DE10158705A1 - Vorrichtung zum Austrag eines Feststoffes aus einer Zentrifuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Unterstützung des Produkaustrages aus einer Zentrifuge. Durch Reinigung eines Austragungsbauteiles (4) während des Produktflusses aus der Zentrifuge wird der Produktaustrag unterstützt und verbessert. DOLLAR A Zu diesem Zweck werden Reinigungselemente (5) (Abstreifelemente mit oder ohne Gasdüsen) in dem Austragungsbauteil (4) angebracht, die die Anlagerung des Produktes an die Innenoberfläche des Austragungsbauteils (4) verhindern oder angelagerte Produkte wieder lösen.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Unterstützung des Austrages eines Feststoff-Filterkuchens aus einer Zentrifuge.
• Der Feststoffaustrag erfolgt bei horizontal oder vertikal gelagerten Schälzentrifugen normalerweise dadurch, daß ein an einem Räumer angeordnetes Schälmesser einen Filterkuchen abschält, wobei der Filterkuchen durch ein Austragungsmittel aus der Zentrifugentrommel gefördert wird. Das Austragungsmittel kann als ein steil verlaufendes Gleitblech, eine sogenannte Schurre, oder als Schneckenaustrag ausgebildet sein.
• Alle bekannten Austragungssysteme für diskontinuierlich arbeitende Filterzentrifugen weisen das Problem auf, daß je nach Anwendungsfall auch sehr feine, nichtkristalline, teilweise feuchte Feststoffe mit zur Anlagerung an Oberflächen neigender Konsistenz ausgetragen werden müssen. Daher besteht die Gefahr, daß während des Austragungsvorganges der aus der Zentrifugentrommel abgeschälte Filterkuchen teilweise an die Oberfläche des Austragungsmittels abgelagert wird und ein zunehmender Produktaufbau erfolgt.
• Diese Produktablagerungen sind von Nachteil, da z. B. sie eine Verlegung des Austragungsmittels bewirken, sie zu Verunreinigungen/Kontaminationen nachfolgender Zentrifugenchargen führen, sie die automatische Reinigung mit reproduzierbar guten Ergebnissen zwischen den einzelnen Produktchargen erschweren bzw. verhindern oder auch der angelagerte Feststoff sich in geänderter Konsistenz (z. B. verdichtet statt pulverförmig) vom Austragungsmittel löst.
• Zur Vermeidung von Ablagerungen am Austragsmittel kann die Austragsfläche mit einem Material beschichtet werden, das eine geringe Adhäsionsneigung gegenüber den Feststoffen aufweist. Diese Beschichtungen weisen jedoch in der Regel gegenüber den hochbeständigen Grundwerkstoffen der Zentrifuge (Edelstahl, Nickel-Basis-Werkstoff, Titan etc.) eine wesentlich geringere Korrosionsbeständigkeit auf. Zu dem besteht die Gefahr, daß die Beschichtung von Suspensions-, Wasch- oder Reinigungsflüssigkeit angegriffen wird bzw. wegen zu geringer Abrasionsfähigkeit zu schnell verschleißt.
• Ein als Saugdüse ausgestatteter Räumer ist beispielsweise aus der DE-A-33 40 636 bekannt. Bei diesem System wird der abgeschälte Feststoff durch einen Gasstrom mitgerissen. Hierfür wird ein relativ hoher Gasstrom benötigt, was einen hohen apparativen Aufwand bedingt. Desweiteren müssen die Feststoffe aus dem Gasstrom abgetrennt werden was den apparativen Aufwand weiter erhöht.
• Bei relativ klebrigen oder viskosen Feststoffen können auch Schnecken als Austragsorgane verwendet werden. Dabei ergibt sich jedoch das Problem, daß Schnecken nur schwer gereinigt werden können, was insbesondere in der pharmazeutischen Industrie bei Herstellung hochreiner Produkte nachteilig ist. Empfindliche Produkte können durch das Schneckenaustragsorgan zermahlen werden. Bei der Herstellung hochreiner Produkte besteht ferner die Anforderung, daß das Austragsorgan nach jedem Reinigungsvorgang inspiziert werden, was nur mit hohem Arbeitsaufwand möglich ist und die Gefahr mit sich bringt, bei der Demontage das Innere des Austragsorgans zu kontaminieren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Austragsorgan für den Produktaustrag aus Zentrifugen anzugeben, bei dem Produktanhaftungen weitgehend vermieden werden.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung.
• Erfindungsgemäß werden in dem Austragungsbauteil Reinigungselemente angebracht, die die Austragungsfläche des Austragungsbauteils abreinigen. Durch geeignete Bewegungen (z. B. Schwenken, Drehen, Schieben oder einer Kombination daraus) der Reinigungselemente über die Innenoberfläche der Schurre werden Ablagerungen verhindert bzw. die ggf. entstandenen Ablagerungen gelöst und durch zum Beispiel die Schwerkraft oder andere transportunterstützende Effekte aus der Schurre herausgetragen.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Seitenstellung einer Zentrifuge mit Austragsorgan,
• Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung des Austragsorgans und
• Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Variante des Austragsorgans.
• Fig. 1 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung eine Zentrifuge mit Austragsorgan. In einem Gehäuse 9 ist eine Zentrifugentrommel 1 auf einer Welle drehbar gelagert, wobei die Mantelflächen der Zentrifugentrommel 1 als Filter ausgebildet sind. Abzutrennende Suspension wird in das Innere der Zentrifugentrommel eingeleitet und die Zentrifugentrommel wird in Drehung versetzt. Dabei tritt Flüssigkeit durch die Mantelfläche der Zentrifugentrommel in das Gehäuse ein und wird dort abgeführt. An der Innenfläche des Trommelmantels sammelt sich dabei ein Filterkuchen.
• Zur Ablösung des Filterkuchens ist ein über einen Antrieb 3 schwenbarer Räumer 2 vorgesehen.
