都市下水処理場の熱交換器には、粘着性があり、生きていて、汚れの多い物質である濃厚な生物学的汚泥の流れが供給されます。{0}鏡面のように滑らかな表面を持つ、磨かれたステンレス鋼のチューブは、強力な断熱材として機能するバイオフィルムで急速に覆われます。 PTFE チューブは、化学的には同一ですが、表面エネルギーがはるかに低く、魔法のように同じスラッジを排出するようです。違いは滑らかさではなく、表面の基本的な化学的性質にあります。
表面化学と汚れ挙動
PTFE と研磨ステンレス交換器のファウリングスラッジのシナリオでは、材料の耐ファウリング性は表面粗さよりもむしろ表面エネルギーによって決まります。研磨されたステンレス鋼は、鏡面仕上げにもかかわらず、40 mN/m を超える高い表面エネルギーを持っており、有機分子、微生物細胞、粘着性のバイオポリマーにとって濡れやすく魅力的なプラットフォームとなります。磨かれた金属はスラッジにとって滑らかで歓迎的なダンスフロアです。
一方、PTFE の表面エネルギーはわずか 18 ～ 20 mN/m です。その低エネルギー、非粘着性の化学的性質により、同じ生物学的スラッジをはじき、持続的なバイオフィルムが形成される前に流れによって堆積物を削り取ることができます。- PTFE は滑らかで反発力のあるアイス リンクであり、付着が最小限に抑えられているため、汚れ率が大幅に低くなります。
運用上の利点
生物汚泥用途における PTFE の汚れ率は、ステンレス鋼の汚れ率のほんの一部です。これにより、洗浄サイクル間の実行時間が長くなり、熱パフォーマンスがより安定し、動作のダウンタイムが削減されます。 PTFE 熱交換器は、ポリマーの熱伝導率が低いため、設置面積がわずかに大きいか、生の U- 値が低い場合がありますが、多くの場合、汚れの多いサービスでは、そのクリーンで安定した熱伝達が初期の熱の欠点を上回ります。
基本的な利点は、幾何学的滑らかさではなく、表面の化学的性質にあります。 PTFE ではコンディショニング フィルムとバイオフィルムの形成が大幅に遅くなり、同一条件下で研磨されたステンレス鋼よりも交換器の効率がはるかに長く維持されます。
結論
スラッジ汚れ-のサービスでは、PTFE の低い表面エネルギーは、最も磨かれたステンレス鋼よりも優れた本質的な利点となります。熱交換器を清潔に保ち、汚れに関連した熱損失を削減し、鋼製ユニットが急速に窒息する可能性がある場合の稼働時間を延長します。{2}}究極の防汚表面は、滑らかであることではなく、何も掴まないことで勝利を収めます。-
