• +90 543 331 91 51
  • +90 533 216 68 24​
  • Teknik@confidencefilter.com.tr
  • Keban Sk. No:15 B-4 Tuzla/İstanbul

KARTUŞ FİLTRE

Kartuş Filtre Nedir?

Kartuş filtre, silindirik bir filtre elemanının bir gövde (housing) içine yerleştirildiği ve akışkanın içinden geçirilerek partiküllerin süzüldüğü bir filtrasyon sistemidir. Genellikle su, yağ, kimyasal çözeltiler ve benzeri sıvılardaki istenmeyen katı maddeleri uzaklaştırmak için kullanılır; hatta bazı özel durumlarda gaz veya havadaki parçacıkları filtrelemek için de kartuş filtreler mevcuttur. Kartuş filtreler hemen her endüstride yaygın olarak tercih edilir, çünkü kullanımı kolay ve bakımı (sadece kartuşu değiştirerek) pratiktir. Uygun malzeme ve gözenek boyutuna sahip kartuş seçilerek, 0,1 mikron gibi çok ince partiküller dahi süzülerek yüksek saflıkta filtrasyon sağlanabilir.

Kartuş filtre sisteminde, filtre edilecek akışkan kartuşun bulunduğu hazneye girer ve burada gözenekli filtre ortamından geçerken partiküller yakalanır. Bu fiziksel filtrasyon prensibinde, akışkandaki kirleticiler filtre elemanının gözeneklerinden daha büyükse yüzeyinde ya da katmanlarında tutulur, temiz sıvı veya gaz ise yoluna devam eder. Filtrasyon sürdükçe yakalanan parçacıklar kartuş üzerinde bir filtre keki tabakası oluşturabilir; bu tabaka bir yandan filtrasyon verimliliğine katkı sağlarken diğer yandan basınç düşüşünü artırmaya başlar. Belirli bir süre sonra filtrenin tıkanmaması ve sistem basıncının çok yükselmemesi için kartuşun temizlenmesi veya yenisiyle değiştirilmesi gerekir. Kartuşların periyodik değiştirilmesi, filtrasyon sisteminin verimli çalışması açısından önemlidir.

Kullanım Alanları ve Avantajları

Kartuş filtreler çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Örneğin; su, yağ, boya, glikoz, çözücüler (solventler), ilaç ve kozmetik gibi daha nice sıvıda partikül gidermek amacıyla kartuş filtreler kullanılmaktadır. Endüstriyel proseslerde sıvı-katı ayrımı gereken uygulamalarda etkili bir çözüm sunarlar. Ticari ve evsel su arıtma sistemlerinde de tortu, kum, kil gibi partiküllerin sudan arındırılmasında kartuş filtre elemanları kritik rol oynar. Ayrıca, uygun malzemeden üretilmiş kartuşlar hava veya gaz filtrasyonu için de kullanılabilir; örneğin basınçlı hava hatlarında partikül tutma veya endüstriyel toz toplama sistemlerindeki kartuş filtreler bu kapsamda düşünülebilir.

Kartuş filtrelerin tercih edilmesinin başlıca avantajları, kullanıcı dostu olmaları ve bakım kolaylığıdır. Kirlenen kartuşu yenisiyle değiştirmek hızlı ve zahmetsizdir, bu da sistemde minimum kesintiyle filtrasyonun devamını sağlar. Tekrar doldurulabilir kum filtreleri gibi diğer filtre türlerine kıyasla kartuşların değişimi ve temizliği daha basittir. Ayrıca kartuş filtreler çok çeşitli tip ve boyutlarda üretildiği için neredeyse her prosesin ihtiyacına uygun bir model bulmak mümkündür. Doğru seçilmiş bir kartuş filtre, ekonomik bir şekilde yüksek verimli filtrasyon sunarak prosesin verimliliğini artırabilir.