• Nachdem sich ein Filterkuchen in einer gewünschten bzw. vorgegebenen Dicke aufgebaut hat, wird der Räumer 2 aus einer Ruheposition in eine Schälposition in den Filterkuchen verfahren, wobei die Zentrifugentrommel 1 in eine Drehung mit niedriger Drehzahl versetzt werden kann. Dabei werden Feststoffe vom Trommelmantel abgeschält und fallen unter Schwerkraft in eine Schurre 4, die beispielsweise als Rohr mit einem steil verlaufenden und einem senkrecht stehenden Abschnitt ausgeführt ist. Nach dem Durchtritt durch die Schurre (gestrichelte Linie P in Fig. 1) wird das Produkt der Weiterverarbeitung zugeführt. Insoweit entspricht die bisher beschriebene Vorrichtung bekannten Zentrifugen mit Austragsorganen, und weitere Einzelheiten der Zentrifuge werden deshalb nicht näher erläutert.
• Um Produkthaftungen an der Gleitfläche der Schurre zu verhindern oder zu beseitigen ist erfindungsgemäß ein Reinigungselement 5 vorgesehen, das in das Innere der Schurre ragt und über eine Achse 6 mittels eines Antriebs 10 drehbar gelagert ist.
• Das Reinigungselement 5 erstreckt sich in der dargestellten Position parallel zur Gleitfläche der Schurre 4 und überstreicht bei der Drehung die Gleitfläche und verhindert bzw. beseitigt Produktanhaftungen. Das Reinigungselement kann dabei kontinuierlich betrieben werden oder intermittierend. In diesem Fall wird das Reinigungselement zeitweilig in einer von der Gleitfläche der Schurre entfernte Ruheposition gedreht.
• Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Schurre entlang der gestrichelten Linie A der Fig. 1.
• In diesem Ausführungsbeispiel ist das Reinigungselement 5 als Blatt ausgebildet, das Produktanhaftungen 7 von der Gleitfläche der Schurre 4 löst bzw. abtransportiert.
• Schließlich zeigt Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Reinigungselement als ein Düsenelement 8 ausgebildet ist. Dem Düsenelement 8 wird über eine Hohlwelle 6 Gas, insbesondere Luft, zugeführt, und das Gas wird von dem Reinigungselement 8 in das der Schurrenwand anhaftende Produkt 7 eingeleitet, so daß die Ablösung unterstützt wird. Hier ist, anders als beim Austragen, kein großer Gasstrom erforderlich, so daß die damit verbundenen eingangs genannten Nachteile nicht auftreten.
• Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Reinigungselement als ein Schaber ausgeführt, der bei Bedarf um die Längsachse der Schurre geschwenkt wird, wobei die Innenoberfläche der Schurre abgereinigt wird. In der Ruhestellung des Reinigungselementes wird der Feststoff-Fluß nicht behindert, was z. B. durch Positionierung über die Schwenkachse erreicht werden kann. Das Reinigungselement kann auch als ein symmetrisch oder exzentrisch um die Mittelachse rotierendes einblättriges Blechelement ausgeführt sein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfaßt die Reinigungsvorrichtung mehrere Blätter, die um die Mittelachse rotieren, wobei die Rotationsachse nicht zentrisch in der Schurre zu liegen braucht. Die Reinigungselemente können auch so angeordnet werden, daß sie nur an den Stellen, an denen Ablagerungen erwartet werden, mit geringem Abstand über die Innenoberfläche der Schurre bewegt werden. Bei Schurrenformen, die nicht konzentrisch um eine Mittelachse ausgeführt sind, können mehrere Reinigungselemente in Längsrichtung der Schurre eingesetzt werden, die jeweils nur eine gewisse Kontur der Schurre abreinigen.
• Neben den Reinigungsvorrichtungen, in denen ein Blatt um eine Achse geschwenkt oder bewegt wird, können in weiteren Ausführungsformen Stäbe um eine Achse rotiert, geschwenkt oder durch eine lineare Bewegung entlang der Innenoberfläche der Schurre derart bewegt werden, daß die feste Verbindung des Produktes mit der Innenoberfläche der Schurre zerstört wird.
• In weiteren Ausführungsformen der Reinigungsvorrichtung kann die Schwenkachse eines oder mehrerer Reinigungselemente quer zur Mittelachse der Schurre angeordnet sein, wobei z. B. das Blatt in der Ruheposition so gestellt wird, daß es den Produktfluß nicht behindert und bei Bedarf gezielt über die Stellen geführt wird, an denen sich Ablagerungen ausbilden. Die Vermeidung bzw. Entfernung von Ablagerungen durch dieses Verfahren ist auch über andere Einbauten möglich, die in der Ruheposition einen ungehinderten Durchfluß des Produktes durch die Schurre gestatten und bei Bedarf die Ablagerung entfernen können, wobei sie zur Inspektion so angeordnet werden, daß eine vollständige Einsicht und Inspektion der Oberflächen möglich ist.
• Weiterhin können die Reinigungselemente an der Spitze oder einseitig/zweiseitig mit Düsen versehen sein. Der zusätzliche Gasstrom verringert/verhindert die Anlagerung des Produktes bzw. unterstützt die Abreinigung. Weiterhin sind für die Reinigung der Schurre Ausführungsformen denkbar, bei denen keine Feststoffe, sondern z. B. viskose Flüssigkeiten aus der Zentrifuge ausgetragen werden.
• Die Reinigungselemente können so angeordnet sein, daß sie den normalen Produktionsfluß durch das Austragungsmittel nicht behindern, nur bei Bedarf eingesetzt werden, wenn sich Ablagerungen aufbauen, keine oder keine nennenswerten Toträume im Verfahrensraum erzeugen, die Reinigung des Verfahrensraums nicht beeinträchtigen und die Inspizierbarkeit einer erfolgten Reinigung ohne Demontage oder einen gegenüber der Ausführung ohne Reinigungselement erhöhtem Aufwand ermöglichen.

