Trustech, fabricant leader de machines à filer les membranes à fibres creuses et de filières

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 1

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Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière

Une filière de frittage sol-gel est un système d'extrusion coaxiale permettant la fabrication de membranes à fibres creuses inorganiques/céramiques. La phase externe est un sol ou un précurseur hybride organique-inorganique, contenant des particules inorganiques ou une solution précurseur avec des liants/porogènes organiques. La phase interne est un fluide de support pouvant être un coagulant, un non-solvant ou un fluide inerte. Après mise en forme, les fibres vertes subissent une gélification, un échange de solvant, un séchage, un déliantage et un frittage à haute température, généralement entre 400 et 1200 °C, pour obtenir des membranes à fibres creuses inorganiques/céramiques denses ou poreuses, telles que l'alumine, la zircone, la silice ou les titanates. Cette méthode est également applicable aux systèmes précurseurs métal/verre.

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Architecture et flux typiques

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 3 Structure coaxiale ou multi-coaxiale : anneau de filière rotatif pour le sol/la suspension, centre pour le fluide de forage ; anneau coaxial supplémentaire en option pour coagulant externe ou flux de gaine.

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 4 Compatibilité avec les aliments à haute teneur en solides/thixotropes : anneau et orifice de filière élargis, rigides et résistants à l’usure ; revêtements résistants à l’usure (zircone/carbure de tungstène/saphir) ; surfaces mouillées polies et revêtements anti-usure pour atténuer l’abrasion et le colmatage des particules.

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 5 Conception à faible cisaillement et faible rétention : la filière Trustech comporte des canaux de distribution légèrement incurvés et une chambre de diffusion/redressement du flux pour réduire la gélification, la floculation ou le pontage induits par le cisaillement.

主图 (3)

Filière à membrane à fibres creuses Trustech FCT 5e G (2)

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 8 Interface de déclenchement de gélification : un flux coaxial de coagulant externe près de l’orifice ou un court espace libre vers le bain de coagulation pour obtenir une gélification rapide et une fixation de forme ; liquide de protection externe optionnel pour stabiliser la surface libre de la filière de filage Trstech.

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 9 Gestion thermique et dégazage : la filière nécessite une enveloppe de contrôle de température en amont et un orifice de dégazage sous vide pour supprimer les bulles et les sauts de viscosité induits thermiquement.

Caractéristiques structurelles et éléments essentiels du processus

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Coextrusion multicouche

Permettre aux composites coaxiaux avec une peau dense et un support poreux de coformer la couche sélective et le support en une seule passe.

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Compatible avec divers fluides de forage

La phase interne peut être de l'huile inerte, de l'eau ou des solutions avec des agents de réticulation/sels pour contrôler la rondeur du lumen et le taux de gélification.

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Résistance à l'usure et anti-encrassement

Pour les sols particulaires/à haute teneur en solides, utilisez des matériaux ultra-durs à l'orifice et au capillaire ; lissez les coins du canal pour réduire la rétention de particules et le blocage de la peau de gel.

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Gel avant stable

Par coagulant externe coaxial ou par une configuration à court espace d'air entre le bain et le fluide, former rapidement une paroi « verte » autoportante pour éviter l'affaissement et l'ovalisation.

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Compensation du retrait et du frittage

Les dimensions de la filière et les objectifs d'épaisseur de paroi doivent tenir compte du retrait de séchage/frittage généralement de 10 à 40 % ; la conception du canal et la stratégie d'enroulement doivent correspondre à l'anisotropie du retrait.

Éléments clés de conception de la filière Trustech Trustech

Ces paramètres sont fondamentaux pour la conception des filières et déterminent directement les performances finales de la membrane.

Paramètre	Description	Influence sur les performances de la membrane
Canal d'écoulement (R)	Le système de transport, de mise en tampon et de distribution du produit de forage et des fluides de forage.	Différentes structures doivent être optimisées en fonction des propriétés du matériau, de la viscosité, de la taille des orifices de la filière et du nombre de trous afin d'obtenir des performances de filage optimales.
Largeur de l'espace annulaire (d)	L'écart (épaisseur) du canal d'écoulement de la substance.	Elle détermine principalement l'épaisseur de la paroi de la fibre creuse. Des espaces plus étroits produisent des parois plus fines et une résistance au transfert de masse moindre, mais peuvent réduire la résistance mécanique.
Diamètre extérieur du tube alésé (d₁)	Le diamètre extérieur du tube central formant la paroi intérieure de l'espace annulaire.	Avec le diamètre intérieur du manchon extérieur, il définit la largeur de l'espace annulaire.
diamètre intérieur du manchon extérieur (d₂)	Le diamètre intérieur du manchon extérieur de la filière formant la paroi extérieure de l'espace annulaire.	Avec le diamètre extérieur du tube alésé, il définit la largeur de l'espace annulaire et le diamètre extérieur de la fibre.
diamètre intérieur du tube central (d₃)	Le diamètre du canal de fluide du forage.	Il détermine principalement le diamètre intérieur de la fibre. Ce diamètre intérieur influe sur la densité de remplissage du module membranaire et sur la perte de charge du fluide à l'intérieur de la fibre.
diamètre intérieur du tube central (d₃)	Le diamètre du canal de fluide du forage.
Rapport longueur/écart (L/d)	Le rapport de la longueur du canal d'écoulement (L) à la largeur de l'espace annulaire (d).	Cela influe sur la stabilité du filage. La conception d'un rapport L/d approprié en fonction des propriétés du matériau et des conditions de procédé contribue à stabiliser l'écoulement et à éliminer les effets d'entrée, ce qui permet d'obtenir une membrane de fibres extrudées plus uniforme.
Concentricité	L'alignement coaxial entre le diamètre intérieur de la couche de polymère à la sortie de la filière et les diamètres intérieur et extérieur du tube alésé.	Cela influe sur l'uniformité de l'épaisseur de la paroi et sur la pression du point de bulle.
Concentricité
Géométrie de la face d'extrusion	La géométrie principale de la filière, par exemple plate ou micro-conique.	Elle influence l'étirage et la déformation après extrusion, ce qui est particulièrement important pour le segment d'entrefer dans le filage sec-humide.

