מה ההבדל בין פילטר לאלמנט מסנן?

מסננים ממלאים תפקיד הכרחי בתעשייה המודרנית, בחיים ובטכנולוגיה. מטיהור מי השתייה בחיי היומיום ועד לטיהור חומרי גלם כימיים בייצור תעשייתי ועד סינון מידע בעיבוד נתונים, מסננים נמצאים בכל מקום. כדי להבין לעומק את מנגנון העבודה והביצועים של מסננים, חשוב מאוד להבהיר את האלמנטים הפנימיים שלהם.

תוֹכֶן הָעִניָנִים

1. סינון רכיבי חומר
(ט) חומרי סיבים
(II) חומרים נקבוביים
2. אלמנטים פונקציונליים
(ט) חומרים מגנטיים
(II) שרפים לחילופי יונים
3. תמיכה ואלמנטים מבניים
(ט) מסגרות מתכת
(II) טבעות איטום
4. תובנות נתוני תעשייה
(ט) גודל השוק
(II) נתח ביקוש לחומר סינון
5. מגמת התפתחות של אלמנטים מסננים
(I) מחקר ופיתוח של חומר-בביצועים גבוהים
(II) אינטליגנציה ושילוב פונקציונלי
(III) יישום של חומרים ירוקים וידידותיים לסביבה

סינון רכיבי חומר

(ט) חומרי סיבים

סיבים סינתטיים: סיבי פוליאסטר וסיבי פוליפרופילן משמשים בדרך כלל במסננים בין סיבים סינתטיים. לסיבי פוליאסטר יש מאפיינים של חוזק גבוה, עמידות בפני שחיקה ועמידות בפני קורוזיה כימית. הם נמצאים בשימוש נרחב במסנני אוויר ויכולים ליירט ביעילות מזהמים חלקיקים כמו אבק ואבקה באוויר. לדוגמה, במערכת האוורור של מפעלים תעשייתיים, מסנני אוויר ביעילות בינונית- העשויים מסיבי פוליאסטר יכולים לסנן חלקיקים בגודל חלקיקים הגדול מ-1 מיקרון, עם יעילות סינון של עד 85%. סיבי פוליפרופילן משמשים לעתים קרובות במסנני מים בשל יציבותם הכימית הטובה והידרופוביות, ויכולים להסיר ביעילות חומר מרחף, קולואידים וזיהומים אחרים במים. בשלב הטיפול המקדים של מכוני טיהור שפכים, מסנני סיבי פוליפרופילן יכולים להפחית את ריכוז החומר המרחף במים גולמיים מ-100 מ"ג/ליטר לכ-20 מ"ג/ליטר.

סיבים טבעיים: סיבים טבעיים כמו כותנה וצמר יכולים לשמש גם כחומרי סינון. סיבי כותנה הם זולים וזמינים באופן נרחב, ומשמשים בכמה תרחישים פשוטים של סינון נוזלי. למשל, בהכנת יין ביתי בבית, ניתן להשתמש בכותנה כדי לסנן את השאריות ביין. לסיבי צמר יכולת ספיחה מסוימת וניתן להשתמש בהם לסינון חומרים כמו שמן. בסינון שמן מאכל של מפעלים קטנים לעיבוד מזון, מסנני סיבי צמר יכולים להסיר ביעילות זיהומים בשמן ולשפר משמעותית את בהירות שמן המאכל.

(II) חומרים נקבוביים

קרמיקה: חומרים קרמיים מאופיינים בעמידות לטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה וחוזק מכני גבוה, והם מתפקדים היטב בתחומים של סינון גזים בטמפרטורה גבוהה- וסינון נוזלי ברמת דיוק גבוהה. לדוגמה, בטיהור גזי פליטה בטמפרטורה-גבוהה בתעשיית התכת הפלדה, מסננים קרמיים יכולים לפעול ביציבות בסביבת טמפרטורה גבוהה מעל 800 מעלות, ולסנן ביעילות חלקיקי אבק בגז הפליטה, כך שריכוז פליטת גזי הפליטה עומד בתקנים להגנת הסביבה (פחות מ-50mg/m³). בסינון של רפואה נוזלית בתעשיית התרופות, מסננים קרמיים יכולים להשיג סינון-דיוק גבוה, ליירט מיקרואורגניזמים וזיהומים בגודל חלקיקים של פחות מ-0.1 מיקרון, ולהבטיח את הטוהר והבטיחות של התרופה הנוזלית.

