أيهما تختار: غشاء ePTFE أم طبقة نهائية من PTFE؟

ما الفرق بين مادة PTFE ومادة ePTFE؟

مادة PTFE، وهي اختصار لـ polytetrafluoroethylene، عبارة عن بوليمر فلوري اصطناعي من رباعي فلورو الإيثيلين. بالإضافة إلى كونها كارهة للماء، مما يعني أنها تطرد الماء،مادة PTFEوهو مقاوم لدرجات الحرارة العالية؛ ولا يتأثر بمعظم المواد الكيميائية والمركبات، كما أنه يوفر سطحًا لا يلتصق به أي شيء تقريبًا.

أنواع جمع الغبار

بالنسبة لجامعات الغبار الجاف، التي تستخدم مرشحات أكياس الغبار، هناك خياران شائعان - أنظمة الهزاز (وهي أنظمة قديمة أصبحت نادرة كل يوم)، حيث يتم هز كيس التجميع لإزالة الجزيئات المتراكمة، ونفث النبض (المعروف أيضًا باسم تنظيف الهواء المضغوط)، حيث يتم استخدام نفثة هواء عالية الضغط لإزالة الغبار من الكيس.

تستخدم معظم أنظمة تجميع الغبار أكياسًا طويلة أنبوبية الشكل مصنوعة من قماش منسوج أو لباد كوسيط ترشيح. أما في التطبيقات ذات الأحمال المنخفضة نسبيًا من الغبار ودرجات حرارة الغاز التي تبلغ 121 درجة مئوية أو أقل، فتُستخدم أحيانًا خراطيش غير منسوجة مطوية كوسيط ترشيح بدلًا من الأكياس.

أنواع وسائط أكياس الترشيح

فيما يتعلق بالمواد المستخدمة في صناعة وسائط الترشيح، تتوفر خيارات عديدة. تتحمل هذه المواد درجات حرارة مختلفة، وتوفر مستويات متفاوتة من كفاءة التجميع، وتدعم قدرات مختلفة على مقاومة المواد الكاشطة، وتوفر توافقات كيميائية مختلفة.

تشمل خيارات الوسائط (التي يمكن توفيرها في شكل منسوج و/أو ملبد) القطن والبوليستر واللباد عالي الكفاءة ذو الميكرو دينير والبولي بروبيلين والنايلون والأكريليك والأراميد والألياف الزجاجية وP84 (البولي إيميد) وPPS (كبريتيد البولي فينيلين).

أنواع تشطيبات أكياس الترشيح

بعد اختيار مادة الترشيح المناسبة لأكياس الترشيح، يأتي دورك في تحديد ما إذا كنت ستستخدم طبقة حماية أم لا. يُمكن أن يُحسّن استخدام طبقة حماية مناسبة (أو مزيج من طبقات الحماية في بعض الحالات) بشكل ملحوظ من عمر الكيس، وسهولة إزالة طبقة الترشيح، وحمايته من ظروف الاستخدام القاسية.

تشمل أنواع التشطيبات ما يلي على سبيل المثال لا الحصر: التشطيب المحروق، والتشطيب المزجج، والتشطيب المقاوم للحريق، والتشطيب المقاوم للأحماض، والتشطيب المقاوم للشرر، والتشطيب المضاد للكهرباء الساكنة، والتشطيب المقاوم للزيوت.

يمكن تطبيق مادة PTFE كطبقة نهائية بطريقتين مختلفتين - كغشاء رقيق أو كطلاء/حمام.

أنواع تشطيبات مادة PTFE

لنبدأ بدراسة مرشح أكياس الغبار المصنوع من البوليستر الملبد. أثناء استخدام الكيس، تتسرب بعض جزيئات الغبار إلى داخل وسائط الترشيح، وهو ما يُعرف بترشيح التحميل العميق. عند هز الكيس أو تشغيل نبضة هواء مضغوط لإزالة الجزيئات المتراكمة، تسقط بعض الجزيئات في القادوس وتُزال من النظام، بينما تبقى جزيئات أخرى عالقة في النسيج. مع مرور الوقت، تتراكم المزيد من الجزيئات في أعماق مسام وسائط الترشيح، مما يؤدي إلى انسدادها، وبالتالي تدهور أداء المرشح في دورات الترشيح اللاحقة.

