● Universale: copre più materiali (PVDF, PSf, PES), ma può compromettere la precisione (tolleranza dell'orifizio, finitura).

● Dedicato: su misura per un materiale specifico, ad esempio rivestimenti resistenti ai solventi per PVDF; materiali ad alta resistenza per PA; rivestimenti ceramici per CTA; titanio per PA per prevenire l'idrolisi. Maggiore precisione/stabilità, ma richiede frequenti cambi di produzione negli impianti multiprodotto.

● Raccomandazione: per volumi elevati, scegliere universale per ridurre i costi; per alta precisione (ad esempio, emodialisi), scegliere dedicato per garantire le prestazioni.

● In base alla resistenza allo snervamento del materiale alla temperatura di esercizio.

● Fattore di sicurezza:

● Pratica industriale: 3–4 per apparecchiature chimiche di precisione continue.

● Formula (semplificata): Pressione di esercizio ammissibile ≈ limite di snervamento / fattore di sicurezza.

● Esempio: resa dell'acciaio inossidabile 304 a una temperatura di ~240 MPa; con SF = 4, ammissibile ≈ 60 MPa. Il progetto effettivo è impostato ben al di sotto del margine di sicurezza.

● DLC (carbonio simile al diamante): molto duro (HV ≥ 2000), idrofobico, resistente all'usura; adatto per dope ad alta viscosità (ad esempio, PVDF fuso) o sistemi soggetti a inceppamento. Limitazioni: scarsa resistenza ad acidi/basi forti; lo spessore deve essere compreso tra 0,5 e 2 μm: uno spessore troppo spesso rischia di scheggiarsi e contaminarsi.

● Nitrurazione (ad esempio, nitrurazione ionica): aumenta la durezza superficiale (HV ≥ 1000) e la resistenza alla corrosione; adatta per TIPS ad alta temperatura e mezzi clorurati; buona per dope PSf/PES. Meno resistente ai solventi fluorurati; idrofobicità moderata; riduzione dell'impiccagione inferiore rispetto al DLC; può aumentare leggermente la rugosità.

● Principio generale: per solventi forti (ad esempio, DMF), preferire DLC; per alte temperature/pressioni, preferire la nitrurazione. Verificare sempre la compatibilità del rivestimento per evitare guasti chimici.

● Prima il materiale: preferire SUS304/316L; prendere in considerazione rivestimenti per condizioni estreme (alti solidi/elevata usura) solo dopo una convalida a lungo termine.

● Vantaggi: una minore rugosità riduce l'attrito, i residui e gli intasamenti; Ra ≤ 0,8 μm migliora l'uniformità del diametro e la qualità della superficie, in particolare per la filatura ad alta precisione.

● Non è propriamente detto "più basso è, meglio è":

● Rendimenti decrescenti al di sotto di Ra ~0,4 μm con costi in forte aumento.

● Eccezioni: le pareti ultra lisce possono alterare lo scorrimento delle pareti di materiali fusi altamente elastici; i sistemi ad alto contenuto di solidi (>30%) possono mostrare pulsazioni di scorrimento-adesione. Alcuni sistemi presentano una finestra di rugosità ottimale.

● Una lucidatura eccessiva può ridurre i film lubrificanti benefici; nei colloidi carichi viscosi, l'adsorbimento può peggiorare la filabilità.

● Rischio di incrostazioni: una rugosità più elevata (Ra > 1,6 μm) favorisce l'adesione dei contaminanti e l'intasamento degli orifizi.

● Hang-up: le superfici ruvide aumentano l'attrito, lasciando residui di colla che formano gel e contaminano le tirature successive.

● Ottimizzazione: puntare a una bassa rugosità (Ra ≤ 0,8 μm) tramite lucidatura per ridurre l'incrostazione e l'inceppamento.

● Perdite: graffi/rientranze interrompono la planarità e le linee di tenuta; sotto pressione, le perdite di materiale si verificano preferibilmente in corrispondenza dei difetti.

● Eccentricità: i danni possono indurre carichi di serraggio irregolari, generando piccoli momenti flettenti che distorcono l'allineamento del flusso interno e causano fibre eccentriche.

● Nuovo vs. vecchio: le differenze dell'orifizio a livello di micron (±2 μm) spostano il diametro esterno/spessore della parete, alterando MWCO e flusso.

● Effetti dell'usura: allargamento dell'orifizio, arrotondamento dei bordi, microfessure causano:

● Flusso più elevato → pareti più sottili.

● Minore taglio → pelle più lassa.

● Maggiore eccentricità → minore resistenza.

● Variabilità del lotto: anche disegni identici producono micro-variazioni nell'orifizio/spazio, nella concentricità e nella finitura, modificando la dinamica di filatura e le prestazioni della membrana (flusso, rigetto, resistenza).

● Gestione della qualità: trattare le filiere a fibra cava come risorse critiche; registrare la cronologia di utilizzo in base alle prestazioni del prodotto; scartare/ricondizionare quando non sono conformi alla tolleranza.

● Sintomo: difetti periodici “a bambù” o spessi-sottili con frequenze legate agli armonici di spostamento/giri/min della pompa.

● Rilevamento della pressione: utilizzare trasduttori ad alta velocità all'ingresso della filiera a fibra cava; cercare l'ondulazione sincrona della pompa.

● Test di correlazione: modificare la velocità della pompa; se il periodo di difetto segue, è indicato un accoppiamento forte.

● Escludere l'usura della pompa: assicurarsi che l'ondulazione non sia dovuta esclusivamente a problemi meccanici della pompa (ingranaggi, usura).

● Causa principale: la conformità del sistema (rigidità/lunghezza della linea), la comprimibilità del drogaggio e l'ondulazione della pompa formano una risonanza che amplifica le onde di pressione.

● Resistenza ai solventi: fondamentale per i solventi polari forti nei NIPS (DMF, NMP, DMAC, DMSO).

● Resistenza alla SCC: i cloruri causano la SCC negli acciai inossidabili. Se è possibile l'esposizione ai cloruri (grezzi, acqua di lavaggio), preferire l'acciaio 316L; per condizioni estreme, utilizzare l'Hastelloy C-276.

● Base: scegliere materiali con una resistenza comprovata ai solventi, agli ossidanti e all'ambiente SCC previsti.

● Temperatura troppo bassa: la viscosità aumenta; trasporto difficile; compaiono superfici ruvide e noduli.

● Temperatura troppo elevata: degradazione termica; bassa viscosità; rotture nell'intercapedine d'aria; crepe/vuoti nella sezione trasversale.

● Controllo uniforme della temperatura: produce sezioni trasversali dense e senza crepe; migliora l'uniformità del diametro e la meccanica.

● Gradienti di viscosità: zone più calde → μ più basso → flusso più veloce → rigonfiamento più piccolo; zone più fredde → μ più alto → flusso più lento → rigonfiamento più grande; porta a differenze di diametro da foro a foro.

● Cinetica di separazione di fase: la temperatura influenza direttamente lo scambio solvente-non solvente; una temperatura non uniforme produce diverse dimensioni dei pori/porosità sulla piastra.

● Punti caldi locali: μ più basso → flusso più veloce → pareti più sottili; pori più grossolani a forma di dita.

● Punti freddi locali: separazione di fase ritardata → pelle più spessa o struttura spugnosa; flusso inferiore.

● ΔT circonferenziale: causa disuniformità dello spessore della parete, eccentricità e persino fibre elicoidali.

● ΔT assiale (TIPS): la solidificazione prematura prima dell'uscita provoca un'estrusione instabile.