DE102012001746A1 - Intelligent pulsating pressure filtration method for use with pressure profile for filter systems of food industry and water industry, involves installing unit at filter system with novel automatic back-pressure control valve - Google Patents

Intelligent pulsating pressure filtration method for use with pressure profile for filter systems of food industry and water industry, involves installing unit at filter system with novel automatic back-pressure control valve Download PDF

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    • B01D37/046Controlling the filtration by pressure measuring

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Abstract

The intelligent pulsating pressure filtration method involves installing a unit at a filter system (1) with a novel automatic back-pressure control valve (2), electronic pressure- or pressure difference measure (3), electronic pressure flow measure (4), controllable pumps (5) for unfiltered, washing liquid and filtrate, pipe systems (6), automatic concentration measure (7), automatic conductivity measure (8) and automatic turbidity measure (9). The control valve is arranged in the filtrate collection line or at individual filter outlet line.

Description

Intelligente pulsierende Druck Filtration mit pulsierendem Druck-/Durchflussprofil für Filteranlagen der Lebensmittelindustrie, Klärindustrie, Chemieindustrie, Pharmaindustrie, Wasserindustrie, sowie weiterer Filteranlagen.Intelligent pulsating pressure filtration with pulsating pressure / flow profile for filter systems of the food industry, clarification industry, chemical industry, pharmaceutical industry, water industry and other filter systems.

Beschreibung der Verbesserungen zum Steuern und Regeln für Intelligente pulsierende Filtration ProzesseDescription of the improvements for controlling and regulating intelligent pulsating filtration processes

Bisher gilt:So far applies:

Je nach Hersteller und Anwender von Filteranlagen werden für die bekannten Prozessabläufe die üblichen Schrittfolgen mit verschiedenen Signalwerten wie z. B. Menge, Durchfluss, Zeit, Niveau, Druck, Durchströmungsrichtungen, etc. verwendet. Insgesamt sind jedoch die Funktionsablaufe nach bestimmten festen Vorgaben einfach gehalten. Also ist das Ergebnis der Gesamteffizienz für Zeit, Filtrationsqualität und Auswaschung oftmals nicht gut genug, zu abweichend, nicht dauerhaft oder sogar rein zufällig. Die Verschmutzung der Filterelemente, wie z. B. Tücher, Membranen, Siebeinsätze, etc. und die daraus resultierenden negativen Filtrationseigenschaften ist nur bei wenigen der bekannten Prozessverfahren beeinflussbar. Ein insgesamt intelligenter und automatischer Einfluss auf die Filtrationsprozesse für unterschiedliche und verbessernde Anforderungen ist bisher nicht bekannt.Depending on the manufacturer and user of filter systems for conventional processes the usual step sequences with different signal values such. As amount, flow, time, level, pressure, flow directions, etc. used. Overall, however, the functional processes are kept simple according to certain fixed specifications. So the result of overall efficiency for time, filtration quality and leaching is often not good enough, too deviant, not permanent or even random. The contamination of the filter elements, such. As wipes, membranes, mesh inserts, etc. and the resulting negative filtration properties can only be influenced in a few of the known process methods. An overall intelligent and automatic influence on the filtration processes for different and improving requirements is not yet known.

Neuartig ist:Novelty is:

Es bestehen zweifelsfrei positive Erkenntnisse und Erfahrungen, dass bei Anwendung verschiedener neuartig entwickelter Intelligenter pulsierender Druck Filtrations Prozesse mit pulsierendem Druck-/Durchflussprofil für die zu filtrierenden Suspensionen, Flüssigkeiten oder breiähnlichen Substanzen unter Zuhilfenahme bestimmter technischer und technologischer Modifikationen und Prozessanwendung für das Messen von bestimmten Signalen an Filteranlagen und gleichzeitig variabel erhöhten Fitrationsdrücken, beim Filtrieren oder bevorzugt beim Auswaschen sich Zeitverkürzungen, Qualitätsgewinne, verbessertes Auswaschen und verringerte Verschmutzungen der Filterelemente und damit höhere Standzeiten erreichen lassen. Das pulsierende Druck-/Durchflussprofil vermeidet negative Kanalbildungen im Feststofffilterbett, das Filterbettgefüge wird in bestimmter Auswirkung trotz des erhöhten Filterdruckes poröser bzw. durchlässiger gehalten, die gewünschten Qualitätseigenschaften beim Filtrieren werden eingehalten, das Verblocken und Verschmutzen der Filterelemente wird deutlich verringert und insgesamt die Fitrationsgeschwindigkeit erhöht. Daraus resultieren:There is undoubtedly positive knowledge and experience that using various newly developed Intelligent pulsating pressure filtration processes with pulsating pressure / flow profile for the suspensions to be filtered, liquids or porridge-like substances with the help of certain technical and technological modifications and process application for the measurement of certain signals On filter systems and at the same time variably increased Fitrationsdrücken, when filtering or preferably during washing can be achieved time savings, quality gains, improved washout and reduced contamination of the filter elements and thus achieve longer service life. The pulsating pressure / flow profile avoids negative channeling in the solid filter bed, the filter bed structure is held in certain effect despite the increased filter pressure more porous or permeable, the desired quality properties during filtration are maintained, the blocking and fouling of the filter elements is significantly reduced and increases the overall Fitrationsgeschwindigkeit , This results in:

