Como escolher uma carcaça para filtro sanitária: material, acabamento, conexões e pressão

Para escolher uma carcaça para filtro sanitária, é preciso definir, nesta ordem, qual fluido passa (líquido, ar ou gás de respiro), quantos cartuchos são necessários e com qual adaptador, o aço das partes em contato com o produto (AISI 304 ou 316L), o acabamento interno expresso em Ra, as conexões de processo, a pressão e a temperatura de trabalho, o método de esterilização e a documentação que o processo exige. Cada decisão descarta modelos e, no fim, costuma sobrar um.

A seguir, cada critério com os dados de catálogo das nove carcaças SaniFlow, resumidos na tabela do final.

Qual fluido passa pela carcaça: líquido, ar ou respiro

O primeiro corte é o serviço. Para líquidos, existem a STU-01 e a STE-01, de um cartucho; as multielemento STU-X e STE-X; a STE-DO, para cartuchos DOE, e a SaniFlow HF, para cartuchos High Flow.

Para ar e gases, a referência é a SaniFlow SNU-01, de AISI 316L: filtração de ar estéril em processos farmacêuticos, ventilação de ambientes estéreis e respiro de tanques e reatores. Para vazões pequenas, existem as minicarcaças SNU-K e STU-50, que filtram gases e também líquidos de baixo e médio volume.

Respiro de tanques com fluidos quentes

O filtro de respiro usa uma membrana hidrofóbica: deixa passar o ar e barra o líquido. Se o tanque armazena um fluido quente, o vapor condensa na carcaça, o condensado umecta a membrana e bloqueia a passagem de ar, e o tanque pode ficar sob vácuo ao esfriar ou ao ser esvaziado. Para esse caso, a SNU-01 é pedida com aquecimento elétrico ou com camisa de aquecimento a vapor (E ou V no último campo do código), assim como a SNU-K.

Quantos cartuchos: um elemento, multielemento ou High Flow

A quantidade de cartuchos depende da vazão e da área filtrante de que o processo precisa. Para um cartucho de 10″ a 40″, existem a STU-01 e a STE-01. Se for preciso mais, a STU-X e a STE-X alojam 3, 6, 9, 12, 16, 22, 24 ou 36 cartuchos de 10″ a 40″, e mais sob encomenda.

No outro extremo, a STU-50 aloja um minicartucho com O-ring 116 interno, e a SNU-K, um cartucho SKN, ambos de 5″ ou 2,5″.

Para água de processo em grandes vazões, a SaniFlow HF trabalha com cartuchos High Flow de 6″ (152 mm): a HFV-01, vertical, leva um, e as HFH-03, HFH-04 e HFH-05, horizontais, levam 3, 4 e 5. Elas cobrem de 17 a 250 m³/h recomendados por carcaça, conforme o modelo e o comprimento do cartucho (20″, 40″ ou 60″), e são projetadas e fabricadas em nossa planta metalúrgica na Argentina.

Qual cartucho vai dentro: adaptador 222, 226 ou DOE

A carcaça tem de corresponder à extremidade do cartucho. A STU-01, a STE-01, a SNU-01, a STU-X e a STE-X aceitam quatro configurações com duplo O-ring:

• B: 2 O-rings 226 + aleta
• C: 2 O-rings 222 + aleta
• D: 2 O-rings 226 + extremidade plana
• E: 2 O-rings 222 + extremidade plana

222 e 226 são os tamanhos dos O-rings da extremidade aberta; aleta e extremidade plana, as duas formas da extremidade fechada. Os O-rings vedam contra o receptáculo da carcaça e separam o lado sujo do lado limpo com uma vedação positiva, que é o que a filtração esterilizante exige. Os cartuchos de membrana e de pré-filtração da Exova usam as mesmas letras no código, então carcaça e cartucho se combinam diretamente.

O cartucho com as duas extremidades abertas (DOE, configuração F) fica preso entre juntas planas e não oferece essa vedação positiva; por isso, a STU-X não o aceita. Onde essa vedação não é necessária — xaropes, vinhos, licores, água de processo, fluidos de processo farmacêuticos e cosméticos —, existe a SaniFlow STE-DO, uma carcaça industrial para filtro, de AISI 316L, para um cartucho DOE de 10″ a 40″. A troca é feita sem ferramentas: o copo é liberado com uma só abraçadeira clamp, e um tensor central sustenta o cartucho. Para vários cartuchos DOE, a STE-X admite a configuração F.

Material e acabamento interno de uma carcaça para filtro sanitária

O aço das partes em contato com o produto separa duas famílias. A STU-01, a STU-X, a SNU-01, a SNU-K e a STU-50 são de AISI 316L, para farma e biotecnologia. A STE-01 e a STE-X são de AISI 304, para alimentos e bebidas. A STE-DO tem 316L em todas as partes em contato com o produto, e a SaniFlow HF é pedida em 304 ou em 316L.

A diferença está no molibdênio do 316L, que melhora a resistência à corrosão por pites causada por cloretos, e no seu baixo carbono, que protege as soldas. Detalhamos isso em diferenças entre o aço inoxidável AISI 304 e 316L.

O acabamento interno é especificado pela rugosidade média (Ra, em µm): quanto mais baixo, menos vales onde ficam resíduos e se fixa a carga biológica, e mais simples é validar a limpeza. Essas cinco carcaças de 316L têm o interior com Ra de 0,4 µm ou menos, a STU-X com polimento mecânico sanitário. A STE-01, a STE-X e a HF ficam em Ra ≤ 0,8 µm, e a HF, além disso, é decapada e passivada por dentro. A STE-DO declara polimento brilhante por dentro e por fora, sem valor de Ra.

