Manica filtrante vs. Cartuccia: un confronto tecnico in ambito depolverazione industriale

Filtro a maniche o filtro a cartucce? Quale tecnologia risulta essere più idonea nei diversi contesti industriali? Leggi il nostro articolo!

Maniche filtranti vs. cartucce filtranti

Nell’ambito degli impianti per il trattamento degli inquinanti dell’aria, vi sono varie tecnologie che permettono di abbattere le polveri prodotte nei diversi contesti produttivi. Sul nostro sito abbiamo ampiamente trattato questo aspetto, ma in questo articolo vogliamo concentrarci su due tecnologie in particolare e su un quesito molto diffuso: meglio utilizzare filtri a maniche o a cartucce? Partiamo con il dire che entrambe le tecnologie utilizzano la filtrazione meccanica, ma cosa si intende con questo termine?

La separazione del particolato avviene convogliando il flusso aeriforme all’interno di un’apposita superficie filtrante, che trattiene le particelle e le separa così dal flusso. Sebbene il processo sia estremamente semplice, esistono molteplici soluzioni realizzative che sfruttano questo principio.
In particolar modo, operano secondo la filtrazione meccanica sia il filtro a maniche sia il filtro a cartucce: la differenza risiede nelle caratteristiche morfologico/strutturali del materiale utilizzato e in alcune peculiarità costruttive. Eccolo, il confronto di nostro interesse!

Filtri a maniche Vs. filtri a cartucce

Meglio filtro a maniche o filtro a cartucce? Quale dei due permette di ottenere le migliori performance? Quali sono le differenze? Partiamo con la nostra analisi.

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Manica filtrante e Cartuccia filtrante: funzionamento e differenze tecniche

I mezzi filtranti a manica o a cartuccia presentano sia analogie che differenze. La prima cosa che possiamo notare è che, come precedentemente mostrato, entrambi promuovono una filtrazione di natura meccanica. In altri termini, entrambi trattengono meccanicamente le polveri presenti nel flusso gassoso. Una domanda chiave è: come avviene? Per rispondere risulta opportuno introdurre la differenza tra filtrazione superficiale e profonda.

Che differenza c’è? Com’è possibile vedere nell’immagine, i materiali predisposti alla filtrazione superficiale bloccano le particelle sulla propria superficie, mentre quelli predisposti alla filtrazione profonda consentono la penetrazione delle particelle all’interno del proprio spessore. Frequentemente le particelle accumulate si comportano come ulteriore elemento filtrante, e permettono così di incrementare l’efficienza di separazione. È importante mettere in evidenza che, a fronte di un incremento di efficienza, si ha comunque un incremento delle perdite di carico, che rendono necessaria la pulizia o un’eventuale sostituzione dell’elemento filtrante. Come avrai intuito, data la minor penetrazione delle particelle, i materiali che promuovono una filtrazione superficiale sono più semplici da pulire e durano maggiormente nel tempo. I materiali che promuovono invece una filtrazione profonda sono complicati da mantenere puliti.

Filtrazione superficiale-profonda

Le cartucce sfruttano entrambi i meccanismi di filtrazione sopra descritti: la filtrazione superficiale, ad esempio, viene solitamente applicata nei processi di sabbiatura, con l’utilizzo di cartucce in carta. Le maniche invece, a differenza delle cartucce, utilizzano esclusivamente la filtrazione profonda.

Prima di parlare dei fattori da prendere in considerazione per scegliere tra un filtro depolveratore a maniche o a cartucce, è necessario fare un breve approfondimento sulle caratteristiche degli elementi filtranti.
Partiamo con il dire che sia le maniche che le cartucce possono essere realizzate in diversi materiali, dimensioni, forme e con diverso peso specifico del tessuto. I materiali utilizzati sono tipicamente di natura polimerica, con dei trattamenti superficiali che permettono di garantire determinate performance in specifici contesti. Per quanto riguarda le caratteristiche degli elementi filtranti, possiamo riassumerle nella tabella di seguito riportata:

DatiFiltro a cartucceFiltro a maniche
Diametro (mm)Da 115 a 320Ns. standard 125
Altezza (mm)Da 600 a 2.000Ns. standard da 2.000 a 3.000 e oltre
Peso specifico tessuto filtrante (g/mq)Da 130 a 290Da 300 a 550
Superficie (mq)Ampia scelta da 1.5 a 25Da 0.8 a 1.2

Come possiamo riscontrare nella tabella, le maniche solitamente hanno peso specifico e spessore del tessuto filtrante superiore rispetto alle cartucce e sono caratterizzate da maggiore efficienza di filtrazione.

Per quanto riguarda la superficie filtrante, le cartucce presentano un’estensione maggiore rispetto alle maniche quindi, a parità di superficie filtrante, determinano un ingombro minore dell’apparecchiatura rispetto alle maniche. Le cartucce sono però caratterizzate da una conformazione a pieghe che influenza la capacità di filtrazione delle stesse: poste in depressione, le pieghe tendono a comprimersi con conseguente riduzione della superficie filtrante. Inoltre, questa conformazione, fa sì che le polveri si insinuino e si depositino tra le pieghe, intasando la cartuccia. Le maniche invece, avendo una conformazione circolare-piana vengono facilmente pulite da idoneo sistema di pulizia automatico che le rende efficienti anche in presenza di elevate quantità di polveri.

