Renseignez-vous maintenant
Chaque compresseur rotatif à vis ou à piston introduit de l'huile lubrifiante dans le flux d'air, et une partie de cette huile s'échappe sous forme de fines gouttelettes d'aérosol et de vapeur qu'un standard filtre à air comprimé à lui seul, il ne peut pas pleinement capturer. Dans les lignes d'emballage alimentaire, le dosage pharmaceutique, l'assemblage électronique et la pulvérisation de peinture, même des traces d'huile se traduisent par des lots rejetés, des buses obstruées et des surfaces de produits contaminées.
Il est facile de sous-estimer l’ampleur du problème. Un compresseur rotatif à vis à injection d'huile typique de 37 kW peut transporter entre 3 et 5 mg d'huile par mètre cube d'air comprimé au niveau de la bride de sortie avant qu'une étape de filtration ne soit appliquée. Si elle n'est pas traitée, cette charge d'huile s'accumule en aval sous forme de boues dans les canalisations, de vernis sur les sièges de soupape et de résidus sur les pièces finies.
Récupération typique d'huile brute à la décharge du compresseur avant filtration
Limite d'huile résiduelle ISO 8573-1 classe 1 après filtration complète
Étapes de filtration minimales généralement nécessaires pour atteindre un air de classe 1
Atteindre un objectif de faible niveau d’huile résiduelle est rarement l’affaire d’un seul composant. C'est le résultat d'une chaîne de filtration qui élimine le liquide en vrac, puis les gouttelettes d'aérosol, puis les vapeurs d'huile en séquence, chaque étape étant conçue pour une plage de granulométrie différente.
Comprendre où s'inscrit l'élimination des vapeurs d'huile nécessite de voir le cheminement complet depuis la décharge du compresseur jusqu'au point d'utilisation. Sauter une étape ou en sous-dimensionner une déplace la charge de contamination sur le composant suivant et raccourcit sa durée de vie.
Les deux premières étapes éliminent le liquide en vrac, la rouille et le tartre des tuyaux afin qu'ils n'atteignent jamais le milieu coalescent. Le filtre coalescent et l'éliminateur de brouillard fusionnent ensuite les aérosols d'huile submicroniques en gouttelettes plus grosses qui s'écoulent, ne laissant que de la vapeur d'huile, un contaminant en phase gazeuse que la coalescence mécanique ne peut pas piéger. Cette vapeur est la cible de l’étape d’adsorption sur charbon actif.
Les termes filtre coalescent et dévésiculeur sont souvent utilisés de manière interchangeable, mais ils décrivent différents points d'un même mécanisme. Un filtre coalescent est généralement conçu pour éliminer les aérosols jusqu'à environ 1 micron et une teneur en huile résiduelle proche de 0,5 mg/m3. Un dévésiculeur, parfois appelé coalesceur à haute efficacité, cible les gouttelettes submicroniques jusqu'à environ 0,01 micron et pousse l'huile résiduelle vers 0,01 mg/m3, ce qui est conforme à la norme ISO 8573-1 classe 1.
| Scène | Taille des particules cibles | Mécanisme de suppression | Huile résiduelle typique |
|---|---|---|---|
| Pré-filtre | Au dessus de 5 microns | Séparation des vracs et drainage | 3 à 5mg/m3 |
| Filtre coalescent | 1 à 5 microns | Coalescence d'aérosols sur lit de fibres | 0,5mg/m3 |
| Éliminateur de brume | 0,01 à 1 micron | Coalescence de fibres submicroniques | 0,01mg/m3 |
| Tour de charbon actif | Phase vapeur | Adsorption physique | En dessous de 0,003 mg/m3 |
Notez que les chiffres d'huile résiduelle chutent d'un ordre de grandeur à chaque étape, c'est pourquoi sauter le dévésiculeur et passer directement d'un filtre coalescent à une tour à charbon surcharge régulièrement le lit de carbone avec un aérosol liquide qu'il n'a jamais été conçu pour absorber.
Les filtres coalescents mécaniques, aussi fins soient-ils, ne peuvent pas éliminer l'huile en phase vapeur car les molécules de vapeur ne sont pas des gouttelettes et ne fusionneront pas sur les fibres. C'est le travail spécifique d'un dissolvant d'huile à haute efficacité construit autour d’un lit de charbon actif. Lorsque l'air chargé d'huile traverse les granules de carbone, les molécules de vapeur s'adsorbent sur la surface poreuse du carbone par attraction de Van der Waals, laissant le flux d'air essentiellement exempt d'huile.
Les performances du lit de carbone ne sont pas constantes tout au long de sa durée de vie. La capacité d'adsorption diminue à mesure que la structure des pores internes se remplit d'huile, et le taux de déclin dépend de la charge d'huile à l'entrée, de la température de fonctionnement et de l'humidité relative. Un lit qui reçoit de l'air correctement coalescé avec de l'huile résiduelle déjà à 0,01 mg/m3 durera beaucoup plus longtemps qu'un lit chargé d'éliminer l'aérosol brut.