Les avantages de la filière Trustech FCT de 5e génération Trustech

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 16 Résistants à l'usure et anti-colmatage, compatibles avec les boues à haute teneur en solides : les buses et les revêtements, fabriqués à partir de matériaux ultra-durs (zircone, carbure de tungstène, saphir), avec des surfaces polies et des revêtements anti-usure, résistent à l'abrasion par les particules et au colmatage, assurant une distribution stable des sols/boues visqueux à haute teneur en solides.

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 17 Faible cisaillement et gélification rapide : des canaux de distribution légèrement incurvés et un flux d’agent gélifiant externe coaxial ou une conception à court espace d’air réduisent considérablement la contrainte de cisaillement pour éviter l’agrégation prématurée du gel ; la gélification rapide à la sortie de la buse forme une paroi de fibre verte robuste, évitant l’affaissement et l’ovalisation.

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 18 Coextrusion multicouche avec compensation de retrait contrôlée : Prend en charge la coextrusion multicouche (peau dense + support poreux), produisant des fibres creuses composites céramique/métal/verre en une seule passe ; les dimensions de la filière et l'épaisseur de la paroi sont pré-compensées pour un retrait de séchage/frittage de 10 à 40 %, maintenant la précision dimensionnelle et l'intégrité structurelle après frittage à haute température (400 à 1200 °C).

Paramètres du produit

Marque	Trustech	Application	Frittage sol-gel
Matériel	SUS304, SUS630, SUS316L	Trous/Paquet	Célibataire
Filetage d'entrée de dope	G1/8, BSP1/8, NPT1/8	Diamètre extérieur minimal de la membrane	1,0 mm
Filetage d'entrée de liquide	G1/8, BSP1/8, NPT1/8	Personnaliser le fil de discussion	Oui
Précision	±0,002 mm	Concentricité	0,003 mm
Conception	Conception conventionnelle	Relations	Standard
Application de la viscosité	1000-300000cp	Rugosité	Ra0,2-0,8
Solvant	DMAC, DMF, NMP	Température	150℃

Matériaux appropriés

PVDF (fluorure de polyvinylidène), CA (acétate de cellulose), PVC (chlorure de polyvinyle), PES (polyéthersulfone), PSF/PSU (polysulfone), PA (nylon, polyamide), PAN (polyacrylonitrile)

Références des principaux paramètres de conception (un processus client à titre d'exemple)

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 19 Hauteur de l'espace annulaire : généralement 150 à 300 μm pour les systèmes polymères ; pour le sol-gel, s'étendre à environ 200 à 800 μm pour éviter le colmatage et maintenir l'écoulement.

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 20 Coaxialité : ≤5-10μm, plus petit, mieux c'est ; pour les réseaux multi-trous, variation de flux entre les trous ≤±3%.

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 21 Choix des matériaux : corps en acier inoxydable 316L/17-4PH ;

Filage de fibres polymères, filage par frittage sol-gel, filière 22 Nettoyage et entretien : rinçage aux solvants et ultrasons pour les systèmes polymères ; pour les systèmes sol-gel, recirculation du solvant/dispersant et nettoyage mécanique des passages.

Conception conventionnelle

Conception FCT

Spécifications communes

Non.	Spécifications générales	Application	Type de conception	Taper
1	1.3/0.7/0.4	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
2	1.3/0.8/0.5	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
3	1.3/1.0/0.7	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
4	1.4/0.7/0.4	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
5	1.4/0.9/0.6	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
6	1.4/1.0/0.8	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
7	1.6/0.8/0.5	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
8	1.6/0.9/0.6	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
9	1.8/0.9/0.5	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
10	1.8/1.2/0.6	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
11	1.8/1.2/0.8	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
12	2.3/1.5/1.0	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
13	2.3/1.5/1.2	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
14	2.7/1.5/1.2	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
15	2.2/1.7/1.4	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
16	2.7/2.2/1.9	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
17	2.8/2.0/1.5	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
18	2.8/2.2/1.9	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
19	2.8/2.3/2.0	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
20	2.9/1.4/1.1	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
21	2.9/1.8/1.5	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
22	2.9/1.9/1.6	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
23	3.0/2.3/1.9	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
24	3.0/2.3/2.0	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
25	3.1/2.8/2.5	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
26	3.2/2.2/1.8	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
27	3.4/1.7/1.4	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
28	3.4/2.2/1.8	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
29	3.7/1.9/1.6	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
30	3.8/2.2/1.9	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples
31	3.8/2.3/2.0	Frittage sol-gel	Conception conventionnelle	Ouverture unique/ouvertures multiples

Exemples de membranes client

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FAQ

Qu'est-ce que le filage de membranes par frittage sol-gel ?

Une filière est un dispositif d'extrusion coaxiale permettant de produire des membranes à fibres creuses inorganiques/céramiques. Elle extrude un sol contenant des précurseurs inorganiques avec un fluide de passage, puis, après gélification, séchage et frittage à haute température, forme des membranes céramiques denses ou poreuses. Elle offre une résistance élevée à l'usure, une excellente résistance au colmatage et une grande précision de mise en forme.

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