流化床滤袋那些事儿（八）

今天咱们从一家美丽国的公司Schroeder Industries说起，该公司75年以来以液压过滤器、滤芯、油水检测装置等精滤产品研发著称，产品被用于汽车制造、采矿等行业的污染控制，在过滤产品领域处于市场前沿。

Schroeder Industries公司研究了液压过滤系统中的静电放电效应——“液压系统中的静电放电是由摩擦引起的——就像你穿着厚袜子在地毯上拖来拖去，在跟别人接触时会产生火花和电击一样。油是一种润滑剂，但液压油和它所经过的过滤介质之间仍然存在一些摩擦，因此，可能会发生静电积聚。”

如果静电累积太多，他们在释放的时候就会一路火花加闪电，会带来一系列危害。

液压过滤系统中的静电放电效应

焦化、退化的滤芯是液压系统中静电积聚的标志。

当被损坏时，滤芯就不能像预期的那样过滤掉污染物，而且滤芯本身在降解时也可能成为污染源。

火灾的风险。大量的静电放电可能会导致爆燃，或液压储层内的气体燃烧。

系统外的电弧和放电。在极端情况下，静电放电会变得非常强烈，对工人造成触电危险，并损坏周围的设备。

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过滤器被静电放电烧焦

对于气固分离过滤系统，同样也会产生静电，严重时，（流化床）捕集袋、过滤网也会发生被静电击穿的情况。

在制药行业应用中，发生该现象的概率较低。发生前提与以下要素有关：

• 工艺进风湿度过低。通过表冷和转轮控制湿度对于产品质量稳定有积极意义。除湿之后的工艺风，干燥能力更强。但是越干燥，越容易产生静电，这也是为什么干燥的冬天脱毛衣会劈里啪啦冒火花的原因。

• 物料特性。在流化床干燥过程中，运动的药物颗粒与高分子纤维材料织成的滤布表面摩擦使彼此带电，有些品种更容易产生静电。

• 捕集袋的抗静电效果比较差。

想想我们自己，生活中难免会产生坏情绪。坏情绪和境遇（所处环境及接触负能量的人）、自身特性（抵抗力差，可能自己就是个负能量的人）有关。人生一共三万六千天，过一天少一天，阳光自己感染别人。一旦有了坏情绪，就找个渠道释放，比如喝两杯唱个K，跑几圈下个水（游泳），身体健康心里美。坏情绪不释放，憋久了要么把自己压垮，要么爆发的时候害人害己。

既然静电防不住，那就疏导，滤袋抗静电用的就是个原理。

织造滤布的纱线纤维是绝缘的高分子聚合物，让这些纤维疏导静电，他们说臣妾做不到。您一定想到了，用导电的纤维不就好了么？关于导电纤维，还有不少故事呢。

静电引发安全事故

https://blog.belzona.com/static-charge-the-shocking-industry-hazard/

• 19世纪 80 年代和 90 年代，德国使用联苯作为清洗剂的干洗店在冬季发生了 80 多起联苯蒸气爆炸事故。Richter用静电计证明，在洗涤过程中衣物会产生强烈的静电放电现象，他将其归因于摩擦起电。这是首次发现静电放电导致一系列事故。为防止未来再发生此类爆炸，里希特建议在苯中添加一种名为“安替苯辛皮林”（后来改名为“里希特醇”）的物质。

• Richter也是第一个在 1906 年发现静电是粉尘爆炸点火源的人。在对德国冬季 15 起铝青铜在电梯和抛光机中的爆炸事件进行调查时，他发现抛光机中未接地的导体产生大量静电，成为一种新型静电机器。因此，他建议将所有导电部件接地，或用二氧化碳惰化，或通过蒸汽增加相对湿度。

• 据说 1911 年加拿大发生了德国以外的第一起由静电引发的粉尘爆炸。硫磺粉尘被电梯中孤立的金属部件产生的火花点燃。此后，该电梯被接地，再未发生过点火事件。

• 经过这些经验教训，静电作为点火源以及导体接地作为安全预防措施在美国和德国都得到了认可。
  

1953年3月25日至27日在伦敦由伦敦物理研究所组织的第一次静电研讨会，标志着导电纤维与抗静电纤维研究的新纪元。在该背景下，美国Brunswick公司率先研发出了名为Brunsmet的不锈钢纤维，这是世界上最早的导电纤维之一，并首次被应用于纺织加工领域。

越来越多的金属材料用于制作导电纤维，如金、银、铜、不锈钢、铝、镍等，凭借其优异的导电性能、耐热性和耐化学腐蚀性，在早期占据了重要地位。然而，金属纤维的纺纱性能较差，色泽受限，且制备成本高昂，这些因素限制了其进一步推广应用。各种金属纤维面料
不锈钢与高分子材料纺织的纱线

20世纪60年代末至70年代初，日本帝人公司、德国BASF公司等相继开发出使用碳黑作为导电物质的有机导电纤维。这种纤维通过在纤维皮层中混合导电碳黑，使得碳黑涂覆于纤维表面，从而赋予纤维导电性能。随后，以普通合成纤维为基体，通过物理、化学等方法在纤维表面涂敷金属、碳、导电高分子等导电物质的方法相继出现，极大地丰富了导电纤维的种类与制备方法。

