Diversifikation von Filtersystemen

In einem Produktionswerk der Lebensmittelindustrie soll ein neuer Prozess integriert werden. Der enthaltene Filtrationsschritt ist in Bezug auf die Qualität des Endproduktes mit entscheidend. Schon in der Planungsphase müssen Anlagenbauer und Endanwender deshalb erste wichtige Fragen klären, wie die folgenden: Welchen Filtertyp setze ich ein? Wie muss das dazu passende Filtergehäuse ausgelegt und dimensioniert sein? Was ist die wirtschaftlichste Lösung und erfüllt sie langfristig die geforderten Qualitätsansprüche? Gibt es bei steigenden Qualitätsansprüchen Möglichkeiten eines Upgrades mit den vorhandenen Filtergehäusen oder muss die Anlage dann komplett neu aufgebaut werden?

Polymerfiltration im chemischen Recycling

Trenntechnik

Filtersystem mit Rückspülung der Filterkerzen

Besonders im chemischen Recycling gewinnt die Filtration von Kunststoffpolymeren an Bedeutung. Der hohe Verschmutzungsgrad bringt Herausforderungen mit sich, die sich mit einer neuen Filtergeneration lösen lassen.Hier geht es weiter

Das Prinzip Diversität

Anlagenbauer und Betreiber sollten deshalb bereits in der Planungsphase fachkundige Ingenieure und Techniker mit an Bord holen. Filtersystemhersteller wie Wolftechnik erarbeiten mit einem breiten Produktportfolio und Praxiserfahrung gemeinsam mit den Anlagenplanern die passende Lösung. Der Filterspezialist hat sich im Zuge der regen Diskussionen um den Naturschutz und um die eigene CO₂-Neutralität intensiv mit dem Thema Biodiversität beschäftigt. Biodiversität oder biologische Vielfalt ist ein Bewertungsmaßstab für die Fülle unterschiedlicher Organismen in einem Ökosystem. Dabei kann ein System mit vielfältiger Struktur gleich mit mehreren Antworten auf wechselnde Einflüsse und Anforderungen reagieren. Die bessere Antwort setzt sich durch.

Im Technisch-Wirtschaftlichen charakterisiert der Begriff Diversifikation sowohl eine horizontale wie auch vertikale Ausweitung des Produktangebots. Übertragen auf die positiven Effekte der Diversität in einem Ökosystem steht dies für eine Vielfalt an Lösungen im Bereich der Filtertechnik. Das ermöglicht optimale Lösungen für kundenseitige Anforderungen. Zum Portfolio gehören aufeinander aufbauende Filtersysteme und Komponenten wie die Lupus-II-Filterelemente, das Quick-Pack-Filtersystem sowie das WTBKF‐Beutel‐Kerzenfiltergehäuse, in das ohne Anlagenumbau zunächst Beutelfilter und bei gestiegenen Qualitätsansprüchen Kerzenfilterelemente eingesetzt werden können. Eine Marktneuheit ist das smarte Filterkonzept „Wolftechnik 4.0“. Hinzu kommt eine Vielzahl unterschiedlicher Filterelemente und Filtergehäuse, die mit einer großen Variabilität der modifizierbaren Standard-Konstruktion in Bezug auf Nennweite, Art des Anschlusses und Lage der Ein- und Austrittstutzen aufwarten. Edelstahl-Gussteile für den Klappdeckel sowie den Gehäuseflansch und Standsockel erfüllen hohe Ansprüche, während die preiswerten Gehäuse in „Economy-Ausführung“ mit Schnellspannklammer für „ganz einfache“ Anwendungen ausreichen.

Zum Abtrennen von Verunreinigungen aus Flüssigkeiten können viele verschiedene Filterelemente dienen, die sich in Bezug auf Filtermaterial, Rückhalterate und Schmutzaufnahme unterscheiden. Je nach Filtermatrix sind hier Tiefenfilter, Faltelemente, Siebe oder Gewebe zu nennen. Dabei sind Tiefenfilterkerzen in der Regel zur Klarifikation besser geeignet als Oberflächenfilter wie Faltelemente, Siebe und Gewebe, welche sich eher zur Klassifikation eignen.

Siebe und Gewebe halten gröbere Verunreinigungen sicher zurück. Insbesondere dienen diese Oberflächenfilter als Schutz für nachfolgende Anlagenteile wie Pumpen, Messsonden oder Düsen. Die an der Oberfläche zurückgehaltenen Verunreinigungen können wieder entfernt werden. Siebe und Gewebe besitzen eine nur geringe Schmutzaufnahmekapazität, lassen sich aber reinigen oder rückspülen und somit wiederverwenden.