Kartuş Filtre Çeşitleri

Kartuş filtreler tasarım ve filtreleme mekanizmasına göre başlıca iki tipe ayrılır: derinlik filtreleri ve yüzey filtreleri. Derinlik tipi kartuşlar, kalın veya katmanlı bir filtre malzemesi içinde kirleticileri yakalarken; yüzey (pileli) tip kartuşlar ise pliseli ince bir malzeme tabakası üzerinde kirleri tutar. Her iki tip de silindirik kartuş formunda olup, filtrelenecek akışkana uygun olacak şekilde farklı malzemelerden üretilebilir. Aşağıda bu iki filtre tipinin özellikleri açıklanmaktadır:

Derinlik Filtreleri

İp sargılı kartuş filtreler, derinlik tipi filtrasyona örnek bir kartuş elemanıdır. Derinlik kartuş filtreleri, çok katmanlı veya kalın gözenekli yapıları sayesinde partikülleri filtre malzemesinin derinliklerinde yakalar. Bu tip filtre elemanlarında genellikle polipropilen gibi lifli malzemeler iplik şeklinde bir taşıyıcı çekirdek etrafına sarılır veya eriyik üfleme (meltblown) yöntemiyle lifler rastgele bir yapıda bir araya getirilir. Böylece, filtrenin dışından içe doğru gidildikçe gözenek boyutu kademeli olarak daralır; büyük partiküller dış katmanlarda, daha küçük partiküller iç katmanlara doğru tutulur. Bu gradyan yapı, derinlik filtrelerine yüksek kir tutma kapasitesi kazandırır ve filtre daha geç tıkanır. Derinlik kartuşlar genellikle spun (meltblown) veya ip sargılı tiptedir ve su arıtma sistemlerinde ön filtrasyon (sediment filtreleme, kum tutma vb.) amacıyla sıkça kullanılır. Bu filtreler genelde nominal filtrasyon derecesine sahiptir, yani belirtilen mikron değerinin üzerindeki partiküllerin büyük kısmını tutarlar ancak tamamını yakalamayabilirler. Askıda katı yükü yüksek olan akışkanlarda derinlik tipi kartuşlar kullanmak daha verimli sonuç verir, zira kaba kirleri tutarak sonraki hassas filtrelerin yükünü azaltırlar.

Yüzey (Pileli) Filtreler

Çeşitli boy ve bağlantı tiplerinde pileli kartuş filtre örnekleri. Yüzey filtrasyonu yapan kartuş filtreler, ince yapılı bir filtre membranının veya medyasının pile (katlanarak kıvrım) haline getirilmesi ile üretilir. Pileli tasarım, filtrenin yüzey alanını artırarak akışa karşı düşük dirençle daha fazla kir tutabilmesini sağlar. Bu filtrelerde partiküller, medyanın yüzeyinde yakalanır ve birikir. Yüzey tip kartuşlar genellikle mutlak (absolute) filtrasyon hassasiyetine sahip olarak üretilir; yani belirtilen mikron boyutunun üzerindeki tüm partikülleri %99-100 oranında yakalayabilirler. Bu nedenle, çok ince filtrasyon gereken uygulamalarda (örneğin 0,5 mikron ve daha küçük partiküllerin uzaklaştırılması istendiğinde) son aşama filtreleme elemanı olarak çoğunlukla pileli kartuşlar kullanılır. Yüzey tipi kartuş filtreler tipik olarak polipropilen veya cam elyafı (fiberglas) medya malzemesinden imal edilir. İnce bir membran tabakasından oluştukları için, yüksek hassasiyet ve hijyen gerektiren ilaç, gıda, elektronik gibi sektörlerde ideal filtreleme imkânı sunarlar. (Not: Pileli mutlak filtre kartuşları, standart konut tip filtre housinglerine değil, kendi özel housing ünitelerine ihtiyaç duyabilir; bu sayede tam sızdırmazlık ve performans sağlanır.)