L'alimentation d'une tour de charbon avec de l'air ayant déjà passé un dévésiculeur, plutôt que la décharge brute du compresseur, est l'un des moyens les plus simples de prolonger la durée de vie du lit d'adsorption et de retarder les intervalles de remplacement.
Le matériau du boîtier du filtre est souvent une réflexion secondaire, mais il détermine la résistance à la corrosion, la nettoyabilité et l'adéquation aux environnements hygiéniques. Les boîtiers en acier au carbone avec revêtement interne constituent le choix standard pour l'air industriel général, mais un filtre à air comprimé en acier inoxydable devient nécessaire partout où la chimie des condensats est agressive, l'humidité ambiante est élevée ou l'application relève des règles d'hygiène alimentaire, des boissons ou pharmaceutiques.
Les boîtiers en acier inoxydable obtiennent les meilleurs résultats en termes de résistance à la corrosion et de conformité hygiénique, car leur couche d'oxyde passive résiste aux acides de condensation et se nettoie sans piqûres. Le compromis est le coût initial, c'est pourquoi le matériau est généralement spécifié pour des applications avec des exigences strictes de validation de nettoyage plutôt que d'être appliqué par défaut sur l'ensemble d'une usine.
La norme ISO 8573-1 définit les classes de pureté de l'air pour la teneur en particules, en eau et en huile, la classe 1 exigeant une teneur totale en huile égale ou inférieure à 0,01 mg/m3. La comparaison des technologies de filtration avec les critères les plus importants pour atteindre cette classe permet de comprendre pourquoi une approche en couches surpasse n'importe quelle étape.
Le schéma est cohérent quel que soit le type de service : les filtres coalescents et les éliminateurs de brouillard dominent l'élimination des aérosols et des particules mais ne contribuent presque pas à la contamination en phase vapeur, tandis que les tours à charbon dominent l'élimination des vapeurs mais dépendent entièrement des étapes en amont pour protéger leur durée de vie. Aucune technologie ne couvre tous les axes, ce qui constitue un argument pratique en faveur d’une filtration par étapes plutôt que d’un seul composant surdimensionné.
Le sous-dimensionnement de n'importe quelle étape de la chaîne augmente la vitesse de l'air à travers le média, ce qui augmente la pression différentielle et repousse l'huile capturée dans le flux d'air, un phénomène connu sous le nom de réentraînement. Le dimensionnement correct est basé sur le débit réel à la pression et à la température de fonctionnement, et non sur la seule valeur nominale du compresseur.
| Paramètre | Pratique recommandée | Conséquence si ignoré |
|---|---|---|
| Dimensionnement du débit | Taille adaptée au débit, à la pression et à la température réels du site | Chute de pression élevée et réentraînement de l'huile |
| Pression différentielle | Remplacer les éléments coalescents à une chute de 0,5 à 0,7 bar | Coût énergétique en hausse par mètre cube livré |
| Carbone Bed Life | Surveillez le chargement de l'entrée et remplacez-le dans les délais, pas seulement en fonction des odeurs. | Percée de vapeur sans avertissement visible |
| Drainage des condensats | Utilisez des vidanges automatiques sans perte à chaque étape | Le transfert de liquide écrasant les médias en aval |
Une erreur courante en matière de maintenance consiste à juger la saturation des tours de carbone uniquement par leur odeur. La percée des vapeurs d'huile est souvent inodore aux concentrations importantes pour la conformité de classe 1, ce qui signifie qu'un remplacement programmé en fonction des heures de fonctionnement et de la charge d'entrée est plus fiable que l'inspection sensorielle.
Les aérosols d'huile font référence à de fines gouttelettes de liquide en suspension dans le flux d'air, que les filtres coalescents mécaniques et les dévésiculeurs peuvent capturer. La vapeur d'huile est de l'huile en phase gazeuse, qui nécessite un support d'adsorption tel que du charbon actif car elle ne peut pas être filtrée mécaniquement.
Généralement non. La classe 1 nécessite à la fois l’élimination des aérosols jusqu’au niveau submicronique et l’adsorption en phase vapeur, ce qui signifie généralement un filtre coalescent, un éliminateur de brouillard et une tour de charbon actif fonctionnant en séquence.
L'intervalle de remplacement dépend de la charge d'huile d'entrée, de la température et de l'humidité, mais une planification basée sur les heures de fonctionnement et les conditions d'entrée surveillées est plus fiable que d'attendre une odeur détectable, car la percée de vapeur est souvent inodore.
L'acier inoxydable est généralement justifié lorsque le condensat est corrosif, que l'humidité ambiante est constamment élevée ou que l'application répond aux exigences de validation en matière d'hygiène ou de nettoyage courantes dans le traitement des aliments, des boissons et des produits pharmaceutiques.
Le réentraînement se produit lorsque la vitesse de l'air à travers un élément filtrant est trop élevée pour le média, généralement parce que le composant est sous-dimensionné pour les conditions d'écoulement réelles, ce qui ramène l'huile précédemment capturée dans le flux d'air.
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