Fabricante líder de máquinas de hilado y hileras de membrana de fibra hueca - Trustech
● Impacto de la separación de fases: los solventes residuales incompatibles (por ejemplo, DMF) cambian la tasa de coagulación (poros demasiado grandes o piel defectuosa), lo que reduce el flujo/la selectividad.
● Contaminación del material: los corrosivos residuales (ácidos/bases fuertes) reaccionan con la membrana (por ejemplo, hidrólisis de PA); las partículas metálicas finas pueden incrustarse y reducir el rechazo.
● Biocompatibilidad: Las membranas médicas requieren residuos muy bajos (por ejemplo, etanol ≤10 ppm) para evitar reacciones adversas.
● Aceleración de la corrosión: el Cl⁻ residual (por ejemplo, de la limpieza con HCl) induce picaduras en el acero inoxidable.
● Dedicado: Adaptado a un material específico; por ejemplo, recubrimientos resistentes a disolventes para PVDF; materiales de alta resistencia para PA; recubrimientos cerámicos para CTA; titanio para PA para prevenir la hidrólisis. Mayor precisión y estabilidad, pero requiere cambios frecuentes en plantas multiproducto.
● Recomendación: para grandes volúmenes, elija uno universal para reducir costos; para alta precisión (por ejemplo, hemodiálisis), elija uno dedicado para garantizar el rendimiento.
● Impacto en la reología: ajuste la temperatura/presión según corresponda.
● Sensibilidad térmica: algunos aditivos se descomponen a altas temperaturas y forman geles en zonas muertas, lo que provoca obstrucciones.
● Aditivos insolubles/nanorrellenos (TiO₂, CNT, carbón activado):
Alta sensibilidad: el principal riesgo es la obstrucción. Tamaño de partícula ≤1/5 del orificio (p. ej., ≤20 μm para un orificio de 0,1 mm), con excelente dispersión (sin aglomeración).
● Abrasión: Los rellenos duros desgastan orificios y capilares, desplazando dimensiones críticas.
● Aglomeración: Se acumula en las contracciones/orificios, provocando bloqueos.
● Sedimentación: Los rellenos densos se depositan en zonas muertas de bajo cizallamiento.
● Factor de seguridad:
● Práctica industrial: 3-4 para equipos químicos de precisión continuos.
● Fórmula (simplificada): Presión de trabajo admisible ≈ límite elástico / factor de seguridad.
● Ejemplo: fluencia del acero inoxidable 304 a una temperatura de ~240 MPa; con SF = 4, admisible ≈ 60 MPa. El diseño real se establece muy por debajo del margen de seguridad.
● Nitruración (p. ej., nitruración iónica): Aumenta la dureza superficial (HV ≥ 1000) y la resistencia a la corrosión; apto para TIPS de alta temperatura y medios clorados; ideal para dopes de PSf/PES. Menos resistente a disolventes fluorados; hidrofobicidad moderada; menor reducción de la adherencia que con DLC; puede aumentar ligeramente la rugosidad.
Principio general: Para disolventes fuertes (p. ej., DMF), prefiera el DLC; para altas temperaturas y presiones, prefiera la nitruración. Siempre pruebe la compatibilidad del recubrimiento para evitar fallos químicos.
● Material primero: preferir SUS304/316L; solo considerar recubrimientos para condiciones extremas (alto contenido de sólidos/alto desgaste) después de una validación a largo plazo.
● No estrictamente “cuanto más bajo, mejor”:
● Rendimientos decrecientes por debajo de Ra ~0,4 μm con aumento pronunciado del coste.
Excepciones : Las paredes ultralisas pueden alterar el deslizamiento de las masas fundidas altamente elásticas; los sistemas con alto contenido de sólidos (>30 %) pueden presentar pulsaciones de deslizamiento-adherencia. Algunos sistemas presentan una ventana de rugosidad óptima.
● El pulido excesivo puede reducir las películas lubricantes beneficiosas; en coloides cargados similares a la viscosa, la adsorción puede empeorar la capacidad de hilado.
● Bloqueo: Las superficies rugosas aumentan la fricción, dejando residuos de dope que forman geles y contaminan las ejecuciones posteriores.
● Optimización: busque una rugosidad baja (Ra ≤ 0,8 μm) mediante el pulido para reducir las incrustaciones y los atascos.
● Excentricidad: Los daños pueden inducir cargas de sujeción desiguales, generando pequeños momentos de flexión que distorsionan la alineación del flujo interno y causan fibras excéntricas.
● Efectos del desgaste: agrandamiento de orificios, redondeo de bordes, microfisuras que provocan:
● Mayor caudal → paredes más delgadas.
● Menor cizallamiento → piel más suelta.
● Mayor excentricidad → menor resistencia.
● Variabilidad del lote: incluso dibujos idénticos producen microvariaciones en el orificio/espacio, la concentricidad y el acabado, lo que cambia la dinámica de hilado y el rendimiento de la membrana (flujo, rechazo, resistencia).
● Gestión de calidad: Tratar las hileras de fibra hueca como activos críticos; registrar el historial de uso en relación con el rendimiento del producto; desechar/reacondicionar cuando supere la tolerancia.
● Detección de presión: utilice transductores de alta velocidad en la entrada de la hilera de fibra hueca; busque ondulación sincrónica de la bomba.
● Prueba de correlación: cambiar la velocidad de la bomba; si se registra un período de defecto, se indica un acoplamiento fuerte.
● Descartar el desgaste de la bomba: asegúrese de que la ondulación no se deba únicamente a problemas mecánicos de la bomba (engranajes, desgaste).
● Causa raíz: la conformidad del sistema (rigidez/longitud de la línea), la compresibilidad del lubricante y la ondulación de la bomba forman una resonancia que amplifica las ondas de presión.
● Resistencia a la SCC: Los cloruros aumentan la SCC en los aceros inoxidables. Si existe la posibilidad de exposición a cloruros (materias primas, agua de limpieza), se recomienda el acero 316L; para condiciones extremas, utilice Hastelloy C-276.
● Base: Elija materiales con resistencia comprobada a los solventes, oxidantes y ambiente SCC previstos.
● Temperatura demasiado alta: degradación térmica; baja viscosidad; roturas en el entrehierro; grietas/huecos en la sección transversal.
● Control uniforme de temperatura: produce secciones transversales densas y sin grietas; mejora la uniformidad del diámetro y la mecánica.
● Gradientes de viscosidad: Zonas más calientes → menor μ → flujo más rápido → oleaje menor; zonas más frías → mayor μ → flujo más lento → oleaje mayor; conduce a diferencias de diámetro entre orificios.
● Cinética de separación de fases: la temperatura afecta directamente el intercambio solvente-no solvente; la temperatura no uniforme produce diferentes tamaños de poros/porosidades a lo largo de la placa.
● Puntos calientes locales: μ más bajo → flujo más rápido → paredes más delgadas; poros más gruesos en forma de dedo.
● Puntos fríos locales: Separación de fases retardada → piel más gruesa o estructura similar a una esponja; menor flujo.
● ΔT circunferencial: provoca falta de uniformidad en el espesor de la pared, excentricidad e incluso fibras helicoidales.
● ΔT axial (TIPS): La solidificación prematura antes de la salida provoca una extrusión inestable.
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