Kartuş Filtre Elemanları ve Malzemeleri

Kartuş filtrelerin içinde kullanılan filtre elemanları, farklı malzeme ve yapıda birçok çeşide ayrılır. Uygulamanın ihtiyacına göre uygun kartuş malzemesi ve mikron derecesi seçilerek, aynı filtre gövdesinde farklı filtrasyon hedefleri sağlanabilir. Başlıca kartuş filtre elemanı çeşitleri ve özellikleri şöyledir:

  • Polipropilen Meltblown (Spun) – Eriyik üfleme yöntemiyle üretilmiş polipropilen elyaf kartuş. Derinlik filtresi kategorisindedir ve sudaki tortu, kum, pas gibi kaba partiküllerin tutulmasında yaygın olarak kullanılır. Tek kullanımlık, ekonomik bir seçenektir ve genellikle 1-50 µm aralığında nominal filtrasyon sağlar.
  • Polipropilen Pileli – Katlanmış (pileli) polipropilen malzemeden yapılan kartuş filtredir. Yüzey filtresi olup polipropilen membran veya dokuma yaprakların pilelenmesiyle yüksek yüzey alanına ulaşır. Orta düzeyden inceye farklı mikron değerlerinde (ör. 0.5, 1, 5 µm gibi) üretilebilir ve genellikle kimyasal uyumluluğunun iyi olması sayesinde su, içecek ve genel sıvı filtrasyonunda kullanılır.
  • Polietersülfon (PES) Membran – Yüksek hassasiyette hidrofilik membran kartuş filtredir. PES membranlar, sterilizasyon gerektiren uygulamalar için uygundur ve 0,2 µm veya daha altındaki mutlak filtrasyon ihtiyaçlarında tercih edilir. Örneğin, içme suyu ultrafiltrasyonu, farmasötik hazırlamalar, biyolojik çözeltilerin filtrasyonu gibi alanlarda bakteri ve ince partikül tutmada etkilidir. Yüksek kir tutma kapasiteleri ve geniş kimyasal uyumlulukları ile öne çıkarlar.
  • Naylon (Nylon) Membran – Poliamid bazlı membran kartuş filtredir. Hidrofilik naylon membranlar özellikle laboratuvar ve endüstride solvent filtrasyonu, ultra saf su hazırlama gibi alanlarda kullanılır. Mekanik dayanımı iyi olup düşük protein bağlanma özelliği sayesinde biyoteknolojik filtrasyonlarda da tercih edilmektedir.
  • PTFE (Teflon) Membran – Politetrafloroetilen membranlı kartuş filtre. PTFE yapısı gereği hidrofobik olduğundan genellikle agresif kimyasalların filtrasyonunda veya hava/gaz filtrasyonunda kullanılır. Asit, solvent gibi maddelere karşı üstün kimyasal dayanımı vardır ve gaz sterilizasyon filtreleri (vent filtreleri) olarak da sıkça karşımıza çıkar. Hydrofobik PTFE membranlar, istenirse kullanılmadan önce alkol vb. ile ıslatılarak sulu çözeltilerin filtrasyonunda da kullanılabilir.
  • İplik Sargılı – Yüksek mukavemetli ipliğin (çoğunlukla polipropilen iplik) bir iç iskelet üzerine spiral şeklinde sarılmasıyla oluşturulan kartuşlardır. Derinlik filtresi grubundadır ve değişken yoğunluklu sarım sayesinde dıştan içe doğru gözenek boyutu küçülerek çok katmanlı bir filtreleme sağlar. Özellikle ilk kademede tortu tutma, kum, tortu gibi kirleticilerin giderilmesi amacıyla tercih edilir. Belirli aralıklarla temizlenebilse de genelde ekonomik olduğundan tıkandığında yenisiyle değiştirilir.
  • Mikrocam Elyaf (Microglass) – Cam mikrofiber malzemeden imal edilen kartuş filtre elemanıdır. İnce cam elyaf yapısı sayesinde oldukça ince partikülleri tutabilir ve yüksek kir yüklerinde bile gözenek yapısı sayesinde akışa izin verir. Genellikle yüzey filtrasyonu sağlayan pileli formda üretilir ve mutlak filtrasyon gereken uygulamalarda veya yüksek sıcaklıklı akışkan filtrasyonunda kullanılabilir. Örneğin, bazı hidrolik yağ filtrelerinde veya kimyasal proseslerde microglass kartuşlar tercih edilir.
  • Paslanmaz Çelik Kartuş (SS304/SS316) – İnce paslanmaz çelik tel örgü veya gözenekli metal malzemeden üretilen kartuş filtrelerdir. Yüksek sıcaklık ve basınca dayanıklıdır; bu sayede buhar filtrasyonu, aşındırıcı kimyasalların filtrasyonu veya tekrarlı sterilizasyon gerektiren sistemler gibi zorlu koşullarda kullanılabilir. Yıkanabilir/temizlenebilir olmaları en büyük avantajlarındandır – filtre gözenekleri tıkandığında kimyasal temizlik veya ters yıkama ile temizlenip tekrar kullanılabilirler. Paslanmaz kartuşlar genellikle daha kaba filtrasyon (daha büyük mikron dereceleri) veya son aşama koruyucu filtre olarak kullanılır; örneğin su arıtma öncesi iri tortu tutmada çelik kafes filtreler tercih edilebilir.