Claims (12)

1. Austragungsvorrichtung für Zentrifugen mit einem Austragungsbauteil (4) mit einer Austragungsfläche zum Austragen von Produkten gekennzeichnet durch eine Reinigungsvorrichtung mit einem Reinigungselement (5), das mindestens einen Teil der Austragungsfläche abreinigt.

2. Austragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung ein Abstreifelement aufweist.

3. Austragungsvorrichtung für Zentrifugen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifelement als ein bewegliches Blatt oder eine bewegliche Platte oder ein beweglicher Stab ausgebildet ist.

4. Austragungsvorrichtung für Zentrifugen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifelement als ein um eine Achse rotierendes Blatt oder eine um eine Achse rotierende Platte oder um eine Achse rotierender Stab ausgebildet ist.

5. Austragungsvorrichtung für Zentrifugen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Reinigungselemente (5) durch Schwenken, Drehen, oder Schieben über die Austragungsfläche bewegbar sind.

6. Austragungsvorrichtung für Zentrifugen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Reinigungselemente (5) um eine Mittelachse eines rohrförmigen Austragungsbauteil (4) rotierend konzentrisch oder exzentrisch angebracht sind.

7. Austragungsvorrichtung für Zentrifugen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse eines oder mehrerer Reinigungselemente (5) quer zur Längsachse oder Transportrichtung des Austragungsbauteils (4) angeordnet ist.

8. Austragungsvorrichtung für Zentrifugen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente (5) in den Produktaustrag nicht beeinträchtigende Ruhestellungen gebracht werden können.

9. Austragungsvorrichtung für Zentrifugen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente (5) so angeordnet sind, daß nur die Stellen gereinigt werden, an denen Ablagerungen (7) erwartet werden.

10. Austragungsvorrichtung für Zentrifugen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem oder mehreren Reinigungselementen (8) eine oder mehrere Düsen für einen Gasstrom angebracht sind.

11. Austragungsvorrichtung für Zentrifugen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente (5, 8) so angeordnet sind, daß der normale Produktionsstrom nicht gestört wird.

12. Zentrifuge mit einer Austragungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.