Das filtriert und filtriert und filtriert ...

Filtertechnologie für den Nass- und Trockenaustrag

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01.03.2017 (Fast) so alt wie das deutsche Wirtschaftswunder: mehr als 50 Jahren verlassen sich Anwender auf das von Dr. H. Müller entwickelte Filtersystem. Das Prinzip des Chemap-Filters hat sich in der fest-flüssig Trennung vielfach bewährt und ermöglicht ein klares und reines Produkt.

Entscheider-Facts für Betreiber

  • In Prozessen an denen teure Katalysatoren beteiligt sind, ist das verlustfreie Trennen von Feststoff und Flüssigkeit im geschlossenen System für Unternehmen von entscheidender wirtschaftlicher Bedeutung. Das vorgestellte Filter ermöglicht alle erforderlichen Schritte von der Rückführung in den Reaktor bis zur Trockenaustragung für die Wiederaufbereitung.
  • Dabei hat der Betreiber die Wahl, in welcher Ausbaustufe er das System automatisieren möchte.
  • Durch das geschlossene Konzept eignet sich die Filterlösung auch für sterile Verfahren.
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Die Technologie ist auch für sterile Verfahren und damit für Pharma-Anwendungen geeignet. (Bild: Infolabel + David Rey – Fotolia)

Mit dem Druckplattenfilter, können Anwender Feststoffe abtrennen, deren Partikelgrößen zwischen 0,5 und 200 µm liegen. Das Filter gibt es in zwei unterschiedlichen Bauformen, für Nassaustrag (A-Filter) und für Trockenaustrag (R-Filter). Grundsätzlich ist zwischen zwei Filtrationsverfahren zu unterscheiden:
•    Das Anschwemm-Filterverfahren, bei dem der Filter meist mit einem Filterhilfsmittel wie Aktivkohle oder Celite angeschwemmt wird und die filtrierte Lösung das gewünschte Endprodukt ist.
•    Die Rückstandsfiltration, wo der Rückstand (Filterkuchen) das Endprodukt ist. Hier ist das Filter vor allem für schwierig zu filtrierende Stoffe, wie feinkörnige oder klebrige Rückstände, die schwierig von der Filterschicht zu lösen sind wegen der vielfältigen Prozessmöglichketen beliebt.

Das Filterpaket des Filters besteht aus einer Anzahl runder Filterplatten, die nur auf der Oberseite mit Filtergeweben oder Filtertüchern versehen sind. Diese Filterplatten sind übereinander auf einer vertikalen Hohlwelle aufgeschichtet. Den Abstand zwischen den Platten können Betreiber mittels Distanzringen variieren und der Art und Menge des zurückzuhaltendenen Filterkuchens anpassen. Das Filtrat gelangt durch Kuchen und Anschwemmschicht durch das Filtergewebe über die konischen Platten in die Hohlwelle und tritt aus dieser als sogenannter Klarlauf aus.

Reinigende Schleuderpartie

Während der Filtration bleibt das Filterpaket stationär und wird nur zum Abschleudern des Kuchens und zum Reinigen in Rotation versetzt. Neben dem vorgängig erklärten Aufbau des Filterpaketes besteht das Filter noch aus weiteren Komponenten: Der Antrieb ermöglicht es, das Filterpaket in Rotation zu versetzen – hydraulisch oder elektrisch. Bei elektrischem Antrieb erfolgt die Drehzahlreduktion über ein Planetengetriebe. Um Bauhöhe einzusparen, ist auch eine Variante mit einem sogenannten Lateralantrieb mit Keilriemenreduktion möglich. Die obere Lagerung trägt das Gewicht des Filterpaketes und fängt die Radialkräfte bei der Rotation ab. Diese Anordnung ist platzsparend und hält den unteren Filterbereich frei für Zulauf, Klarlauf und Austrag. Die Dichtfläche der oberen Abdichtung befindet sich auf einer korrosionsbeständigen Lagerhülse, in der das Filterpaket aufgehängt ist. Die Lagerhülse läuft in einer Gleitringdichtung oder anderen Wellendichtsystemen. Selbstverständlich ist diese obere Abdichtung auch mit entsprechender Drucküberlagerung erhältlich. Die untere Lagerung und Abdichtung ist in Kompaktbauweise realisiert. Sie beinhaltet im Wesentlichen eine Kohlebüchse, um die radialen Kräfte aufzunehmen. Diese ist umgeben von Dichtlippen, die den Klarlauf gegen den Trüblauf dichten.

Handarbeit war gestern

Die Filter eignen sich sowohl für die Filtration mit und ohne Anschwemmung; Rückstände können sowohl als Slurry oder in trockener Form ausgetragen werden. Über die eigentliche Filtration hinaus kann der Anwender den Filterkuchen im Filter waschen, extrahieren oder trocknen. Diese Verfahren eliminieren jede Handarbeit. Während eines Filtrationszyklus ist es an keiner Stelle nötig, das Filter zu öffnen – das System arbeitet also vollständig geschlossen und schützt so während der Filtration das Produkt vor der Umwelt oder umgekehrt. Die horizontale Anordnung der Filterplatten ermöglicht die optimale Stabilität des Kuchens, sodass dieser auch bei Druckschwankungen nicht abfällt oder Risse und Kanäle bildet. Das A-Filter kommt hauptsächlich dort zum Einsatz, wo das Klarfiltrat auch das zu gewinnende Produkt ist. Nach beendigter Filtration kann der Anwender die im Filterkessel verbleibende Suspension mit dem Restvolumen-Verfahren ausfiltrieren und damit Verluste praktisch ausschließen. Zum Austragen der Rückstände rotiert das System das Filterpaket und schleudert die Feststoffe somit ab. Gleichzeitig führt das Gerät bei Bedarf im Gegenstrom eine geeignete Spülflüssigkeit über die Hohlwelle zu. Der Rückstand wird als Slurry ausgetragen. Das Rückstandfilter kommt dort zum Einsatz, wo der Filterkuchen das gewünschte Produkt ist. Nach Beendigung der eigentlichen Filtration ist es möglich das Filter als Prozessor zu benutzen, ist es doch möglich viele verschiedene Verfahrensschritte im Filter selbst durchzuführen:

  • Waschen
  • Ein- oder mehrstufige Lösungsmittelextraktion
  • Behandlung mit Dampf
  • Trocknung mit Luft oder anderen Gasen.

Nach Abschluss des letzten Verfahrensschrittes wird der Rückstand abgeschleudert und als trockene Masse aus dem System ausgetragen.

Heftausgabe: Februar 2017
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Über den Autor

Werner Pfiffner, VR President, Infolabel
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