Neues Hauptmerkmal 1:New main feature 1:

Neuartig ist, das bestimmte Filtrationsdrücke je nach Einsatzzweck und Anwendung bis über den 1-fachen oder mehrfachen des üblichen Filtrationsdruck mittels einer oder mehrfacher zusätzlicher automatischer Gegendruckregelarmatur(en) am Filterauslauf oder an mehreren Filterausläufen erhöht werden können. Das gewählte Fitrationsdrucksignal arbeitet immer gleichbleibend.It is novel that certain filtration pressures can be increased depending on the application and application to about 1 or more times the usual filtration pressure by means of one or more additional automatic backpressure control valve (s) at the filter outlet or at several Filterausläufen. The selected fitration pressure signal always works consistently.

Neues Hauptmerkmal 2:New main feature 2:

Neuartig ist, dass der Filtrationsdruck/Durchflusswert während einzelner, mehrfacher oder aller Filtrations-Rezeptschritte zwischen zwei zeitlich variabel einstellbaren Grenzwerten kontinuierlich ansteigend (progressiv), kontinuierlich absteigend (degressiv), oder gleichverlaufend geregelt werden kann.It is novel that the filtration pressure / flow rate can be continuously increased (progressively), continuously descending (degressive), or evenly regulated during individual, multiple or all filtration recipe steps between two limit values that can be set in a time-variable manner.

Neues Hauptmerkmal 3:New main feature 3:

Neuartig ist ein zusätzliches Differenzdrucksignal zwischen dem Filtereintritt und dem Filteraustritt oder dem Eintritt der Waschflüssigkeit in den Filter und dem Filteraustritt, was ein zuverlässiges Indikatorsignal für die Filtrationseigenschaften und der Filterverschmutzung ermöglicht. Die Auswertung der Differenzdruck-Indikatorsignale ergibt eine Beeinflussung der Steuerung- und Regelfunktion für das Filtrieren mit pulsierendem Druckprofil mittels der Gegendruckregelarmatur(en)What is novel is an additional differential pressure signal between the filter inlet and the filter outlet or the entrance of the washing liquid into the filter and the filter outlet, which allows a reliable indicator signal for the filtration properties and the filter contamination. The evaluation of the differential pressure indicator signals results in an influence on the control and regulating function for filtering with pulsating pressure profile by means of the backpressure control valve (s)

Neues Hauptmerkmal 4:New main feature 4:

Neuartig ist, dass die Fitrationsdruckwerte sowie Durchflusswerte in den einzelnen Prozessschritten vor allem aber beim Auswaschprozess mittels fester und/oder variabler kurz- oder langwelligen Druck-Auf- und Druck-Ab-Verläufen ähnlich zeitabhängigen Sinuskurven bzw. sich mit pulsierenden Druck-/Durchflusswellen fortlaufend verändern. Dadurch verbessern sich die Filtrationseigenschaften in Bezug auf Zeitgewinn, Qualitätsgewinn, bevorzugt für die Auswascheffizienz, verringerter Verschmutzung der Filterelemente mit verlängerter Betriebsstandzeit erheblich.It is novel that the Fitrationsdruckwerte and flow rates in the individual process steps but especially during the washout process by means of fixed and / or variable short- or long-wave pressure-up and pressure-off curves similar time-dependent sinusoids or continuously with pulsating pressure / flow waves change. As a result, the filtration properties improve significantly in terms of time gain, quality gain, preferably for the washing efficiency, reduced contamination of the filter elements with extended service life.

