Les filtres intervenants dans le processus de filtration lors de la fabrication des API doivent être compatibles avec l'ensemble des produits chimiques et solvants utilisés dans la chaîne de production. En l'absence de contre indication, on privilégie des corps de filtres en inox. Mais certaines synthèses nécessitent l'utilisation de solvants qui ne sont pas compatibles avec les matériels de filtration en aciers inoxydable. Quelles sont les alternatives ?
Déposer un revêtement en polymère sur l'acier inox
Cette technique consiste à isoler l'acier inox des solvants en déposant sur le corps du filtre une couche de polymères chimiquement inerte et conforme aux normes américaines et/ou européennes.
Différents revêtements sont disponibles : PTFE, FEP, PFA et Halar©. Une des solutions les plus compétitives est d'utiliser un revêtement Halar©, pour lequel les techniques de dépôt sont maîtrisées de longue date. Ce matériau offre en outre des possibilités de design nombreuses qui permettent de réaliser des filtres sur mesure.
Si l'ECTFE a une excellente résistance à la corrosion, il est soumis, comme tous les revêtements en fluoropolymères, au phénomène de perméation. Les molécules qui s'adsorbent à sa surface - ici les molécules de solvant - peuvent diffuser progressivement au travers de la couche de Halar© avant de se désorber de l'autre côté. Cette migration chimique provoque à terme un délaminage du revêtement, qui doit donc être renouvelé régulièrement.
Fabriquer des corps de filtres en matériaux polymères
Plutôt que de recouvrir l'acier inox par un revêtement polymère, on peut aussi utiliser des corps de filtres en polymères massifs. Lorsque les débits de filtration sont faibles (de l'ordre du m3/h) et que les solvants utilisés sont très corrosifs avec une compatibilité chimique limitée, une option est d'utiliser des corps de filtres en PTFE massif. A noter cependant que le recours à ce matériau synthétique limite les conditions de température et de pression dans lesquels les carters de filtration seront utilisables. Pour respecter les codes internationaux régissant la construction des appareils sous pression (ASME, CODAP) auxquels sont soumis les corps de filtres, les carters en polymères ne pourront être utilisés que jusqu'à une pression de 6 bar et une température de 40 °C.
Lorsque les équipements de filtration sont plus volumineux (filtres multipoches pour la rétention des fines de charbon, rétention de catalyseurs etc.), on peut utiliser des polymères standards (PP, PVDF) ou des composites thermodurcissables comme le GRP (Glass Reinforced Plastic) aussi appelé SVR (Stratifié Verre Résine).
Légende :
1-Corps de filtre PTFE massif pur
2-Corps de filtre PTFE massif traité antistatique
Réaliser des corps de filtres dans d'autres alliages métalliques
L'alternative classique à l'acier inoxydable est l'Hastelloy, sous la nuance C22. Ce superalliage au nickel est doté de propriétés mécaniques analogues à celle de l'acier inoxydable. Supportant des températures supérieures à 800 °C, il est extrêmement résistant à la corrosion mais peut être attaqué par certains acides agressifs (acides formique, acide acétique, oléum, etc.). Il peut en outre être soudé et usiné, comme l'acier inoxydable, pour fabriquer tout type de corps de filtre.
Les filtres ainsi réalisés peuvent être totalement conformes avec les codes de calculs et de construction internationaux.
Lorsque la compatibilité chimico-thermique de ces filtres s'avère encore insuffisante, on peut utiliser des corps de filtres dotés d'un revêtement en tantale, qui associent l'excellente résistance à la corrosion du tantale aux propriétés mécaniques de l'acier inoxydable, avec à la clef des performances supérieures à celles de l' Hastelloy.
Pour trouver le meilleur corps de filtre à installer lorsqu'un équipement en acier inoxydable n'est pas envisageable à cause des solvants utilisés, il convient donc de prendre en compte plusieurs paramètres. Outre les aspects techniques proprement dits, il faut envisager les coûts associés. En outre, il est inutile de choisir des corps de filtres dont la durée de vie excèderait largement celle du circuit de production du produit à synthétiser.
Pour en savoir sur la filtration des API, consultez notre livre blanc.