פחם פעיל: לפחם פעיל מבנה נקבוביות עשיר ושטח פנים ספציפי עצום, ובעל יכולת ספיחה חזקה. הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומי טיהור אוויר וטיהור מים. במטהרי אוויר פנימיים, מסנני פחם פעיל יכולים לספוג ביעילות גזים מזיקים כגון פורמלדהיד ובנזן, ולהפחית את ריכוז הגזים המזיקים בחדר. נתונים ניסיוניים מראים כי בחדרים ששופצו לאחרונה, השימוש במסנני פחם פעיל יכול להפחית את ריכוזי הפורמלדהיד מ-0.3 מ"ג/מ"ר מתחת ל-0.1 מ"ג/מ"ק בתוך 24 שעות. בטיפול במי שתייה, מסנני פחם פעיל יכולים להסיר ריחות, פיגמנטים וכמה מזהמים אורגניים במים, ולשפר את הטעם והאיכות של מי השתייה.

אלמנטים פונקציונליים
(I) חומרים מגנטיים
חומרים מגנטיים ממלאים תפקיד חשוב בסינון של נוזלים המכילים זיהומים פרומגנטיים. לדוגמה, במערכת מחזור נוזלי החיתוך של תעשיית עיבוד המתכות, מסננים מגנטיים העשויים ממגנטים קבועים או אלקטרומגנטים יכולים לספוג במהירות זיהומים מגנטיים כמו סיבי ברזל ואבקת ברזל בנוזל החיתוך, לשמור על נוזל החיתוך נקי ולהאריך את חיי השירות שלו. על פי הסטטיסטיקה, לאחר שימוש במסננים מגנטיים, ניתן להאריך את מחזור ההחלפה של נוזל חיתוך מהחודש המקורי ל-3-4 חודשים, ולמעשה להפחית את עלויות הייצור. ‏

(II) שרף מחליף יונים
שרף חילופי יונים הוא חומר פולימרי בעל פונקציית חילופי יונים, אשר נפוץ בשימוש בתחום הטיפול במים. שרף חילופי קטונים חומצי חזק יכול להסיר סידן, מגנזיום ויונים אחרים במים, להפחית את קשיות המים ולמנוע היווצרות אבנית. בטיפול במי הדוד, לאחר טיפול במסנני שרף חילופי יונים, ניתן להפחית את קשיות המים מ-300 מ"ג/ליטר (מחושב כסידן פחמתי) מתחת ל-50 מ"ג/ליטר, מה שמגן ביעילות על ציוד הדוד ומפחית את עלויות התחזוקה. שרף חילופי אניונים אלקליין חזק יכול להסיר אניונים כגון יוני כלוריד ויוני סולפט במים כדי לשפר את טוהר המים.

תמיכה ואלמנטים מבניים

(ט) מסגרת מתכת

מסגרת המתכת מספקת תמיכה מבנית למסנן כדי להבטיח שחומר המסנן יישאר יציב במהלך הפעולה. מסגרות נירוסטה נמצאות בשימוש נרחב במסננים בתעשיות הכימיות, המזון ואחרות בשל עמידותן בפני קורוזיה וחוזק גבוה. לדוגמה, במסננים בקווי ייצור של מזון ומשקאות, מסגרות נירוסטה יכולות לעמוד בלחצים וטמפרטורות גבוהות כדי להבטיח פעולה תקינה של מסננים בסביבות ייצור מורכבות. למסגרות סגסוגת אלומיניום יש את היתרונות של משקל קל ועלות נמוכה, והן משמשות לעתים קרובות בחלק מסנני אוויר הדורשים משקל, כגון מסנני מיזוג אוויר לרכב.

