Guangzhou Lvyuan Water Purification Equipment Co. est un fabricant de filtres industriels fondé en 2009 qui conçoit et fabrique des boîtiers de filtre en acier inoxydable, des réservoirs d'eau stérile en acier inoxydable, des éléments filtrants, des sacs filtrants, des matériaux ultra-polymères et des produits filtrants frittés. Les acheteurs choisissent Lvyuan pour son support OEM/ODM, son contrôle qualité ISO9001 et ses certifications multi-pays.
Guangzhou Lvyuan Water Purification Equipment Co. Ltd.
Différents types de filtres à cartouche industriels
Les filtres à cartouche industriels éliminent les solides en suspension des liquides avant que ceux-ci n'atteignent une membrane, une pompe, une buse de pulvérisation, un échangeur thermique ou le produit fini. Bien qu'ils se ressemblent en rayon, une cartouche obtenue par soufflage à l'état fondu, à enroulement filamentaire, plissée ou frittée peut se comporter de manière très différente une fois en contact avec le fluide de process réel. Deux cartouches présentant la même finesse de filtration peuvent s’encrasser, se boucher et créer des dérivations de manière totalement différente. Pour les équipes d’approvisionnement et d’ingénierie, la question pratique n’est que rarement “ quel type est le meilleur ? ”, mais plutôt “ quelle construction, quel média filtrant, quelle finesse de filtration et quel type d’embouts conviennent à ce liquide, à cette charge de contaminants et à ce boîtier ? ”. Ce guide présente les principaux types de cartouches, leurs différences et les points à vérifier auprès d’un fournisseur avant de passer commande.
Comment classe-t-on les filtres à cartouche industriels ?
Les filtres à cartouche industriels sont classés selon quatre critères indépendants : la conception (disposition du média filtrant), le matériau du média filtrant, le degré de rétention et les caractéristiques du boîtier (longueur, diamètre, embouts et joints). Le fait de considérer ces critères comme un seul et même élément de décision est souvent à l'origine d'erreurs de spécification.
Comparaison réalisée par MMP Filter entre les cartouches « melt-blown », enroulées et plissées Il établit une distinction utile : les termes « melt-blown », « enroulé » et « plissé » désignent des structures, et non des matériaux. Le polypropylène, le polyester, le nylon, le coton ou la fibre de verre désignent les matériaux de base. La structure décrit la manière dont ces matériaux sont agencés, et cet agencement détermine en grande partie la capacité de rétention des impuretés, la perte de charge et la durée de vie.
La première distinction la plus utile est celle entre la filtration en profondeur et la filtration en surface :
Filtres de profondeur (fabriqué par soufflage à l'état fondu, à fibres entrelacées) retient les particules sur toute l'épaisseur du média.
Filtres de surface (la plupart des cartouches plissées) retiennent les particules principalement au niveau de la surface du média filtrant, grâce à la structure plissée de ce dernier qui permet d'obtenir une grande surface de filtration.
Hybrides (cartouches à profondeur plissée) associent un média épais à une géométrie plissée.
Guide de sélection de Dutch Filtration Il convient de noter que les filtres de surface sont généralement privilégiés lorsque la distribution granulométrique des particules est étroite. Les filtres en profondeur offrent une surface filtrante plus réduite, ce qui explique pourquoi la plupart d'entre eux ne peuvent rivaliser avec les cartouches plissées en termes de débit.
Principaux types de filtres à cartouche industriels
Cartouches en tissu non tissé par fusion-soufflage
Les cartouches « melt-blown » sont fabriquées par extrusion d’un polymère fondu, le plus souvent du polypropylène, en fines fibres recueillies sur un mandrin rotatif. Il en résulte une structure à profondeur graduée. Elles conviennent à l’élimination des sédiments, à la préfiltration par osmose inverse et aux liquides de process en général où la taille des particules varie. Leurs avantages résident dans leur faible coût unitaire et leur bonne capacité de rétention des impuretés sur des fluides d'alimentation modérément contaminés. Leurs limites sont un débit unitaire par cartouche inférieur à celui d'un élément plissé, ainsi que des caractéristiques techniques dont la signification varie d'un fournisseur à l'autre.
