Carcasas de cartuchos plisados para la filtración de procesos de alta claridad

Un cartucho plisado determina el grado de retención de una etapa de filtración final, pero es la carcasa la que decide si ese grado se alcanza en la práctica. Si el cartucho no encaja bien, si las superficies en contacto con el líquido no son adecuadas para el producto o si no hay nada que proteja el cartucho en la fase previa, el resultado de la filtración no se corresponderá con lo indicado en la ficha técnica. Para quienes se dedican al tratamiento de aguas de proceso, bebidas, soluciones químicas, recubrimientos o alimentación previa a la membrana, la verdadera decisión no es simplemente “qué grado de filtración en micras”. Es “qué carcasa, junta, material y protección aguas arriba permitirán mantener ese grado”. Esta guía explica cómo especificar una carcasa para cartuchos plisados en aplicaciones en las que la claridad es fundamental, en qué casos es más adecuado utilizar filtración con bolsas antes de ella y qué hay que confirmar con el proveedor antes de realizar el pedido.

¿Qué controla una carcasa de cartucho plisada?

Una carcasa de cartuchos plisados es un recipiente a presión en el que se alojan uno o varios cartuchos plisados, de modo que todo el líquido de proceso pasa a través del medio filtrante en lugar de rodearlo. El cartucho determina la retención de partículas. La carcasa controla cuatro aspectos que determinan si se logra dicha retención:

Integridad del sello: La tapa del cartucho, la junta o la junta tórica y la superficie de sellado deben encajar perfectamente; de lo contrario, el líquido se filtrará a través del medio filtrante.
Trayectoria del flujo y caída de presión: El dimensionamiento de las entradas y salidas, el número de posiciones para los cartuchos y la ventilación influyen en la distribución del caudal y en la presión diferencial.
Materiales en contacto con el líquido y facilidad de limpieza: El tipo de aleación, el acabado superficial y los elastómeros deben ser adecuados para el líquido, la temperatura y cualquier producto químico de limpieza.
Facilidad de mantenimiento: El tipo de cierre y el acceso determinan la rapidez y la precisión con las que se pueden cambiar los elementos.

Considera el cartucho y la carcasa como un único producto, no como dos compras independientes.

¿Por qué los filtros plisados son adecuados para aplicaciones que requieren una alta claridad?

El plisado permite plegar una gran superficie de filtro en un cartucho compacto. Para un caudal determinado, esa superficie reduce la velocidad frontal y la caída de presión en comparación con un elemento no plisado de las mismas dimensiones, razón por la cual los cartuchos plisados se utilizan habitualmente como filtros finales o de pulido. Su punto débil es su limitada capacidad de retención de impurezas. Al tratarse de filtros orientados a la superficie, las cargas elevadas de sólidos acortan rápidamente su vida útil.

Las declaraciones de retención deben leerse con atención. “Nominal” y “absoluto” son términos definidos por los fabricantes, y no constituyen una norma universal única, por lo que una clasificación no tiene mucho sentido sin el método de ensayo y la eficiencia para un tamaño de partícula determinado. Explicación de los coeficientes beta en la lubricación de maquinaria describe cómo se obtienen los índices beta a partir de ensayos de múltiples pasadas según la norma ISO 16889, un método elaborado para elementos filtrantes de sistemas hidráulicos. Este cálculo resulta útil para comparar presupuestos: un índice beta de 100 para un tamaño determinado significa que se eliminan 99% de partículas de ese tamaño, mientras que un índice beta de 10 significa 90%. Los fabricantes de cartuchos para líquidos de proceso pueden indicar la eficiencia de forma diferente, por lo que conviene preguntar qué método se ha utilizado para obtener esa cifra.

Cuando el requisito es la retención de bacterias, la reivindicación correspondiente es diferente. La Resumen del método de ensayo ASTM F838-20 describe cómo determinar la retención bacteriana de los filtros de membrana utilizados en la filtración de líquidos, mediante Brevundimonas diminuta como organismo de prueba. Se trata de una cuestión relacionada con la validación de los cartuchos de membrana. No lo des por sentado en el caso de los cartuchos de profundidad o de los cartuchos estándar de polipropileno plisados.