Neues Hauptmerkmal 5:New main feature 5:

Neuartig ist die Verwendung eines Signales mittels einer Konzentrationsmessung für das Filtrat in den einzelnen Prozessschritten bzw. der gesamten Filtratmenge und dem Gradient für das Konzentrationsgefälle beim gesamten Auswaschprozess mit entsprechendem Regel-Einfluss auf das pulsierende Druck-/Durchflussprofil mittels der Gegendruckregelarmatur und variabler DurchflussgeschwindigkeitNovel is the use of a signal by means of a concentration measurement for the filtrate in the individual process steps or the entire filtrate and the gradient for the concentration gradient in the entire Auswaschprozess with appropriate control influence on the pulsating pressure / flow profile by means of the backpressure control valve and variable flow rate

Neues Hauptmerkmal 6:New main feature 6:

Neuartig ist die Verwendung eines oder mehrerer fortlaufender Signale mittels Leitwertmessung(en) im abfließenden Filtrat entsprechend des Filter Durchströmen in den einzelnen Prozessschritten bzw. der gesamten Filtratmenge und dem Gradient für das Leitwertgefälle beim gesamten Auswaschprozess mit entsprechendem Regel-Einfluss auf das pulsierende Druck-/Durchflussprofil mittels einer oder mehrerer Gegendruckregelarmaturen und variabler Durchflussgeschwindigkeiten.Novel is the use of one or more continuous signals by Leitwertmessung (s) in the effluent filtrate corresponding to the filter flow through the individual process steps or the entire filtrate and the gradient for the Leitwertfall during the entire washout process with a corresponding control influence on the pulsating pressure / Flow profile by means of one or more backpressure valves and variable flow rates.

Neues Hauptmerkmal 7:New main feature 7:

Neuartig ist die Verwendung eines fortlaufenden Signals von der Trübungsmessung des Filtrats in den einzelnen Prozessschritten bzw. der gesamten Filtratmenge und dem Gradient des Trübungsverlaufes beim gesamten Auswaschprozess mit entsprechendem Regel-Einfluss auf das pulsierende Druck-/Durchflussprofil mittels einer oder mehrerer Gegendruckregelarmaturen und variablen Durchflussgeschwindigkeiten.Novel is the use of a continuous signal from the turbidity measurement of the filtrate in the individual process steps or the entire Filtratmenge and the gradient of turbidity throughout the washout process with a corresponding control influence on the pulsating pressure / flow profile by means of one or more back pressure control valves and variable flow rates.

Neues Hauptmerkmal 8:New main feature 8:

Neuartig ist daraus insgesamt resultierend, dass aus den Hauptmerkmalen 1–7 mittels verschiedener, oder in Kombination oder insgesamt aus einer Anzahl von Signalen und Prozesswerten auf die zu filtrierenden Suspensionen, Flüssigkeiten oder breiähnlichen Substanzen verschiede intelligente pulsierende Druck Filtration Prozesse mit den beschriebenen positiven Auswirkungen ausgeübt werden. Die Anwendung kann für alle geeigneten Filteranlagen und Filterprozesse durchgeführt werden.As a result of the main features 1-7, different intelligent pulsating pressure filtration processes with the described positive effects are exerted from the main features 1-7 by means of different, or in combination or altogether from a number of signals and process values on the suspensions, liquids or pulp-like substances to be filtered become. The application can be carried out for all suitable filter systems and filter processes.

Claims (12)