Yukarıda listelenen kartuş elemanları, endüstride en sık kullanılan türlerdir ve çoğu üretici tarafından benzer şekilde sunulmaktadır. Filtrelenecek akışkanın sıcaklığı, kimyasal özelliği ve istenen filtrasyon hassasiyeti gibi kriterlere göre bu malzemeler arasından uygun olanı seçmek önemlidir.

Boyutlar ve Filtrasyon Hassasiyeti

Kartuş filtreler genellikle standart boyutlarda üretilir. En yaygın uzunluk ölçüleri 10 inch, 20 inch, 30 inch ve 40 inch (yaklaşık karşılıkları 25 cm, 50 cm, 75 cm ve 100 cm) olarak standartlaştırılmıştır. Çoğu kartuş filtrenin dış çapı ~2.5 inch (6–7 cm) civarında olup, bu endüstriyel standartlar sayesinde farklı üreticilerin kartuş ve housing (filtre kabı) ürünleri birbirleriyle uyumlu olabilmektedir. Kartuş filtreler, ürün yelpazesinde bazen 5 inch gibi daha kısa veya 50 inch gibi daha uzun özel boylarda da bulunabilse de, 10-40″ aralığı dünyada kabul gören ortak ölçüleri temsil eder.

Filtrasyon hassasiyeti (mikron derecesi), kartuş filtre seçiminde en önemli parametrelerden biridir. Kartuş filtreler 0,1–0,2 mikron gibi ultra ince filtrasyon yapabilecek derecelerden başlayarak, 1, 5, 10, 25, 50, 100 mikron ve üzerine kadar farklı gözenek boyutlarında üretilebilir. Örneğin, içme suyu uygulamalarında 5 µm sediment kartuş yaygınken, bir farmasötik uygulamada 0,2 µm PES kartuş kullanılır. Tipik olarak, 0,05 mikron ile 100 mikron aralığında, kademeli olarak artan filtrasyon derecelerine sahip kartuş filtre seçenekleri mevcuttur. Bu aralıktaki daha küçük mikron değerleri, bakterileri ve çok ince parçacıkları tutmaya yönelik mutlak filtreler için uygundur; daha büyük mikron değerleri ise ön filtrasyon veya iri tortu giderimi için kullanılır.

Belirtildiği gibi, derinlik tipi kartuşlar çoğunlukla nominal derecelidir (örneğin 5 µm nominal bir meltblown kartuş, akışkandaki 5 µm ve üzeri parçacıkların büyük kısmını yakalar ancak tam %100 tutma garantisi yoktur). Buna karşılık, yüzey tipi (membran) kartuşlar mutlak dereceli olabilir; örneğin 0,2 µm mutlak bir PES membran kartuş, 0,2 mikron boyutundaki bakterileri dahi tamamen süzebilecek şekilde test edilip onaylanmıştır. Uygulamada genellikle önce daha yüksek mikronlu (daha kaba) nominal kartuşlarla ön filtrasyon yapılıp, ardından hassas aşamada düşük mikronlu mutlak kartuşlar kullanılarak dereceli filtrasyon uygulanır. Bu sayede kartuşların ömrü uzatılır ve toplam filtrasyon verimi artırılır.