Especificaciones de la carcasa que determinan la claridad en condiciones reales

Interfaz del cartucho: longitud, tapas de los extremos y juntas

Elige la carcasa que se adapte al cartucho que vayas a utilizar. Las longitudes estándar más habituales son 10, 20, 30 y 40 pulgadas, y los distintos tipos de tapas, como las de doble extremo abierto (DOE), 222 y 226, utilizan diferentes métodos de sellado. Una incompatibilidad entre la tapa y el asiento supone un riesgo de derivación que ningún grado de filtración en micras puede compensar. Guía sobre las carcasas de cartuchos de un distribuidor estadounidense enumera los mismos cuatro criterios de compatibilidad (longitud, diámetro, tapa y tipo de junta). También señala que algunas carcasas admiten varios tipos de tapas mediante placas adaptadoras.

Los formatos de gran diámetro son un caso aparte. El Carcasa de cartucho de acero inoxidable de 20 pulgadas, estilo «Big Blue» figura como un recipiente de un solo elemento con orificios de entrada y salida roscados y un cierre rápido con anillo de sujeción. La página asocia este formato a cartuchos de hasta aproximadamente 4,5 pulgadas de diámetro. Antes de combinarlo con un elemento plisado, comprueba el diámetro exterior del cartucho, la tapa del extremo y el método de sellado comparándolos con el plano de la carcasa.

Materiales y acabado superficial

El acero inoxidable SS304 es una opción habitual para aplicaciones generales relacionadas con el agua y el sector industrial. El acero inoxidable SS316L suele especificarse cuando la presencia de cloruros, productos químicos de limpieza o la pureza del producto plantean riesgos de corrosión y contaminación. El acabado superficial es tan importante como el tipo de acero en las líneas higiénicas. Las partes internas pulidas o electropulidas son más fáciles de limpiar, y la pasivación tras la fabricación mejora la resistencia a la corrosión. Solicite al proveedor las especificaciones del acabado, el método de acabado de las soldaduras y los certificados de los materiales, en lugar de conformarse con una descripción general del tipo “pulido espejo”.

Juntas, presión y temperatura

La presión nominal de la carcasa es un límite máximo, no una condición de funcionamiento. El límite real lo marca el componente con menor resistencia. El compuesto de las juntas, los medios filtrantes de los cartuchos y las tapas de los extremos suelen fallar antes que el recipiente de acero inoxidable. Entre las opciones habituales de juntas se incluyen el NBR, el EPDM, la silicona, el FKM y el PTFE, y cada una tiene una tolerancia diferente a la temperatura, a los productos químicos de limpieza y al líquido de proceso. El elastómero debe adaptarse tanto a la composición química del CIP como al producto.

Medición de la ventilación, el drenaje y la presión diferencial

El aire atrapado bajo la tapa provoca un humedecimiento desigual y puede alterar el funcionamiento de una línea sanitaria. Una válvula de purga, una válvula de drenaje y los manómetros de entrada y salida son elementos de bajo coste. Hacen que la puesta en marcha sea repetible y proporcionan al operario una lectura de la presión diferencial, que es el principal indicador del nivel de carga del cartucho.

¿Qué tipo de vivienda se adapta mejor a cada trabajo?

La tabla compara los formatos de alojamiento que probablemente evaluará un comprador de esta categoría. Las cifras son las publicadas en las páginas de productos de LY Filter en el momento de su revisión. Varían según el modelo y dependen de la junta, la bolsa y el cartucho seleccionados, por lo que deben considerarse puntos de partida para una solicitud de presupuesto y no garantías.