Cartouches à cordes
Les cartouches à enroulement filamentaire sont constituées de fils enroulés autour d'un noyau central selon un schéma contrôlé, de manière à former des couches graduées. Présentation des cartouches Pall Les décrit comme des filtres en profondeur disponibles dans des matériaux tels que le coton, la fibre de verre, le polypropylène, le polyester, le nylon et le PPS. Le noyau est généralement en acier inoxydable 304 ou 316. Le choix du fil et du noyau constitue les principaux critères de spécification : ils déterminent la compatibilité chimique, la résistance à la température et la tolérance aux sédiments plus lourds ou aux liquides visqueux. Les cartouches à enroulement de fil sont généralement considérées comme des préfiltres jetables.
Cartouches plissées
Les cartouches plissées enroulent le média filtrant autour d'un noyau de support. Cela permet d'obtenir une surface de filtration bien plus importante pour un même diamètre de corps qu'avec une paroi cylindrique lisse. Prévisions de Pall précise que les filtres plissés conviennent aux fluides présentant une distribution granulométrique plus étroite, ainsi qu’aux applications nécessitant des débits élevés avec une faible perte de charge. Il s’agit de la famille la plus variée. La feuille plissée peut être un non-tissé en polypropylène ou en polyester, ou une membrane telle que le PES, le PVDF, le nylon ou le PTFE. La rétention peut être nominale ou absolue, comme expliqué ci-dessous.
Les acheteurs qui souhaitent découvrir comment une gamme de rideaux plissés est classée par type de tissu, longueur et style de finition peuvent consulter le site de Lvyuan cartouches filtrantes plissées pour la filtration industrielle des liquides. La gamme comprend des modèles en polypropylène, PES, PVDF, PTFE, polyester, fibre de carbone activée et à haut débit. Une personnalisation permettant l'adaptation aux boîtiers existants est également proposée.
Cartouches à plis profonds et à haut débit
Pall décrit également un filtre hybride plissé-en profondeur, fabriqué à partir d’un média épais obtenu par soufflage à l’état fondu et doté d’une structure poreuse conique. Il vise à allier la capacité de rétention des impuretés des filtres en profondeur à la capacité de débit des filtres plissés. Les cartouches à grand diamètre et haut débit s’inscrivent dans la même logique : une plus grande surface par emplacement dans le boîtier, moins de cartouches et un boîtier plus petit pour un débit donné. En contrepartie, les éléments à haut débit nécessitent des boîtiers et des joints différents. Le passage à ce type de cartouches relève d’une décision au niveau du système, et non d’un simple remplacement de cartouche.
Cartouches spécialisées : charbon actif et éléments frittés
Les cartouches à charbon actif traitent le chlore dissous, les composés organiques, le goût et les odeurs, que les cartouches à particules ne parviennent pas à éliminer. Les éléments en métal fritté ou en plastique poreux sont rigides, peuvent souvent être nettoyés ou soumis à un lavage à contre-courant, et conviennent aux applications à haute température, haute pression ou avec des fluides agressifs, généralement à un coût initial plus élevé. Les acheteurs les choisissent généralement pour répondre à un besoin spécifique lié à un procédé, et non comme préfiltres à usage général.
Comparaison des types de cartouches courants
Le tableau ci-dessous est de nature qualitative. Il décrit des tendances générales, et non des performances garanties ; les caractéristiques des différents produits varient en fonction du support, de la classification et de la qualité de fabrication.
Type de cartouche
Mode de filtration
Convient généralement à
Principaux atouts
Principales limites
Vérifier auprès du fournisseur
Fabrication par extrusion-soufflage
Profondeur
Sédiments, préfiltration par osmose inverse, granulométrie mixte
Faible coût ; bonne capacité de charge sur des sédiments modérés
Débit par cartouche plus faible ; les critères d'évaluation varient
Coût initial plus élevé ; validation du nettoyage requise
Classe de porosité, méthode de nettoyage, classe de matériau
Comment choisir un média plissé : PP, PES, PVDF, PTFE et nylon
Dans la gamme des cartouches plissées, le choix du fluide est plus déterminant que la longueur de la cartouche. La compatibilité dépend du fluide utilisé, de la température et des produits chimiques de nettoyage. Le tableau ci-dessous doit être considéré comme un guide de sélection et non comme un tableau de compatibilité.