Bağlantı Uç Tipleri (Sonlandırmalar)

Kartuş filtreler, filtre gövdesine takılıp sızdırmaz şekilde çalışabilmeleri için farklı uç bağlantı tiplerinde üretilebilmektedir. Başlıca sonlandırma (end-cap) tipleri şunlardır:

  • Çift Açık Uç (DOE – Double Open End): Kartuşun her iki ucu da açıktır. Bu tip kartuşlar genelde her iki uçlarında da düz bir conta yüzeyi ile birlikte kullanılır. Housing içerisinde kartuşun üst ve alt kısmı o-ring veya conta yataklarına oturup sıkıştırılarak sızdırmazlık sağlanır. “Sonlandırıcısız” olarak da anılır, çünkü özel bir kapak veya kilitleyici aparat içermez (yalnızca düz uçlar). İhtiyaca göre contalı veya contasız modelleri olabilir; örneğin DOE contalı kartuşlarda uçlarda yerleşik contalar bulunur.
  • Tek Açık Uç (SOE – Single Open End): Kartuşun bir ucu kapalı, diğer ucu açıktır. Açık uç tarafında filtrenin gövdeye bağlanmasını sağlayan standartlaştırılmış bir bağlantı bulunur. En yaygın SOE bağlantıları 222 ve 226 numaralı O-ring sistemleridir. Bu sayılar, kartuşun uç kapaklarındaki o-ring contaların boyut ve dizilimini ifade eden endüstri standart kodlarıdır (222 ve 226, iki adet O-ring ile sızdırmazlık sağlar).
  • 222 O-ring: Kartuşun açık ucunda, içine iki adet O-ring takılmış bir yuva bulunur. Bu kartuşlar genellikle düz kapaklı olabilir veya…
  • 226 O-ring: Kartuşun ucunda yine çift O-ring vardır ancak 226 tipi genellikle kilitli bir tasarıma (örneğin çeyrek dönüşle kilitlenen veya üç tırnaklı) sahiptir.

SOE kartuşların kapalı ucu ise iki şekilde olabilir: Flat (düz) kapalı uç veya Fin (spear) denilen sivri uç. Flat tipte kartuşun alt ucu düz bir tapa ile son bulurken, Fin uçlu tipte kartuşun alt ucunda konik/sivri bir çıkıntı (mızrak ucu şeklinde) bulunur. Bu sivri uç, housing içerisindeki yuvasına oturarak kartuşu doğru konumlandırır ve kilitlenmesini sağlar.

Bu bağlantı tipleri sayesinde, kartuş filtrenin ilgili filtre haznesine tam uyumlu şekilde takılması ve akışkanın sadece kartuş içinden geçerek sızdırmaz biçimde filtrelenmesi sağlanır. Örneğin, endüstriyel filtrasyon sistemlerinde 222 O-ring / Flat veya 226 O-ring / Fin gibi kartuşlar ve bunlara uygun hazneler sıklıkla kullanılır (her üretici model kodlarında bu sonlandırmaları belirtir). Uygun sonlandırmaya sahip kartuşu seçmek, mevcut filtrasyon sistemine sorunsuz entegrasyon için önemlidir.

Özetle, kartuş filtreler esnek kullanım alanı, çeşitli malzeme ve boyut seçenekleri ile modern filtrasyon ihtiyaçlarını karşılayan pratik ekipmanlardır. Doğru kartuş tipinin seçimi ile, sudan kimyasallara, gıdadan havaya kadar çok farklı akışkanlarda istenilen filtrasyon kalitesine ulaşmak mümkündür. Hem yeni sistemlerde hem de mevcut sistemlerin iyileştirilmesinde, standart ölçü ve bağlantılara sahip kartuş filtre elemanları, filtrasyon süreçlerini verimli ve güvenilir kılarak işletmelere önemli avantajlar sağlamaktadır.

Filtrasyon

Filtrasyon, Yağdan Su Ayırma, Flushing, Pickling, Yağ Analiz,Kiralama & Satış, Danışmanlık

Filtre

Hidrolik Filtreler, Process Filtreler, Katı Atık & Biyogaz Filtreleri, Parker