(II) טבעת איטום

טבעת האיטום היא מרכיב מפתח כדי להבטיח את איטום המסנן כדי למנוע נזילות או גז לדלוף במהלך תהליך הסינון. טבעות איטום גומי סיליקון בעלות עמידות טובה בטמפרטורה גבוהה ונמוכה וניתן להשתמש בהן בטווח טמפרטורות של -60 מעלות עד 250 מעלות. הם מתאימים לאיטום מסנן בסביבות טמפרטורה גבוהה או נמוכה. טבעות איטום פלואורו בעלות עמידות בפני קורוזיה כימית מצוינת והן ממלאות תפקיד חשוב במסננים הבאים במגע עם חומרים קורוזיביים כגון חומצות חזקות ואלקליות.

תובנות נתוני תעשייה
(I) גודל השוק
על פי נתונים סטטיסטיים של מוסדות מחקרי שוק, גודל שוק המסננים העולמי יגיע ל-45 מיליארד דולר בשנת 2023 וצפוי לגדול ל-65 מיליארד דולר עד 2028, עם שיעור צמיחה שנתי מורכב של 7.5%. ביניהם, שוק המסננים בתחום התעשייתי מהווה את הנתח הגדול ביותר, מגיע ל-40%, ומשמש בעיקר בתעשיות פטרוכימיה, חשמל, מטלורגיה ועוד. ‏

(II) נתח ביקוש של חומרי סינון
בשוק חומרי המסננים, הביקוש לחומרי סיבים סינתטיים מהווה את השיעור הגבוה ביותר, ומגיע ל-35%, בעיקר בשל היישום הרחב שלו בסינון אוויר וסינון מים. הביקוש לחומרי פחם פעיל מהווה 20%. ככל שהדרישות של אנשים לאיכות אוויר ומים ממשיכות לעלות, הביקוש בשוק שלה מראה מגמת צמיחה מתמדת. הביקוש לחומרים קרמיים מהווה 15%, ויישומו בשדות סינון-בטמפרטורה גבוהה ודיוק- גבוה עולה בהדרגה.

מגמת פיתוח של אלמנטים מסננים

(I) מחקר ופיתוח של חומרים-בעלי ביצועים גבוהים

עם השיפור המתמשך של הדרישות של תעשיות שונות לדיוק, יעילות ויציבות סינון, המחקר והפיתוח של חומרי סינון בעלי ביצועים גבוהים- הפכו למגמה. לדוגמה, לחומרי ננו-סיבי יעילות סינון גבוהה יותר ועמידות נמוכה יותר בשל מבנה הנקבוביות הייחודי שלהם, וצפויים להיות בשימוש נרחב בתחומי סינון האוויר וסינון המים. חומרי סינון מרוכבים חדשים משלבים את היתרונות של חומרים שונים כדי לענות על צורכי הסינון בתנאי עבודה מורכבים.

(II) אינטליגנציה ושילוב פונקציונלי

בעתיד, האלמנטים בפילטר יתפתחו לכיוון של אינטליגנציה ושילוב פונקציונלי. המסנן המגנטי משולב עם החיישן כדי לנטר את תכולת הזיהומים המגנטיים בנוזל בזמן אמת ולהתאים אוטומטית את עוצמת הסינון. מסנן שרף החלפת יונים בשילוב עם טכנולוגיית האינטרנט של הדברים יכול לנטר מרחוק את יכולת ההחלפה של השרף, להזכיר בזמן החלפה או התחדשות ולשפר את יעילות הטיפול במים.

(III) יישום של חומרים ירוקים וידידותיים לסביבה

על רקע הגברת המודעות הסביבתית, היישום של חומרי סינון ירוקים וידידותיים לסביבה יגדל בהדרגה. חומרי סיבים טבעיים מתכלים וחומרי סיבים סינתטיים הניתנים למחזור יקבלו יותר תשומת לב להפחתת השפעת הפסולת לאחר שימוש במסננים על הסביבה.

צור קשר