其中，1974年美国杜邦公司成功研制出以含碳黑的聚乙烯为芯、尼龙66为皮的复合导电纤维——安特纶（AntronⅢ），这一创新成果标志着复合导电纤维时代的到来。此后，各大化纤公司纷纷加入复合导电纤维的研发行列，推动了导电纤维技术的快速发展。

纤维和与导电纤维

与纯金属丝线或者碳纤维相比，通过将导电纤维与普通纤维混纺或交织而形成的纱线大幅度降低了成本，并展现出了纺织品的特性，广泛应用于多种行业有抗静电或电场屏蔽的场景——比如制药行业在过滤时要求使用抗静电滤布。

Testori不锈钢导电纱线机织滤布Testori不锈钢导电纱线及不锈钢导电丝Testori碳丝纱线机织的滤布

Testori单根碳丝与聚酯或尼龙材料纺成的纱线

市面上常见的碳纤维复丝纱线

众所周知，金属材料导电性强，所以不需要特别高的编织密度，就可以保证滤布表面电阻很低，一般可以达到104Ω左右，具有很好的抗静电效果。理论上，此时增加不锈钢导电纱线的密度，不会进一步降低表面电阻，但可以将滤布表面化整为零，静电从没有导电纱线的区域到导电纱线的路径变短，有利于导走静电。确实是这样的，但是金属不同于高分子材料，即使做成纤维纺成纱线，其可塑性、可编织性和柔韧性也不如高分子材料，所以导电纱线与不含不锈钢导电丝纱线编织交叉的区域可能会不够紧密贴合，在滤布后期表面处理的时候，表面也不容易平整，出现类似于脉络、有立体凹凸感。而这些突起的线条，会是非静电原因产生挂粉的重点区域。

因此，滤布制造商会根据单根纱线含有的不锈钢纤维材质数量以及编织结构、抗静电要求上整体评估设计使用密度，以达到抗静电效果。

碳纤维的制作是将导电碳粉混入高分子聚合物进行纺丝或挤出，形成纱线。纺丝而形成的碳纤维很细，需要采用复丝形式形成纱线，再进行编织。挤出式的碳纤维为单丝形式，线径较粗，表面光滑，综合性能优异，但对设备要求高。

碳的导电性能不如金属。但是，架不住编织密度大。增加了碳丝编织密度的滤布，表面电阻也可以达到104Ω左右。碳丝主体还是高分子聚合物，因此可塑性、可编织性和柔韧性等方面与其他纤维无异，因此织造好的滤布经纱和纬纱之间紧密贴合度更高，表面处理后，更加光滑，卸粉性能得以加强。

不锈钢导电纱线另外一个特点是，单根纱线中不难发现不锈钢纤维接头，而由单根碳丝编织而成的导电纱线尚未这一现象。

需要注意的是，碱性和含氯离子的环境会腐蚀不锈钢纤维，因此在使用肠溶材料或碱性清洗的环境，使用的尼龙滤布里面的导电纤维都是碳丝纤维。当前，聚酯纤维里面的导电纤维也逐渐由不锈钢向碳发展，这是因为含碳的聚酯纤维体现出的聚酯纤维特性，既能在酸性环境下工作，又提升了滤布特性。

前几日，某客户咨询不锈钢滤网，用于流化床微丸包衣。碰巧了，前阵子小火的视频《摇太阳》的留言区，北京的王同学提出了个想法：“能不能把这个滤网做成金属的，然后目数小点，要不洗一次太费劲”。咱们就一并嘚啵了吧。

摇太阳视频

流化床沸腾干燥和一步制粒时，是可以使用金属过滤网的，一般叫做金属烧结网，也有拦截精度可以对应。这种过滤器使用得不多，主要原因是：金属是刚性的，没法抖动，只能循环反吹；清洗的时候也挺复杂的，网孔小，只能用超声波清洗。最主要的问题：还是贵。通常这种过滤器用在OEB产线上，以达到CIP的目的，不用拆下来，直接在设备里用水冲，热风烘就可以。

那OEB线能不能用滤袋呢？笔者和流化床制造厂家设计人员讨论这个问题，如果设计成过滤袋支架下降至物料锅体内，在锅内实现加水、浸泡、循环清洗，也可以满足相关要求。

微丸包衣的过滤网与金属烧结网过滤器不同，类似于蚊帐子，没有刚性支撑的。如果这个网用金属的，抗静电效果绝对一级棒，但是柔韧性不好，不便于安装，特别是如果受压，可能发生钢丝折断，补都不好补。

所以，回到最后，还是用高分子材料。

尼龙网纱适用于肠溶微丸包衣过程，材质耐碱。普通尼龙网纱是白色的，只有尼龙单丝编织；抗静电的则是加入碳丝，黑白单丝编织在一起，整体呈现灰色（所以客户大哥一直以为是金属材质的）。如果包衣过程中，丸子有幸被工艺风选中送到了筛网上，并且由于静电黏附下不来，那么他们就错过包衣过程；当工艺结束过筛时，就成了漏网之丸，降低收率。如果是包衣粉喷雾干燥现象严重，就会发生细粉末糊网。在严重点，静电击穿也是可以发生的。要质量，要产量，更要安全。粉尘，静电火花，如果流化床又不是防爆型的，想想就可怕。

参考链接：

1.https://schroederindustries.com/shockingly-effective-anti-static-filter-elements-anti-stat-premium/

2.Helmut Krämer memorial lecture: Electrostatic assessment of products and processes – A view backwards and forwards，

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304388612001088