Maniche e cartucce

Passiamo ora ad un quesito pratico: come è possibile scegliere quindi tra un filtro a maniche e un filtro a cartucce? Quali sono i parametri di scelta che permettono di optare per l’uno piuttosto che per l’altro? Vediamolo insieme

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Filtrazione meccanica a manica o a cartuccia ? Come scegliere

Nell’ambito della scelta tra filtro a maniche e filtro a cartucce, vi sono molteplici fattori da prendere in considerazione per operare la scelta.
Tra questi possiamo annoverare:

  • Portata del flusso di processo: questo parametro risulta essere di elevata importanza per operare la scelta, perché influisce profondamente sul dimensionamento dell’apparecchiatura e quindi sui relativi costi. Regole empiriche suggeriscono che i filtri a cartucce, nei contesti che ne permettono l’utilizzo, sono tipicamente più economici dei filtri a maniche . Questa è una regola di massima: nulla sostituisce adeguate valutazioni e considerazioni in ogni specifico contesto;
  • Carico di polveri: per quanto riguarda il carico di polveri, il confronto vede notevolmente favoriti i filtri a maniche. Come abbiamo già visto nei paragrafi precedenti, le maniche filtranti risultano essere utilizzabili in una gamma molto ampia di carichi polverosi. Le cartucce invece, per la loro conformazione a pieghe, risultano estremamente funzionali in contesti caratterizzati da una concentrazione limitata di polveri;
  • Natura delle polveri: anche per quanto riguarda la natura delle polveri, le maniche tendono a mostrare una versatilità maggiore rispetto alle cartucce. Ad esempio, in caso di polveri igroscopiche è assai sconsigliato optare per filtri a cartucce. Ad esempio, in caso di polveri fini e molto fini (talco, grafite…) in genere è assai sconsigliato optare per filtri a cartucce;
  • Flessibilità: in accordo con le due precedenti considerazioni, le maniche filtranti presentano una maggiore flessibilità nei confronti di eventuali variazioni del processo produttivo. Quando questi ultimi operano in condizioni estremamente precise e stazionarie, dietro opportuna valutazione e progettazione, si può optare per il filtro a cartucce;
  • Costi di esercizio e costi manutentivi: frequentemente, nell’acquisto di sistemi di trattamento aria, viene valutato il costo dell’impianto o delle apparecchiature stesse. Questa analisi, che prende in considerazione il solo investimento iniziale, risulta riduttiva e poco funzionale. Una buona analisi di acquisto deve infatti valutare anche i costi di esercizio dell’impianto e le necessità manutentive. In cosa si traducono questi costi, in concreto? Tipicamente, le principali voci di costo sono il consumo elettrico del ventilatore e i costi di manutenzione e ricambio dei materiali filtranti. Per quanto riguarda il consumo elettrico, esso è funzione della portata di esercizio del ventilatore e della specifica prevalenza (utile a vincere le perdite di carico delle tubazioni e dei sistemi filtranti). In merito ai costi di ricambio dei materiali filtranti, essi sono funzione dell’efficienza del sistema di pulizia ad esso applicabile. Infatti, mezzi filtranti inizialmente più costosi presentano una possibilità di pulizia più efficace, e dunque durano maggiormente nel tempo. Come queste considerazioni si applicano a maniche e cartucce? Come abbiamo visto, le maniche filtranti sono più facili da pulire rispetto alle cartucce e per questo motivo sono caratterizzate da una perdita di carico minore e da consumi energetici più bassi

Filtro a cartucce vs. filtro a manica: vantaggi e svantaggi di ognuno

Riassumiamo quanto appena visto nella tabella seguente, che indica i principali vantaggi e svantaggi del filtro a maniche e del filtro a cartucce.

TecnologiaVantaggiSvantaggi
Filtro a cartucce
  • compattezza;
  • basso costo iniziale;
  • idoneo per polveri fini con basse concentrazioni;
  • consigliato per linee di sabbiatura
  • difficoltà di pulizia;
  • possibilità di impaccamento;
  • maggior spesa per i ricambi;
  • sconsigliato per polveri ultra fini
Filtro a maniche
  • flessibilità;
  • idoneo per polveri di varia natura e dimensione;
  • facilità di pulizia tramite sistema automatico;
  • costi energetici ridotti
  • maggiori consumi di aria compressa per la pulizia;
  • maggior costo iniziale;
  • maggior ingombro

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Filtro a manica o a cartuccia ? Come scegliere

Alla luce di tutte le considerazioni sviluppate, qual è la scelta migliore? Maniche o Cartucce?
È bene sottolineare che la risposta a questa domanda non esiste a priori. Per effettuare la scelta bisogna valutare caso per caso in quanto esistono diversi processi industriali, con diverse condizioni di esercizio e ognuno con proprie specifiche esigenze. La scelta dell’apparecchiatura filtrante da utilizzare è quindi da effettuarsi sulla base di un’attenta analisi e di una corretta progettazione: l’esperienza e le conoscenze aiutano in ogni contesto a delineare la soluzione migliore, che risponda in modo pienamente funzionale alle esigenze del cliente.
Scopri le nostre Case History: potrai trovare una serie di applicazione dei nostri impianti di trattamento, per scoprire come funzionano e per approfondire i molteplici contesti industriali in cui possono essere utilizzati.
A presto, con nuovi interessanti articoli!