يمكن تطبيق غشاء ePTFE على الأكياس العادية والمطوية المصنوعة من مواد منسوجة أو لبادية. هذا الغشاء رقيق للغاية (كغلاف الطعام البلاستيكي مثلاً) ويُطبق في المصنع على السطح الخارجي للكيس. في هذه الحالة، يزيد الغشاء بشكل كبير من كفاءة الكيس (حيث تشير "الكفاءة" هنا إلى عدد وحجم جزيئات الغبار التي يتم ترشيحها). على سبيل المثال، إذا كان كيس البوليستر غير المُعالج يحقق كفاءة 99% لجزيئات بحجم ميكرونين أو أكبر، فإن إضافة غشاء ePTFE قد ترفع الكفاءة إلى 99.99% لجزيئات بحجم ميكرون واحد أو أصغر، وذلك حسب نوع الغبار وظروف التشغيل. علاوة على ذلك، فإن الخصائص الملساء وغير اللاصقة لغشاء ePTFE تعني أن هز الكيس أو تطبيق تيار نبضي سيؤدي إلى إزالة معظم الغبار المتراكم والقضاء على الترشيح العميق والانسداد أو تقليلهما إلى أدنى حد طوال عمر الغشاء (ستتدهور هذه الأغشية بمرور الوقت؛ أيضًا، لزيادة عمرها الافتراضي إلى أقصى حد، يجب عدم استخدامها مع جزيئات الغبار الكاشطة).

على الرغم من أن غشاء ePTFE يُعد نوعًا من أنواع التشطيب، إلا أن البعض يعتبر مصطلح "تشطيب PTFE" بمثابة غمر أو رش طبقة سائلة من PTFE على وسائط الترشيح. في هذه الحالة، تُغلّف ألياف الوسائط بشكل فردي بمادة PTFE. لن يُحسّن تشطيب PTFE من هذا النوع كفاءة الترشيح، وقد يظل الكيس مُحمّلاً بالرواسب، ولكن في حال استخدام نفاث نبضي، سيُصبح تنظيف الكيس أسهل بفضل الطبقة الملساء التي يُوفّرها PTFE على الألياف.

أيهما أفضل: غشاء ePTFE أم طبقة نهائية من PTFE؟

قد تشهد الأكياس المُدعّمة بغشاء ePTFE زيادة في الكفاءة تصل إلى عشرة أضعاف أو أكثر، كما أنها سهلة التنظيف، ولا تعاني من تراكم الغبار في أعماقها. بالإضافة إلى ذلك، يُعد غشاء ePTFE مفيدًا للغبار اللزج والزيتي. في المقابل، لن تشهد الأكياس غير المُدعّمة بغشاء والمُعالجة بطبقة نهائية من PTFE زيادة في الكفاءة، وستظل عرضة لتراكم الغبار في أعماقها، ولكنها ستكون أسهل في التنظيف من الأكياس غير المُدعّمة.

في الماضي، وفي بعض الحالات، كان الاختيار بين غشاء ePTFE وطلاء PTFE مدفوعًا بالتكلفة لأن الأغشية كانت باهظة الثمن، ولكن سعر أكياس الأغشية انخفض في السنوات الأخيرة.

قد يتبادر إلى الذهن سؤال: "إذا كان غشاء ePTFE هو الأفضل من حيث الكفاءة ومنع تراكم الغبار، وإذا انخفض سعر كيس الغشاء ليصبح أغلى بقليل من كيس ذي طبقة نهائية من PTFE، فلماذا لا نختار غشاء ePTFE؟" والجواب هو أنه لا يمكن استخدام الغشاء في بيئة يكون فيها الغبار كاشطًا، لأنه في هذه الحالة لن يدوم الغشاء طويلًا. في حالة الغبار الكاشط، تُعدّ الطبقة النهائية من PTFE هي الخيار الأمثل.

مع ذلك، فإن اختيار المزيج الأنسب من وسائط الترشيح والتشطيب (أو التشطيبات) يمثل مشكلة متعددة الأبعاد، والإجابة المثلى تعتمد على العديد من العوامل.