Formato de alojamiento	Función habitual en la línea de producción	Elemento retenido	Datos publicados (páginas de productos)	Principal dilema
Carcasa para un solo cartucho de gran diámetro (tipo «Big Blue»)	Fase final o de pulido con un caudal moderado	Un cartucho de gran diámetro	Acero inoxidable; orificios roscados; cierre con anillo de sujeción	Un solo elemento limita la capacidad; comprueba que el cartucho encaje correctamente
Carcasa de una sola bolsa (entrada superior, entrada lateral o tapa abovedada)	Prefiltración previa a la etapa del cartucho	Bolsa #1 o #2 (en algunos modelos, hasta #5)	SS304/316L; filtros de bolsa de 1 a 200 μm; hasta 10 bar; hasta 120 °C, dependiendo de las juntas y la bolsa	El filtrado con bolsa no sustituye al pulido final
Carcasa sanitaria Tri-Clamp para una sola bolsa	Prefiltración higiénica	Bolsa #1 o #2	SS304/316L; caudal de hasta 40 m³/h; máx. 95 °C	Temperatura indicada más baja que en otros modelos de bolsas
Carcasa para varias bolsas	Prefiltración de alto caudal	De 3 a 12 bolsas #2	50-300 m³/h; hasta 10 bar; conexiones con bridas	Mayor superficie de apoyo y cubierta más pesada
Carcasa del filtro de vapor	Protección de las tuberías de vapor de proceso	Elementos de acero inoxidable sinterizados o plisados	1, 5 o 25 μm; máx. 150 °C; DN50–DN150 con bridas	Una función distinta de la claridad del líquido

Por qué los filtros de mangas deben instalarse antes que los cartuchos plisados

Las carcasas de bolsas que se describen a continuación alojan bolsas filtrantes en cestas de soporte perforadas, no cartuchos plisados, por lo que no constituyen una alternativa a la etapa final. Su función es protegerla. Una etapa de bolsas tiene una elevada capacidad de retención de impurezas por cambio y un menor coste por elemento. Un cartucho plisado ofrece una retención más fina y mejor definida, pero se obstruye antes. Colocar la etapa de alta capacidad en primer lugar permite que cada elemento realice la función para la que está diseñado.

Consideremos un ejemplo ilustrativo (no se trata de un caso real de un cliente). Una planta filtra un líquido de proceso mediante un cartucho plisado de malla fina y se ve obligada a cambiar los cartuchos con frecuencia porque el flujo de entrada contiene incrustaciones y residuos de las tuberías. Añadir una etapa previa con una bolsa de malla más gruesa podría prolongar la vida útil del cartucho, pero el beneficio depende de la distribución del tamaño de las partículas del flujo de entrada. Un recuento de partículas, o al menos un análisis de los sólidos presentes en la línea de alimentación, constituye una base más sólida para la decisión que una regla empírica.

A carcasa de filtro de bolsa única de acero inoxidable Es el punto de partida habitual. El diseño que se muestra utiliza una cesta de soporte perforada, un cierre con perno de ojo giratorio y un flujo con entrada lateral y salida inferior, con conexiones roscadas, con brida o Tri-Clamp disponibles.

El tipo de entrada de flujo influye en cómo se carga y se cambia la bolsa:

A Carcasa de filtro de bolsa de acero inoxidable con entrada superior dirige el líquido directamente hacia la bolsa. En la página del producto se indica que esto ayuda a mantener la bolsa en su sitio y reduce la probabilidad de que el líquido se escape por el sellado de la bolsa. Esto es importante, ya que los sólidos que se deslizaran por la bolsa acabarían en el cartucho situado más adelante.
A carcasa de filtro de bolsa con entrada lateral Utiliza un recorrido sencillo, de «de dentro hacia fuera» y «de abajo hacia arriba», y es adecuado para tuberías fijas en las que la prioridad es poder cambiar la bolsa con facilidad.
A Carcasa de una sola bolsa con tapa abovedada Cuenta con una cubierta de apertura total y está disponible para sacos de los tamaños #1 a #5, lo que ofrece mayor flexibilidad en cuanto a la longitud y la superficie de los sacos para cargas más pesadas.

Cuando un depósito de bolsa no puede soportar el caudal, un carcasa de filtro de bolsas múltiples de acero inoxidable distribuye la carga entre tres y doce bolsas. En la página se indican caudales de entre 50 y 300 m³/h, señalando que la cifra real depende del número de bolsas, el grado de filtración en micras y las condiciones de funcionamiento.

