Filtros e Centrífugas – Inovações tecnológicas atendem a demanda em alta por filtros

química e derivados, filtros, inovações tecnológicasAs necessidades de separação sólido-líquido desencadearam uma corrida tecnológica entre os fabricantes de processos de filtração industrial para melhor atender os seus clientes. Sistemas autolimpantes, de retenção de partículas em escala micrométrica e submicrométrica, de multicamadas, prensas modulares em formatos grandes e pressão acima de 60 bar, bem como filtros hiperbáricos, são algumas das novidades na filtragem de produtos químicos, petroquímicos, minerais, alimentícios, pigmentos, biomassas e farmacêuticos.

“Há um mercado mundial de filtração que gira em torno de US$ 45 bilhões por ano, e para conquistá-lo é preciso inovar sempre”, diz Sérgio Augusto, supervisor de vendas da divisão Filtration da Eaton Corporation, norte-americana que neste ano adquiriu a alemã Internormen Technology Group, produtora de filtros hidráulicos, e a Begerow, focada em filtros para a indústria farmacêutica, de alimentos e de bebidas. Há cinco anos, ela já havia incorporado a Hayward/GAF, detentora de 65% do mercado mundial de filtros bolsa.

Com a aquisição da Internormen, a Eaton reforça sua presença nos itens para filtração no segmento de papel e celulose, óleo e gás, energia eólica, contadores de partículas e analisadores de qualidade. A unidade no Brasil vai atender a América Latina, um mercado estimado em US$ 2,7 bilhões.

Na busca por eficiência, um dos maiores desafios para os fabricantes é desenvolver equipamentos industriais que consigam trabalhar em perfeita harmonia com os parâmetros do processo, gerando o máximo de produção com diminuição da resistência ao escoamento, e transformando a área filtrante tão grande quanto possível, sem que as dimensões globais do filtro aumentem proporcionalmente, afetando o custo total de operação.

Elemento filtrante – Existem processos em que o objetivo maior é clarificar do modo mais perfeito certos líquidos, neste caso o sólido é o refugo da operação. Mas em outras filtrações ele se constitui o produto, com formação de torta, que na maioria dos casos é lavada e drenada para purificar e separar os sólidos no estado mais seco possível. Há situações nas quais, tanto o sólido como o filtrado são produtos, sendo a nitidez da separação um requisito da operação. Tudo isso se reflete na seleção do elemento filtrante.

A Eaton desenvolveu um elemento filtrante em aço inox 316, capaz de reter partículas de 15 micrômetros – um fio de cabelo tem 70 micrômetros de espessura, aproximadamente – e tratar líquidos com mais de 1 milhão centipoise (cps) de viscosidade. Para se ter uma ideia, a água tem viscosidade de 0,000891 cps a 25ºC.

O filtro possui também um sistema de autolimpeza, sem interrupção do fluxo de filtração, o que reflete diretamente na produtividade e na redução dos componentes orgânicos voláteis liberados. Assim, quando os meios requerem limpeza, um disco desce e sobe no interior da mídia, removendo os sólidos concentrados na parede do elemento filtrante. “Esse filtro é ótimo para a fabricação de tintas, sendo o responsável pela retirada de contaminantes sólidos ou géis presentes nas formulações. Com ele conseguimos uma tinta que possibilita um melhor acabamento visual, requisito das pinturas industriais e do ramo automotivo”, afirma Sérgio Augusto.

Segundo ele, o novo equipamento remove 98% dos resíduos indesejáveis e pode substituir processos antigos de filtração por bolsa ou cartucho, dependendo da exigência do cliente. “No mercado, há máquinas com mais de 50 anos de operação e nosso sistema é muito mais eficiente que os tipos bolsa ou cartucho”, afirma o supervisor.

A novidade, no entanto, não elimina novos investimentos nesses tipos de filtros. A companhia oferece uma lista com 1.500 possibilidades de aplicações para bolsas e cartuchos, desde os tipos mais econômicos de emenda costurada, até os de emendas soldadas e multicamadas.

Na linha de cartuchos, a Eaton fabrica os nominais e absolutos em melt blown, bobinados, de resina fenólica e de carvão ativado, também produzindo módulos filtrantes de aço inoxidável ou de material plástico.

