di progettazione tramite la ventola disponibile nel sistema. Grazie allo strato di efficienza delle nanofibre e delle caratteristiche di accumulo in superficie, i filtri a strato in nanofibre durano significativamente più a lungo degli elementi filtranti di base tradizionali. Una maggiore durata di vita utile del filtro significa acquistare nuovi filtri meno frequentemente, risparmiando considerevolmente nel tempo. Inoltre, una maggiore durata del filtro riduce la frequenza di costosi tempi di fermo per le attività di manutenzione di sostituzione del filtro.

5.  Flessibilità di configurazione del filtro per la risoluzione dei problemi.  Il setto a strato performante in nanofibre può essere prodotto a partire da una varietà di materiali di substrato e integrato in diverse configurazioni del filtro. Uno strato di nanofibre può essere applicato su substrati di cellulosa, materiale sintetico e spunbond migliorando le prestazioni di ciascuno di questi supporti. I substrati possono essere selezionati per le loro esclusive proprietà antistatiche e di resistenza alla temperatura o all'umidità pur ottenendo i vantaggi degli strati performanti in nanofibre. I filtri a strato performante in nanofibre sono disponibili da anni come filtri a cartuccia, ma i produttori stanno ora offrendo questi setti in configurazioni di filtri a maniche pieghettate e di filtri a pieghe.

L'espansione delle configurazioni dei filtri e la disponibilità di filtri a strato performante in nanofibre di qualità per una più ampia varietà di applicazioni significa che più operatori di collettori di polveri possono cambiare i filtri ordinari, riducendo le loro emissioni, risparmiando energia e migliorando i profitti.

¹ National Nanotechnology Initiative (www.nano.gov)