Líneas sanitarias: uso en los sectores alimentario, de bebidas y farmacéutico

En aplicaciones higiénicas, especifica la carcasa de acuerdo con los principios de diseño higiénico, y no solo en función del tipo de acero inoxidable. Resumen de la norma BPE elaborado por la ASME Señala que la norma abarca los materiales, los requisitos de superficie y el diseño en lo que respecta a la facilidad de limpieza y la esterilidad, entre otros aspectos. La decisión de si un proyecto concreto requiere equipos que cumplan con la norma BPE corresponde al responsable del proceso y al equipo de calidad. Las mismas preguntas se aplican a cualquier instalación alimentaria o farmacéutica. ¿Se puede vaciar por completo? ¿Hay hendiduras en las que pueda acumularse el producto? ¿Resisten las juntas el régimen de limpieza?

Para la prefiltración en estas líneas, se utiliza un Carcasa sanitaria para filtro de bolsa con conexión Tri-Clamp Utiliza una abrazadera de apertura rápida en lugar de un cierre con varios pernos, lo que agiliza el cambio de bolsas. Su temperatura máxima indicada es de 95 °C, inferior a los 120 °C que indican otros modelos de bolsas, por lo que conviene comprobarla antes de cualquier etapa de CIP a alta temperatura. Para la etapa final de plisado, especifique el acero 316L y solicite por escrito el acabado superficial y los certificados. Pregunte también qué documentos de conformidad (como las declaraciones de materiales en contacto con alimentos) se aplican a las juntas y al cartucho, así como a la carcasa.

El vapor es un problema de filtración aparte

Las plantas que utilizan vapor de proceso a veces amplían la revisión del sistema de filtración a las tuberías de vapor, donde las incrustaciones y las partículas de corrosión pueden llegar a los equipos situados aguas abajo. El Carcasa de filtro de vapor de acero inoxidable OEM Se comercializa con elementos de acero inoxidable sinterizados o plisados con un tamaño nominal de 1, 5 o 25 μm, una temperatura máxima de 150 °C, una presión máxima de 10 bar y conexiones con bridas de DN50 a DN150.

Esta función es distinta de la de garantizar la claridad del líquido. Los cartuchos plisados de polímero suelen seleccionarse para líquidos a temperaturas más bajas, por lo que no se debe dar por sentado que un cartucho o una carcasa para líneas de líquido sean adecuados para el vapor. Especifique los filtros de vapor por separado, indicando la presión de funcionamiento, la gestión del condensado y los equipos situados aguas abajo que se desean proteger.

Cuando un cartucho de mayor precisión no es la solución adecuada

Se suele dar por sentado que un producto más claro implica una clasificación más fina. Esto solo es cierto hasta cierto punto. Un cartucho de mayor finura en una alimentación sin protección se satura más rápido, aumenta antes la presión diferencial y incrementa el número de cambios. El coste por volumen filtrado puede aumentar incluso si se alcanza el objetivo de claridad. En algunos casos, la mejor solución es añadir o mejorar la etapa anterior, o corregir un derivación en la carcasa, en lugar de aumentar el grado de filtración del cartucho.

Un cartucho de mayor eficiencia instalado en una carcasa mal sellada también puede ofrecer un rendimiento inferior al de un cartucho de menor capacidad de retención que esté correctamente asentado. Esto no significa que las capacidades de retención finas sean innecesarias. Cuando el proceso posterior es sensible (una membrana, una línea de llenado o una zona estéril), la capacidad de retención fina es un requisito imprescindible. La clave está en establecer el grado de filtración en función de las necesidades del proceso y, a continuación, ajustar los detalles de la etapa previa y de la carcasa para que se mantenga dicho grado.

Prácticas de funcionamiento y mantenimiento que protegen la claridad

Anote la presión diferencial limpia al instalar un cartucho nuevo y, a continuación, compárela con el límite máximo indicado por el fabricante del cartucho. Las recomendaciones publicadas sobre la sustitución varían. La guía para distribuidores mencionada anteriormente Indica aproximadamente 30 psi para los cartuchos, aunque el límite para un elemento concreto depende de su diseño y del proceso. Utiliza la ficha técnica del cartucho, no una cifra genérica.

Cada vez que se produzca un cambio:

Revisa la junta o la junta tórica y cámbiala si está aplastada, agrietada o hinchada.
Comprueba que las superficies de sellado no presenten arañazos ni residuos.
Pura el aire durante la puesta en marcha para que el cartucho se humedezca de manera uniforme.
Vuelve a comprobar la presión diferencial tras las primeras horas de funcionamiento.