Filtro cartucho também é o forte da 3M Purification. Em 2005, a multinacional norte-americana juntou forças com a conterrânea Cuno, fundada em 1912 e referência internacional em filtros de cartucho, para criar a divisão Purification. Desse casamento nasceu um novo sistema de filtração de alto fluxo.

Combinando meios filtrantes e carcaças de ambos, a inovação, batizada de High Flow, utiliza um cartucho plissado patenteado com capacidade de vazão de 34 mil litros por hora, empregando um único elemento filtrante. A armação do filtro é menor que as usuais, o que possibilita sua instalação num limite crítico de espaço, como o disponível nas plataformas offshore de petróleo. O conjunto foi planejado para facilitar a operação, instalação e remoção do cartucho, dispensando o uso de ferramentas especiais para a substituição do elemento filtrante.

O mercado nacional de vendas de material de reposição de filtros industriais sofre com a concorrência de produtos importados, principalmente da China. “É uma concorrência desleal: enquanto vendemos uma bolsa de filtração a R$ 18, os chineses vendem a R$ 5, mas quem compra esse importado perde produtividade”, avalia o executivo da Eaton.

Manter a liderança – A austríaca Andritz não quer perder sua posição na corrida tecnológica para a conquista de novos mercados. “Somos líderes mundiais no fornecimento de máquinas e sistemas de produção de tecnologia avançada no tratamento de águas e efluentes, lodos e em separação sólido/líquido na indústria e, assim, nos direcionamos para o fortalecimento dessa posição”, afirma Miguel de Lessa Brito, gerente de mercado da Andritz Separation Technologies.

Para mostrar que não brinca em serviço, no ano passado a Andritz comprou a alemã KraussMaffei, fabricante de centrífugas, filtros e secadores. A KMPT, como era conhecida, faturava US$ 69 milhões a cada ano. Agora, além dos filtros-prensa, desaguadores, decanters, peneiras estáticas e dinâmicas, filtros de disco e vácuo e automáticos de areia, a Andritz oferece o know-how KraussMaffei em filtros rotativos, a vácuo e centrífugas especiais para produtos químicos, plásticos e minerais.

Utilizada na separação de matérias de diferentes densidades, a centrifugação divide com a filtração as operações de clarificação industrial. As centrífugas KraussMaffei fortalecem a participação da Andritz nos setores de química a granel, fina e alimentícia.

“Com o sistema Andritz e o processo KMPT somamos nossa experiência e expertise para criar módulos de processamento totalmente funcionais, incluindo periféricos e automação. A Andritz KMPT fornece toda a engenharia, com isso reduz tempo de instalação e evita que o cliente trate com vários fornecedores”, explica Lessa Brito.

Um dos principais produtos da Andritz é o filtro-prensa, destinado a grandes volumes de filtração. Esse filtro possui uma série de placas apertadas firmemente umas com as outras, formando câmaras, que são alimentadas pela mistura a ser filtrada. As exigências específicas de cada segmento e cliente levaram a companhia a desenvolver filtros-prensa modulares.

Assim, a Andritz monta filtros-prensa a partir de 250 mm x 250 mm até 2.450 mm x 2.450 mm de placa, com área de filtração desde um metro quadrado até 2.000 m² e pressões até 60 bar. O funcionamento é automatizado. O filtro sai de fábrica equipado com um CLP (controlador lógico-programável), que armazena dados para implementar atividades de lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética, controlando com precisão o processo de filtragem.

A máquina possui um quadro de prensa, um conjunto de placas, lonas de filtragem e encaixes modulares. Quando uma suspensão flui contra o tecido de revestimento da placa, que é permeável, os sólidos são retidos, formando uma torta. Com o acúmulo de resíduos, mais e mais pressão é aplicada. As placas filtrantes são cobertas com telas de polipropileno.

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Ueno: rigor para evitar filhas nos filtros-prensa garante baixa umidade

Após um ciclo de filtração, a retirada automática das tortas para o fundo da prensa é promovida com a ajuda de diversos dispositivos, desde o chacoalhamento e raspagem até a lavagem automática, dependendo das características do material retido. Todas as tortas removidas, o filtro volta a se fechar e a operação recomeça.