Les médias
Rôle courant
Points à vérifier
Polypropylène (PP)
Préfiltration aqueuse générale, prétraitement par osmose inverse (RO) et déminéralisation (DI), nombreux liquides de procédé compatibles
Température, exposition aux solvants et aux agents oxydants, base de calcul
Polyester
Utilisation pour les sédiments et les liquides en général, avec un profil chimique différent de celui du PP
Composition chimique du fluide, température, conception
Membrane PES
Filtration fine nécessitant l'utilisation d'une membrane hydrophile, notamment dans les circuits d'eau et les chaînes de production alimentaire ou de boissons
Documentation relative à l'application, exigences en matière de substances extractibles
Membrane en PVDF
Filtration fine de liquides agressifs ou chimiquement exigeants
Type exact de membrane, limites de température et de pression
Membrane PTFE
Environnements chimiques très agressifs, gaz ou solvants
Comportement hydrophobe en milieu aqueux ; procédure de mouillage
Membrane en nylon
Fluides de procédé sélectionnés nécessitant une membrane hydrophile
Compatibilité avec les acides, les agents oxydants et le fluide de procédé
Lvyuan’s Cartouche filtrante plissée en polypropylène de 30 pouces Il s'agit d'un exemple de modèle entièrement en polypropylène. Il utilise un média, un noyau, une cage et des embouts en PP pour l'eau et les liquides de process compatibles, avec des embouts 222/Fin et, en option, 226/Fin. La fiche produit précise que la pression différentielle admissible diminue à mesure que la température augmente. La pression indiquée dans le titre doit donc être considérée comme une valeur maximale de conception, et non comme une limite valable sur toute la plage de températures. Il s'agit là d'une bonne habitude de lecture pour toute fiche technique de cartouche.
Pour une filtration plus fine ou des liquides plus agressifs, le Cartouche plissée compacte en PVDF de 5 pouces associe une membrane en PVDF à des éléments de support en polypropylène dans un corps court. Le modèle illustré utilise un raccord 222/Flat avec deux joints toriques. La page précise que les limites réelles de débit, de température et de pression dépendent de la membrane en PVDF et de la conception spécifiques. Vérifiez ces valeurs par rapport aux spécifications choisies.
Les acheteurs qui n'ont pas encore choisi de support peuvent commencer par une plateforme configurable telle que la Cartouche plissée de 10 pouces avec média au choix : PP, PES, PTFE, PVDF ou nylon. La page souligne un point qui mérite d'être rappelé : sa large plage de microns caractérise la gamme de produits, et non une classification disponible pour tous les types de supports.
Quelle est la différence entre les notations nominales et les notations absolues ?
Une efficacité nominale signifie qu'une cartouche élimine un pourcentage, indiqué par le fabricant, de particules d'une taille égale ou supérieure à une taille donnée. Une efficacité absolue implique une efficacité d'élimination bien plus élevée et définie de manière plus précise pour cette taille. Guide des cartouches de la société Cary indique que les cartouches à filtration nominale ne retiennent qu'environ 75% à la finesse de filtration indiquée, tandis que les cartouches à filtration absolue atteignent souvent 99%, voire plus. Il ajoute que de nombreux systèmes placent les filtres à filtration nominale en amont et les filtres à filtration absolue en aval.
Ces termes n'ont pas de définition unique et universelle. La mention “ 5 microns nominaux ” d'un fournisseur peut ne pas correspondre à celle d'un autre. Lorsque vous comparez des devis, demandez :
Le pourcentage d'efficacité pour la taille de micron indiquée.
La méthode d'essai et le fluide d'essai utilisés pour l'obtenir.
Indiquez si ce chiffre correspond à une valeur indicative ou à une valeur typique.
Sans ces données, deux devis portant sur le même nombre de microns ne sont pas comparables.
Une cartouche à plis plus fins est-elle toujours le meilleur choix ?
Non. Une cartouche plissée ou à finesse de filtration plus élevée n’est pas systématiquement l’option la moins coûteuse. Les médias plissés offrent une grande surface filtrante, mais ils peuvent s'encrasser rapidement lorsque le flux contient des particules de tailles très variées ou qu'il est très chargé. Dans ce cas, une cartouche à profondeur de filtration, ou une cartouche plissée à mailles plus larges placée en amont d'une cartouche à mailles plus fines, offre souvent une durée de vie totale plus longue à un coût par mètre cube filtré inférieur.
