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Um disco metálico poroso (frequentemente designado por disco filtrante metálico poroso ou filtro sinterizado) é um componente metálico circular com microporos interligados no seu interior. É utilizado principalmente para filtração de precisão, distribuição gás-líquido, catálise e dissipação de calor
I. Principais materiais
– Aço inoxidável (mais utilizado): 304, 316L (resistente a ácidos e álcalis, resistente a altas temperaturas, uso geral)
– Ligas especiais: Hastelloy, Inconel, Monel (ambientes com forte corrosão/temperaturas extremamente elevadas)
– Metais puros: níquel, titânio, cobre (resistentes à corrosão, condutores elétricos e térmicos)
II. Dois tipos principais
1. Tipo de sinterização por pó (poroso de precisão)
– Processo: sinterização a alta temperatura de pó metálico para formar poros interligados com dimensões da ordem dos micrómetros (0,1～120 μm)
– Características: Tamanho uniforme dos poros, permeabilidade ao ar estável, elevada resistência e capacidade de regeneração por retrolavagem
– Resistência à temperatura: -20 °C a 600 °C, resistência à pressão até 40 MPa
2. Tipo perfurado mecanicamente (orifício macroscópico)
– Processo: Estampagem/perfuração a laser, orifícios de formato regular (redondos, quadrados, irregulares)
– Diâmetro do orifício: 0,5 mm a dezenas de mm
– Características: Resistência extremamente elevada, excelente ventilação e dissipação de calor, altamente decorativo
III. Principais vantagens de desempenho
– Resistência a altas temperaturas e altas pressões: supera largamente os meios filtrantes de plástico e fibra
– Resistência à corrosão: resistente a ácidos, álcalis, solventes orgânicos e vapor a alta temperatura
– Lavável e reutilizável: longa durabilidade, baixo custo
– Estrutura estável: sem desagregação, sem migração de partículas
– Personalização flexível: o tamanho dos poros, a espessura, o material e a forma podem ser personalizados
IIII. Aplicações típicas
As aplicações dos discos metálicos porosos (principalmente discos filtrantes de aço inoxidável sinterizado) são muito específicas, centrando-se sobretudo em condições de alta temperatura, alta pressão, forte corrosão e limpezas repetidas. Seguem-se os cenários mais comuns e práticos:
1. Filtragem de produtos químicos e fluidos
– Filtragem de óleo para altas temperaturas, óleo lubrificante e óleo hidráulico
– Soluções ácidas e alcalinas, solventes orgânicos e filtração de polímeros fundidos
– Recuperação de partículas de catalisador e separação sólido-líquido da pasta
Características: Resistente à temperatura e à pressão, sem formação de escória, lavável a vapor e regenerável.
2. Filtragem e distribuição de gás
– Remoção de óleo e água do ar comprimido, filtragem de ar estéril
– Filtragem de vapor, remoção de poeiras de gases de combustão a alta temperatura
– Distribuição uniforme do gás em reatores, discos de aeração e distribuidores. Trata-se do disco de distribuição de gás localizado na parte inferior de muitos fermentadores e leitos fluidizados.
3. Indústrias alimentar e farmacêutica
– Filtração de precisão para bebidas, sumos, xaropes e óleos alimentares
– Filtração de grau de esterilização para soluções farmacêuticas e água para injeção
– Componentes permeáveis ao ar, ignífugos e à prova de explosão em equipamentos farmacêuticos
Requisitos: Qualidade sanitária, esterilização resistente ao calor e ausência de lixiviação.
4. Equipamentos de vácuo e pressão
– Ventosas a vácuo, placas de suporte porosas para secadores a vácuo
– Amortecimento, estabilização do caudal e redução do ruído para sensores de pressão e medidores de caudal
– Componentes de limitação de caudal e redução de ruído para válvulas e instrumentos
5. Proteção ambiental e tratamento de águas
– Filtração profunda de águas residuais, placas de suporte para módulos de membrana MBR
– Aeração com ozono, placas de distribuição de ar para equipamentos de flotação
– Desidratação de lamas, placas de filtro para separação sólido-líquido
6. Energia e Metalurgia
– Filtração de pasta de baterias de iões de lítio
– Filtragem de fundição de metais
– Guias de fluxo/filtros porosos para células de combustível e equipamentos de hidrogénio
7. Maquinaria e resistência ao fogo
– Componentes principais do supressor de chamas (impede a passagem da chama, permite o fluxo de gás)
– Silenciadores, rede de redução de ruído
– Sistemas hidráulicos, filtragem do circuito de óleo do motor
Os discos metálicos porosos são geralmente utilizados em aplicações que requerem filtração, distribuição de ar, divisão de fluxo ou suporte, especialmente em condições de funcionamento adversas (altas temperaturas, alta pressão, corrosão e necessidade de limpeza).
V. Princípio de filtração dos discos metálicos porosos:
Graças aos microporos uniformes e interligados presentes no metal, as partículas sólidas no fluido são “retidas”, permitindo que o fluido limpo passe.
1. Princípio básico: Peneiramento + Intercepção profunda
Os discos metálicos porosos são normalmente fabricados a partir de pó sinterizado, com uma rede interna de microporos densos e interligados.
Durante a filtração:
1. Peneiramento superficial (partículas grossas): As partículas maiores do que o tamanho dos poros ficam diretamente retidas na superfície do disco e não conseguem passar.
2. Intercepção profunda (partículas finas): As partículas ligeiramente mais pequenas do que o tamanho dos poros, após entrarem nos canais sinuosos internos, são: – Colisão
– Adsorção
– Ficar preso em canais estreitos
No fim de contas, eles também estão presos dentro do metal.
3. Passagem de fluidos: As moléculas de líquidos ou gases são muito pequenas e podem passar facilmente pela rede microporosa, fluindo para o outro lado.
2. Por que é que é melhor do que os filtros comuns?
– Filtros comuns: possuem apenas uma camada superficial, entupem-se facilmente e partem-se com facilidade.
– Metal poroso: toda a espessura constitui uma camada filtrante, com elevada capacidade de retenção de impurezas, resistência a altas pressões e resistência a altas temperaturas.