De acordo com Rogério Ueno, diretor de vendas da Andritz Separation, o teor de umidade na torta que resulta da filtração prensa é de 2% a 3%. Segundo ele, o segredo para tal precisão está na conformação técnica das placas e nas tramas dos tecidos/membranas de polipropileno. “Trabalhamos com absoluto rigor técnico para a obtenção de uma filtração sem falhas”, afirma Ueno. A empresa fornece filtros-prensa de câmaras, de membranas (com aplicação de pressão adicional pelo inflamento das membranas com ar comprimido ou água), e de plate and frame (quadro e placa, com papel filtrante, para filtração de pré-capa).

Filtração de precisão– Para se obter uma filtração de precisão é indispensável desenvolver processos e equipamentos especificamente adaptados às necessidades de cada ambiente industrial. Existem, por exemplo, processos em que é necessário lavar um produto com diferentes líquidos, porque os filtrados são reaproveitáveis. Neste procedimento é essencial uma separação precisa dos diferentes elementos de lavagem para evitar contaminação. Além de uma lavagem rigorosa, o desaguamento deve ser feito para se obter um produto sólido mais seco.

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Hatzenbuehler: filtro em forma de concha para

Para se atingir uma filtração de precisão e de alto rendimento, Matthias Hatzenbuehler, diretor-geral da Bokela do Brasil, diz que é preciso aumentar a velocidade do fluxo e otimizar o diferencial de pressão (Dp) no elemento filtrante.

“Muitas vezes o desempenho do filtro é limitado pela característica hidráulica do sistema de drenagem, quanto ao Dp, o desempenho do filtro é diretamente proporcional ao Dp no elemento filtrante. Em muitos casos, perde-se uma boa parte da pressão no sistema de tubulação, na válvula de controle e no próprio meio filtrante. Esses fatores devem ser corrigidos, o que elevaria o desempenho tanto na produção de sólidos quanto no desaguamento”, explica.

De acordo com ele, a Bokela investe em tecnologia para apresentar filtros a disco, tambor e panela com maior velocidade e eficiência. Mas o principal investimento é em filtração hiperbárica, com a utilização de vapor superaquecido. O sistema funciona com pressões positivas de até 6 bar. Estudos da matriz alemã mostram que a aplicação de vapor superaquecido melhora a lavagem dos sólidos por troca de impurezas pelo condensado limpo e a secagem, resultando teores de umidades equivalentes a zero.

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Filtro Hi-Bar Oyster: teor de umidade próximo a zero

“Por essas características, nosso filtro Hi-Bar Oyster (tem esse nome devido ao seu sistema de abertura e fechamento como se fosse uma concha) é o melhor para a purificação de ácido tereftálico (PTA – principal insumo para a produção de poliéster). Ele substitui todas as etapas de purificação do ácido, com baixo consumo de energia e redução de lavagem”, diz Hatzenbuehler.

Esse filtro é uma opção para muitos produtos da indústria química de pigmentos, porque tem uma produção de sólidos elevada. O equipamento recebeu o prêmio inovação do estado federal alemão de Baden-Württemberg, por sua eficiência na filtragem.

Há três anos no Brasil, especialista em filtros Hi-Bar, a Bokela foi criada, há 25 anos, a partir de um estudo de doutorado sobre a filtração hiperbárica, apresentado na universidade de Karlsruhe, Alemanha. A tese mostrou que em um único equipamento as suspensões podem ser filtradas, lavadas e secadas mesmo em altas temperaturas e pressões.

Hatzenbuehler explica que cada filtro é uma solução tecnológica específica para uma determinada situação. “Apenas se entendermos a suspensão com suas características físicas e químicas, podemos especificar os parâmetros de processo e dimensionar um equipamento de filtração. É fundamental realizar testes, pois eles irão determinar os resultados. Com isso podemos fornecer uma solução econômica e confiável”, diz.

A Andritz segue o mesmo caminho, aliando as necessidades às inovações tecnológicas. “Às vezes, antes mesmo do cliente chegar com o problema, a empresa já realizou testes em laboratório e em campo para dar respostas imediatas e acertadas”, explica Ueno.

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2 Comentários

  1. Buenas tardes,

    Soy un especialista en sistemas de filtración con mas de 25 años de experiencia en el diseño y construcción (filtros prensa, de vacío rotativos y horizontales, de banda, bujías, etc.
    He sido jefe de fabricación en importante empresa de filtros en Europa (España) y me ofrezco para dar mis servicios en lo que consideren necesario.
    Saludos cordiales.

    Juan Grabuleda

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