A geometria pesa tanto quanto o Ra: a STU-01 drena pelo ponto mais baixo e reduz o volume morto, e a STU-X tem o fundo do copo com caimento para o dreno, raios internos amplos e soldas orbitais polidas.

Conexões de processo, pressão e temperatura

As conexões têm de corresponder à linha e respeitar o critério sanitário. A STU-X é oferecida somente com clamp, de 1 1/2″ a 4″, porque as uniões roscadas e flangeadas deixam interstícios que não drenam. A STE-X é a que tem mais opções, treze: clamp de 1 1/2″ a 3″, DIN 11851 (NW40, NW80 e DN50 com porca), Dinamarquesa 2″, flange 4″ e Fafeur de 44,5 e 68 mm. Na HF, os flanges SORF ANSI #150 vão de 3″ a 10″ e são escolhidos por modelo e comprimento de cartucho, para manter baixa a velocidade nas conexões. As demais constam na tabela.

Em pressão e temperatura, três detalhes: a STE-01, a STU-50 e a SNU-K também trabalham com vácuo, a partir de −1 bar; na STU-X e na STE-X, a faixa de −10 a 150 °C depende do elastômero das juntas, e a STE-DO foi pensada para 7 bar e 90 °C. A faixa escolhida tem de cobrir o ciclo de esterilização, não só a operação normal.

Esterilização e documentação para processos regulados

Se a carcaça vai ser esterilizada com vapor, o catálogo tem de declarar isso. A STU-01 é esterilizável em linha (SIP) e em autoclave; a STU-X suporta ciclos SIP repetidos com vapor limpo a 121–135 °C, e a SNU-01, a STU-50 e a STE-X admitem limpeza e esterilização em linha (CIP e SIP). Os catálogos da STE-01, da STE-DO, da SNU-K e da HF não indicam um ciclo de esterilização: se o seu processo precisa disso, convém confirmar antes de solicitar o orçamento.

A documentação é o outro filtro. A carcaça multielemento SaniFlow STU-X é a que mais declara: projeto segundo as diretrizes da ASME BPE, passivação química e teste hidrostático de 100 % das unidades, certificado de corrida 3.1 conforme EN 10204 para as partes em contato com o produto, certificado de passivação, elastômeros com declaração de conformidade FDA 21 CFR 177 e USP Classe VI, e protocolos IQ/OQ opcionais.

A SNU-01 atende aos requisitos da Diretiva de Equipamentos sob Pressão (PED 2014/68/EU) e é entregue com certificado de qualidade. A STE-01 atende aos padrões sanitários 3-A.

A STU-01, a STU-50 e a SNU-K têm válvulas ou conexões de respiro e dreno pensadas para o teste de integridade do cartucho. Como ele é feito está explicado em teste de integridade por ponto de bolha e fluxo difusivo.

Qual carcaça SaniFlow corresponde a cada caso

Modelo	Aço AISI	Cartuchos	Interior	P · T máx.	Conexões	Uso
STU-01	316L	1 · 10″ a 40″	Ra 0,4 µm	10 bar · 140 °C	Clamp 1 1/2″	Líquidos, farma
STU-X	316L	3 a 36 · 10″ a 40″	Ra ≤ 0,4 µm	10 bar · −10 a 150 °C	Clamp 1 1/2″ a 4″	Farma regulada, alta vazão
SNU-01	316L	1 · 10″ a 40″	Ra ≤ 0,4 µm	10 barg · 150 °C	Clamp 1 1/2″	Ar, gases e respiro
STU-50	316L	1 mini · 2,5″ ou 5″	Ra < 0,4 µm	−1 a 10 barg · 150 °C	Clamp 3/4″ ou 1 1/2″, BSP 1/2″	Líquidos e gases, baixo volume
SNU-K	316L	1 mini SKN · 2,5″ ou 5″	Ra ≤ 0,4 µm	−1 a 10 barg · 150 °C	Clamp 1 1/2″	Ar, gases e líquidos
STE-01	304	1 · 10″ a 40″	Ra ≤ 0,8 µm	−1 a 10 bar · −10 a 150 °C	Clamp 1 1/2″ ou Fafeur 44,5 mm	Sucos, águas, laticínios
STE-X	304	3 a 36 · 10″ a 40″	Ra ≤ 0,8 µm	10 bar · −10 a 150 °C	Treze opções	Bebidas, vinho, água potável
STE-DO	316L	1 DOE · 10″ a 40″	Polimento brilhante	7 bar · 90 °C	Clamp 1 1/2″ ou BSP fêmea 1″ ou 2″	Filtração de processo
HF	304 ou 316L	1, 3, 4 ou 5 High Flow 6″ · 20″ a 60″	Ra ≤ 0,8 µm	10 bar a 80 °C (projeto)	Flanges ANSI #150, 3″ a 10″	Água de processo

Como orientação: em farmacêutica e biotecnologia, STU-01 ou STU-X conforme a vazão, e SNU-01 para ar e respiro; em alimentos e bebidas, STE-01 ou STE-X, que também cobre o vinho; com cartuchos DOE, STE-DO, e para água de processo de alta vazão, HF.

Como ajudamos você a escolher a carcaça

Com o fluido, a vazão, a pressão e a temperatura, o método de limpeza e esterilização e as conexões da sua linha, montamos o código da carcaça e propomos o cartucho que vai dentro dela. Se o processo tem várias etapas, projetamos sob medida skids sanitários com carcaças, válvulas e instrumentação sobre estrutura fixa ou móvel. Escreva para a nossa engenharia com os dados do seu processo.