Tiefenstruktur und Faltung

Für kleinere oder komplexere Partikel werden Tiefenfilter und Faltelemente mit nominalen und absoluten Abscheideraten eingesetzt. Diese unterscheiden sich neben dem Material, aus dem sie bestehen, vor allem im Herstellungsverfahren. So kommen Produkte aus Polypropylen (PP) aufgrund ihrer inneren Struktur für die Abtrennung von allgemeinen und gelartigen Verunreinigungen eher zum Einsatz als Faltelemente aus PP, die ihre Stärken insbesondere beim Zurückhalten von festen, partikulären Verunreinigungen mit absoluten Abscheideraten bis 99,9 % ausspielen.

Ein Tiefenfilter soll den Schmutz nicht nur an der Oberfläche, sondern auch in seiner inneren, porösen Struktur aufnehmen. Dabei sind die außen liegenden Filterlagen gröber zur Abtrennung der gröberen Partikel und die innen liegenden Filterlagen feiner für die feineren Partikel. Tiefenfilter eignen sich insbesondere dort, wo ein breites Spektrum an Verunreinigungen in Bezug auf die Partikelgröße vorhanden ist und die Partikel entsprechend ihrer Größe in den verschiedenen Lagen aufgefangen werden können.

Tiefenfilterkerzen mit nominalen Abscheideraten dienen als Vorfilter oder zur Entfernung von allgemeinen Verunreinigungen und Trübungen. Tiefenfilterkerzen mit absoluten Abscheideraten finden Anwendung bei anspruchsvolleren Filtrationsprozessen und als Sicherheitsfilter. Anwendungsbeispiele sind die Filtration von Lacken, Farben und Tinten, leicht- bis hochviskosen Flüssigkeiten, Feinchemikalien, Kosmetika sowie Getränken und Lebensmitteln.

Faltelemente sind im Gegensatz zu Tiefenfiltern reine Oberflächenfilter, die wegen ihrer großen Filterfläche aufgrund des plissierten Filtermaterials bevorzugt zur Abtrennung von festen Partikeln bei niedrigen Differenzdrücken eingesetzt werden. Die Partikel sollen aufgrund der Porenfeinheit des Filtermaterials an deren Oberfläche zurückgehalten werden, nicht im Filtermaterial selbst. Dabei ist das wichtigste Merkmal eines Falt-elementes die Filterfläche. Diese entspricht ungefähr dem 10-fachen der Endfilterlage eines Tiefenfilters. Entsprechend liegt der Vorteil eines Faltelementes an der besseren Durchsatzleistung bei gleichzeitig niedrigen Druckverlusten. Anwendungen sind beispielsweise die Filtration von wässrigen Suspensionen, Säuren und Laugen.

Kombinieren wie die Natur

Ähnlich wie in diversen Ökosystemen in der Natur gibt es Kombinationen, die für bestimmte Trennungsaufgaben besser geeignet sind als die Einzelvarianten. So nutzen beispielsweise Polypropylen-Filterelemente wie die WFMLP-Multi-Layer-Faltelemente als Kombifilter die Tiefenfilterwirkung aufgrund des mehrlagigen Aufbaus und die Vorteile der Faltelemente durch die Faltung des Filtergewebes. Kombifilter haben eine gute Schmutzaufnahmekapazität und eine hohe Durchsatzleistung bei gleichzeitig sehr guter absoluter Rückhalterate.

So variabel die Möglichkeiten bei den Filtertypen sind, so variabel sind sie auch bei den Filtergehäusen. Beispielsweise können WTBKF‐Beutel‐Kerzenfiltergehäuse ohne Anlagenumbau mit Filterbeuteln und bei gestiegenen Qualitätsansprüchen mit Standardfilterkerzen bestückt werden. Die Kombigehäuse sind aus Edelstahl gefertigt und werden in zwei Baugrößen hergestellt.

Wie bei den meisten Wolftechnik-Filtergehäusen sorgt der Standsockel aus Edelstahlguss für eine kompakte und platzsparende Bauweise und eine erhöhte Servicefreundlichkeit: Filterwechsel und Wartung werden deutlich erleichtert. Im Gegensatz zur Aufstellung mit Dreibein oder drei angeschweißten Füßen fällt die Bauhöhe niedrig aus. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Gehäuse ist, dass Lage, Art und Größe der Eintritts‐ und Austrittsstutzen variabel sind und je nach Kundenwunsch und Erfordernissen am Einsatzort erst beim Auftrag entsprechend gefertigt werden.

Ein weiterer großer Vorteil des Sockels zeigt sich, wenn das Filtrat am Austritt wieder in die Waagrechte geführt werden muss. Bei herkömmlichen Aufstellungen über ein Dreibein wird am unteren Austritt des Gehäuses Richtung Boden zeigend ein 90-Grad-Bogen in die Waagrechte benötigt. Mit dem neuen Sockel ergibt sich über die im Gussteil nach innen gewölbte Kontur des Bodens sofort ein waagrechter Austritt. Der Austrittsstutzen ist weit nach unten gesetzt. Das Rohr an der Austrittsseite ist im Innendurchmesser bündig mit der Oberkante des nach innen gewölbten Klöpperbodens. Damit ist eine saubere Restentleerung sichergestellt