filière à membrane en fibres creuses renforcée par un tube tressé, 2 trous

Lors de l'acquisition de cette filière, MEM-TEK se concentrait sur la R&D et les essais pilotes de membranes à fibres creuses renforcées par un tube tressé, principalement destinées au traitement des eaux usées industrielles à forte salinité et à la purification avancée de l'eau potable municipale. Auparavant, avec des filières standard, l'entreprise rencontrait fréquemment des problèmes tels qu'un débit de PVDF non uniforme, de la corrosion à l'intérieur de la cavité de la filière et la rupture de l'aiguille de guidage du tressage. Ces problèmes affectaient fortement la stabilité des données de performance des membranes et retardaient les projets. Par conséquent, lors de l'acquisition de la filière à membrane à fibres creuses renforcées par un tube tressé Trustech à 2 trous, MEM-TEK a spécifié quatre exigences techniques essentielles adaptées à son application :

Tout d'abord, la résistance à la corrosion des matériaux de la filière : les solutions de PVDF et les solvants étant très corrosifs, MEM-TEK exigeait une résistance à la corrosion à long terme, sans rouille ni usure à l'intérieur de la filière. (Avec leur ancienne filière standard en acier inoxydable, une usure interne notable apparaissait après seulement trois mois, entraînant des variations de diamètre de membrane allant jusqu'à 15 %.) La filière Trustech, fabriquée en acier inoxydable de haute qualité et traitée thermiquement, a résolu efficacement ce problème : après un an d'utilisation, la surface interne restait lisse et la variation de diamètre de la membrane était inférieure à 4 %.

Deuxièmement, la robustesse et la fiabilité de l'aiguille de guidage de la tresse : le tube de la tresse sert de structure de renfort à la membrane en fibres creuses et doit traverser l'aiguille de guidage centrale lors du filage. Auparavant, après environ 500 heures d'utilisation continue, l'aiguille avait tendance à se tordre ou à se casser, nécessitant des remplacements fréquents ; chaque remplacement entraînait 2 à 3 heures d'arrêt de production. Grâce à une optimisation structurelle et à un processus de fabrication perfectionné, Trustech a atteint zéro cas de torsion ou de casse sur une année d'exploitation, améliorant ainsi la disponibilité de l'équipement de près de 7 %.

Troisièmement, un flux de PVDF uniforme entre les deux orifices : la conception à deux orifices permet la production simultanée de deux fibres, améliorant ainsi l’efficacité du prototype. MEM-TEK exigeait que la différence de débit de PVDF entre les deux orifices ne dépasse pas 5 %. Le dépassement de ce seuil entraînerait des différences significatives de flux et de rejet entre les deux fibres, compromettant la validité des données de test. L’équipe de dynamique des fluides de Trustech a optimisé les canaux d’écoulement de la filière par simulation et usinage de précision sur une machine CNC 5 axes, maintenant la différence de débit de PVDF réelle entre les deux orifices à moins de 2 %, garantissant ainsi la précision des données.

Quatrièmement, le respect des normes de concentricité des fibres creuses : la concentricité (alignement entre le tube tressé et la couche externe de PVDF) influe directement sur la résistance à la pression et la durée de vie. Une concentricité insuffisante crée des zones de faible épaisseur susceptibles de se rompre sous la pression. MEM-TEK exigeait une concentricité de la filière inférieure à 0,005 mm. Grâce à l’assemblage de précision Trustech (comme en témoigne la précision de fabrication : concentricité d’assemblage jusqu’à 0,003 mm), toutes les fibres produites avec cette filière ont systématiquement respecté les exigences de concentricité, obtenant ainsi l’approbation unanime de l’équipe R&D.

Après un an de fonctionnement continu (plus de 3 000 heures de fonctionnement au total), la filière a conservé d'excellentes performances : les fibres produites ont présenté un flux d'eau stable et un taux de rejet élevé, et la filière n'a montré aucune usure ni corrosion anormale. Afin de témoigner de la qualité du produit, MEM-TEK a photographié la filière en fonctionnement normal et les fibres conformes, déclarant que « la filière Trustech est devenue un équipement clé permettant le bon déroulement du programme de R&D de MEM-TEK sur les matériaux membranaires ».

En mars 2017, MEM-TEK a indiqué qu'à mesure que le projet avançait, la filière à deux orifices ne répondait plus aux besoins de production à l'échelle pilote. Forts de la confiance établie avec cette filière, ils ont immédiatement commandé une filière à quatre orifices, plus performante, à membrane en fibres creuses renforcée par un tube tressé. Cette filière devait être compatible avec les équipements de traitement du PVDF existants et présenter la même haute précision que la filière à deux orifices. Trustech a conçu sur mesure une filière à quatre orifices avec un canal d'écoulement symétrique ; livrée avec succès en avril 2017, elle fonctionne de manière stable depuis.