La comparaison pertinente porte sur le coût par volume de liquide traité pour atteindre le niveau de propreté visé. Cela inclut le prix de la cartouche, la fréquence de remplacement, la main-d’œuvre, les temps d’arrêt et l’élimination des déchets, et pas seulement le prix unitaire indiqué sur le devis. Une filtration en plusieurs étapes, avec une première étape grossière qui retient la majeure partie des solides et une étape fine ou absolue qui assure le polissage, constitue souvent la solution la plus économique. Il faut toutefois noter que cette approche multiplie les boîtiers, augmente la perte de charge et accroît la complexité ; elle s'avère donc rentable principalement lorsque la charge en contaminants est importante.
Des bouchons fréquents constituent également un signe caractéristique. Comme Dutch Filtration souligne que, un filtre qui s'encrasse plus tôt que prévu peut être le signe d'un problème au niveau d'un processus en amont. Changer de type de cartouche risquerait alors de masquer la véritable cause.
Longueur, diamètre, embouts et joints d'étanchéité
La cartouche doit s'adapter au boîtier avant de pouvoir filtrer quoi que ce soit. Vérifiez ces points d'interface par rapport au boîtier existant ou au schéma :
Longueur : Les longueurs courantes sont de 5, 10, 20, 30 et 40 pouces. Les boîtiers à plusieurs cartouches peuvent en contenir plusieurs ; veillez donc à vérifier le nombre d'éléments.
Diamètre extérieur :Listes Pall une cartouche Profile Star de 30 pouces avec un diamètre extérieur de 2,75 pouces, tandis que les modèles plissés en polyester de Lvyuan vont de 2,5 à 4,5 pouces. Ne partez pas du principe que “ standard ” signifie « identique ».
Configuration finale : Les cartouches à double extrémité ouverte (DOE) sont étanches aux deux extrémités et utilisent des joints d'étanchéité ou des adaptateurs. Les cartouches à simple extrémité ouverte (SOE) sont étanches à une extrémité grâce à des joints toriques et fermées à l'autre. Les modèles 222 et 226 sont des types courants de cartouches SOE, dotés d'embouts à ailettes ou plats. Le guide de Cary explique que les embouts d'ailettes s'insèrent dans la plaque de fixation supérieure des boîtiers à cartouches multiples, et qu'un embout fermé permet à une cartouche DOE de fonctionner comme une cartouche SOE.
Matériau du joint : L'élastomère du joint d'étanchéité ou du joint torique doit être adapté au fluide, à la température et aux produits de nettoyage. Un joint incompatible peut céder avant le fluide lui-même et provoquer un dérivage.
Noyau et support : Les âmes en polypropylène, en acier inoxydable et d'autres matériaux présentent des tolérances différentes en matière de température et de pression.
Un échantillon de cartouche, un schéma ou la référence du boîtier permettent de réduire le risque de commander une interface inadaptée. C'est pourquoi les programmes OEM et de remplacement s'appuient souvent sur un échantillon.
Erreurs courantes dans les cahiers des charges
Choisir uniquement en fonction du nombre de microns. Les critères d'évaluation, la charge en contaminants, la perte de charge et la compatibilité chimique ont tous une incidence sur les performances réelles.
S'attendre à ce que les cartouches filtrantes éliminent les contaminants dissous. Les cartouches sédimentaires plissées n'éliminent pas le chlore dissous, les odeurs ni les produits chimiques, à moins qu'elles ne contiennent un média spécialement conçu à cet effet.
Sans tenir compte de la réduction de puissance liée à la température. La pression différentielle admissible diminue généralement à mesure que la température de fonctionnement augmente.
Utilisation d'une cartouche à usage général dans des applications soumises à une réglementation. Les applications dans les secteurs agroalimentaire, des boissons, pharmaceutique et de haute pureté nécessitent des matériaux certifiés, des contrôles de fabrication et une validation. Ne partez pas du principe qu’une cartouche industrielle générique répond à ces exigences.
On passe l'étape en amont. Une cartouche à plis fins placée directement derrière une charge très dense s'obstruera rapidement.
Que doivent préciser les acheteurs avant de demander un devis ?