Una disminución del caudal, un cambio en la claridad o una variación en la presión diferencial en arranque en seco son motivos para comprobar si hay algún problema de estanqueidad antes de sustituir el cartucho por uno de mayor finura.

¿Qué deben especificar los compradores antes de solicitar un presupuesto?

Envía esta información al proveedor para que el presupuesto se ajuste a tus necesidades reales:

Líquidos y sólidos: tipo de líquido, viscosidad, tipo y rango de tamaño de los sólidos, y cualquier recuento de partículas disponible.
Caudal y presión: caudal normal y máximo, presión de funcionamiento y de diseño, y presión diferencial admisible.
Temperatura y limpieza: temperatura de funcionamiento, además de los productos químicos y la temperatura utilizados en los procesos CIP o SIP.
Detalles del cartucho: longitud, diámetro, tipo de tapa, tipo de junta, material filtrante y clasificación, además de la marca y el modelo si se trata de un cartucho ya existente.
Detalles de la vivienda: número de posiciones para cartuchos, acero inoxidable 304 o 316L, acabado superficial, tipo y tamaño de conexión, tipo de cierre y accesorios (ventilación, drenaje, manómetros).
Prefiltración: si es necesario un paso de envasado en bolsas, así como la clasificación y el formato deseados de las mismas.
Cumplimiento normativo y documentación: certificados, informes de finalización, requisitos para recipientes a presión y mercado objetivo.
Condiciones comerciales: la cantidad, tanto si se trata de un pedido puntual como de un programa OEM, la aprobación de muestras o planos, y el calendario de entrega.

Las páginas de LY Filter describen el suministro para fabricantes de equipos originales (OEM) y para proyectos a granel, por lo que estos detalles también determinan si un modelo estándar es adecuado o si se necesita una configuración a medida.

Preguntas frecuentes

¿Para qué sirve una carcasa de cartucho plisada? Alberga cartuchos filtrantes plisados en un recipiente a presión sellado, de modo que todo el líquido pasa a través del medio filtrante. Se utiliza habitualmente para la filtración final o de pulido, en la que son importantes un grado de retención definido, una baja caída de presión y una claridad constante.

¿Es necesario instalar un filtro de mangas antes de una carcasa de cartuchos plisados? No siempre, pero la etapa de filtro de bolsa suele resultar útil cuando el fluido de alimentación contiene una cantidad significativa de sólidos. Las bolsas retienen más suciedad por cada cambio, lo que puede prolongar la vida útil del cartucho. Para tomar esta decisión, conviene basarse en una muestra del fluido de alimentación o en un recuento de partículas.

¿Es necesario utilizar acero 316L para una carcasa de cartucho plisada? No es adecuado para todas las tuberías. El acero inoxidable 304 es adecuado para aplicaciones generales con agua. El acero inoxidable 316L suele ser la opción preferida para cloruros, productos químicos de limpieza agresivos, así como para aplicaciones alimentarias, de bebidas o farmacéuticas. Consúltalo con el responsable del proceso y realiza una comprobación de corrosión.

¿Cuál es la diferencia entre los valores nominales y absolutos en micras? Ambos son términos definidos por el fabricante. Las clasificaciones absolutas implican una mayor retención, respaldada por ensayos, para un tamaño determinado, mientras que las clasificaciones nominales son más flexibles. Solicita información sobre el método de ensayo, el porcentaje de eficiencia y el tamaño de las partículas.

¿Cómo sé cuándo hay que cambiar un cartucho plisado? Controle la presión diferencial a partir del valor inicial de limpieza y sustituya el cartucho cuando se alcance el límite final indicado por el fabricante, o antes si disminuye el caudal o la transparencia. Los umbrales genéricos varían, por lo que debe guiarse por la ficha técnica del elemento.

¿Se puede utilizar la misma carcasa para la filtración de vapor? Por lo general, no. El vapor requiere carcasas y elementos metálicos diseñados para soportar la temperatura y la presión correspondientes, además de un sistema de gestión del condensado. Los cartuchos y las carcasas de la línea de líquido no deben reutilizarse con vapor sin la confirmación por escrito del proveedor.