Un appel d'offres précis permet au fournisseur d'évaluer à la fois la cartouche et le système, plutôt que de se contenter de trouver une référence correspondante dans le catalogue. Veuillez fournir les informations suivantes :
Champ « Appel d'offres »
Pourquoi c'est important
Liquide, viscosité et température
Détermine la compatibilité des fluides, des joints et des noyaux, ainsi que le comportement d'écoulement
Type de contaminant et fourchette approximative de taille
Détermine le choix entre une coupe profonde et une coupe plissée, et si un étagement est nécessaire
Granulométrie cible et base de classement
Définit les données relatives à la rétention et à l'efficacité que vous devriez demander
Débit, pression de service et pression différentielle
Permet de définir le nombre de cartouches, la zone et le déclencheur de remplacement
Modèle de boîtier, longueur de la cartouche et diamètre extérieur
Évite les problèmes d'ajustement
Embouts et matériau d'étanchéité
Empêche les fuites et les défaillances des joints
Quantité, structure des commandes et marché cible
Cela a une incidence sur la tarification, les discussions relatives aux quantités minimales de commande (MOQ) et les besoins en matière de documentation
Exigences en matière de conformité ou de documentation
Les certifications relatives au contact alimentaire, au secteur pharmaceutique ou à d’autres domaines doivent être obtenues suffisamment tôt
Échantillon ou schéma de la cartouche existante
Accélère les contrôles de compatibilité pour les travaux de remplacement ou les interventions OEM
Demandez au fournisseur de préciser par écrit la quantité minimale de commande (MOQ), les délais de livraison, les données d'essai et la documentation disponible, en fonction de votre cahier des charges. Demandez un échantillon à des fins de validation avant de vous engager sur une commande en série.
Questions fréquemment posées
Quels sont les principaux types de filtres à cartouche industriels ?
Les principaux types sont les cartouches « melt blown », à enroulement filamentaire, plissées, hybrides plissées-en profondeur, au charbon actif et frittées. Les cartouches « melt blown » et à enroulement filamentaire sont des filtres en profondeur, les cartouches plissées sont principalement des filtres de surface, tandis que les éléments au charbon actif et frittés répondent à des besoins spécifiques des procédés.
Quelle est la différence entre les filtres à profondeur et les filtres à plis ?
Les filtres en profondeur retiennent les particules sur toute l'épaisseur du média filtrant et s'adaptent bien aux mélanges de particules de tailles différentes. Les filtres plissés plient le média filtrant pour créer une grande surface de filtration, ce qui permet une perte de charge réduite et un débit plus élevé. Ils conviennent mieux aux distributions granulométriques plus étroites et aux flux d'alimentation plus propres.
Dois-je choisir une cartouche à puissance nominale ou à puissance absolue ?
Optez pour des cartouches à efficacité absolue lorsque le niveau de rétention est crucial, par exemple pour le polissage final ou la protection des membranes. Les cartouches à efficacité nominale sont souvent utilisées comme préfiltres à moindre coût. Renseignez-vous sur les pourcentages d'efficacité et les méthodes d'essai, car les définitions varient d'un fournisseur à l'autre.
Que signifient les chiffres 222 et 226 sur un filtre à cartouche ?
Il s'agit de modèles de raccordement d'extrémité SOE, qui désignent généralement les dimensions des joints toriques utilisés pour l'étanchéité, et qui sont généralement dotés d'un embout à ailettes ou plat. Ils doivent être compatibles avec l'adaptateur du boîtier ; veuillez donc vérifier cette compatibilité à l'aide d'un plan ou d'un échantillon.
Les cartouches filtrantes plissées peuvent-elles être nettoyées et réutilisées ?
Certaines cartouches peuvent être nettoyées, mais beaucoup sont à usage unique. La réutilisabilité dépend du type de fluide, de la conception de la cartouche et des contaminants. Le nettoyage peut modifier la capacité de rétention ou endommager la cartouche ; il convient donc de vérifier les méthodes et les limites auprès du fournisseur avant de prévoir une réutilisation.
De quelles informations un fournisseur a-t-il besoin pour établir un devis pour un filtre à cartouche ?
Au minimum : le liquide, le contaminant, la finesse de filtration visée, le débit, la pression, la température, la longueur et le diamètre extérieur de la cartouche, les embouts, le matériau des joints et leur quantité. Une cartouche échantillon ou un plan permet au fournisseur de vérifier la compatibilité avec le boîtier.
Une cartouche plissée permet-elle d'éliminer le chlore ou les substances chimiques dissoutes ?
À moins qu'elles ne contiennent un matériau conçu pour l'adsorption, comme la fibre de charbon actif. Les cartouches plissées standard en polypropylène ou en polyester retiennent les particules en suspension, mais n'éliminent pas le chlore dissous, les odeurs ni les produits chimiques.