Intelligente pulsierende Druck Filtration dadurch gekennzeichnet, dass bestimmte Einrichtung(en) an einer Filteranlage Pos. 1, bestehend aus neuartiger automatischen Gegendruck Regelarmatur(en) Pos. 2, elektronischen Druck-/Differenzdruck Messung(en) Pos. 3, elektronischen Durchfluss Messung(en) Pos. 4, regelbarer Pumpen für Unfiltrat, Waschflüssigkeit und Filtrat Pos. 5, Rohrsystemen Pos. 6, automatischer Konzentrationsmessung Pos. 7, automatischer Leitfähigkeit Messung Pos. 8, automatischer Trübungsmessung Pos. 9, an verschiedenen Einbaupositionen der Filteranlagen entsprechend ihrem Zweck eingebaut sind.Intelligent pulsating pressure filtration characterized in that certain device (s) on a filter system pos. 1 , consisting of a new type of automatic back pressure control valve (s) Pos. 2 , electronic pressure / differential pressure measurement (s) Pos. 3 , electronic flow measurement (s) Pos. 4 , adjustable pumps for unfiltered material, washing liquid and filtrate Pos. 5 , Pipe systems Pos. 6 , automatic concentration measurement Pos. 7 , automatic conductivity measurement pos. 8th , automatic turbidity measurement pos. 9 , are installed at various installation positions of the filter units according to their purpose. Intelligente pulsierende Druck Filtration dadurch gekennzeichnet, dass die neuartige(n) automatische(n) Gegendruck Regelarmatur(en) Pos. 2 in der Filtrat Sammelleitung Pos. 6 oder an einzelnen Filterauslaufleitungen Pos. 6 angeordnet sind.Intelligent pulsating pressure filtration characterized in that the novel automatic backpressure control valve (s) Pos. 2 in the filtrate manifold Pos. 6 or on individual filter outlet lines Pos. 6 are arranged. Intelligente pulsierende Druck Filtration dadurch gekennzeichnet, dass die neuartige(n) automatische(n) Gegendruckregelarmatur(en) Pos. 2 nach der Filtrat-Förderpumpe Pos. 5 eingebaut ist (sind).Intelligent pulsating pressure filtration characterized in that the novel automatic backpressure control fitting (s) pos. 2 after the filtrate feed pump Pos. 5 is built in (are). Intelligente pulsierende Druck Fitration dadurch gekennzeichnet, dass die neuartige(n) automatische(n) Gegendruck Regelarmatur(en) Pos. 2 mit bestimmtem festen Öffnungsgrad, Öffnungswinkel oder Öffnungshub arbeitet(en) Intelligent pulsating pressure filtration characterized in that the novel automatic backpressure control valve (s) pos. 2 with certain fixed opening degree, opening angle or opening stroke works Intelligente pulsierende Druck Filtration dadurch gekennzeichnet, dass die neuartige(n) automatische(n) Gegendruck Regelarmatur(en) Pos. 2 anhand eines konstanten automatischen Drucksignales Pos. 3, dto. Differenzdrucksignal Pos. 3, dto. Durchflusssignal Pos. 4, den Öffnungsgrad, Öffnungswinkel oder Öffnungshub einschließlich der unterschiedlichen Pumpen Pos. 5 neuartig regelt.Intelligent pulsating pressure filtration characterized in that the novel automatic backpressure control valve (s) Pos. 2 based on a constant automatic pressure signal Pos. 3 , dto. differential pressure signal pos. 3 , dto. Flow signal Pos. 4 , the opening degree, opening angle or opening stroke including the different pumps pos. 5 new rules. Intelligente pulsierende Druck Filtration dadurch gekennzeichnet, dass die neuartige(n) automatische(n) Gegendruckarmatur(en) Pos. 2 anhand eines neuartigen gleichmäßigen, variabel automatisch abweichenden, höheren oder niedrigeren Auf-/Ab-Drucksignales Pos. 3, dto. Auf-/Ab-Differenzdrucksignales Pos. 3. dto. Auf-/Ab-Durchflusssignales Pos. 4, ähnlich wellenförmig pulsierenden Sinuskurven, der Öffnungsgrad, Öffnungswinkel, oder Öffnungshub einschließlich der unterschiedlichen Pumpen Pos. 5 neuartig geregelt wird (werden). Der Gesamtverlauf der aneinander gereihten Signale kann insgesamt geradlinig, ansteigend oder abfallend sein.Intelligent pulsating pressure filtration characterized in that the novel automatic backpressure fitting (s) pos. 2 based on a novel uniform, variable automatically deviating, higher or lower up / down pressure signal pos. 3 , dto. up / down differential pressure signal Pos. 3 , dto. up / down flow signal Pos. 4 , similarly wavy pulsating sinusoids, the degree of opening, opening angle, or opening stroke including the different pumps Pos. 5 is (are) being regulated in a novel way. The overall course of the stringed signals can be straight, rising or falling as a whole. Intelligente pulsierende Druck Filtration dadurch gekennzeichnet, dass die neuartige(n) automatische(n) Gegendruck Regelarmatur(en) Pos. 2 in einer neuartigen automatischen Aneinanderreihung von unterschiedlich variablen kurzen und längeren, ansteigenden und fallenden automatischen Drucksignalen Pos. 3, Differenzdrucksignalen Pos. 3, Durchflusssignalen Pos. 4, ähnlich ungleichmäßig wellenförmig pulsierenden Sinuskurven den Öffnungsgrad, Öffnungswinkel, oder Öffnungshub einschließlich der unterschiedlichen Pumpen Pos. 5 neuartig geregelt wird(werden). Der Gesamtverlauf der aneinander gereihten Signale kann insgesamt geradlinig, ansteigend oder abfallend sein.Intelligent pulsating pressure filtration characterized in that the novel automatic backpressure control valve (s) Pos. 2 in a novel automatic juxtaposition of different variable short and long, rising and falling automatic pressure signals Pos. 3 , Differential pressure signals Pos. 3 , Flow rate Pos. 4 , similarly unevenly wavy pulsating sine curves the opening degree, opening angle, or opening stroke including the different pumps Pos. 5 is (are) being regulated in a novel way. The overall course of the stringed signals can be straight, rising or falling as a whole. Intelligente pulsierende Druck Filtration dadurch gekennzeichnet, dass die automatische(n) Gegendruckarmatur(en) Pos. 2 anhand eines neuartig automatisch zeitlich unterschiedlichen variierenden Auf-/Ab-Drucksignales Pos. 3, dto. Auf-/Ab-Differenzdrucksignales Pos. 3, dto. Auf-/Ab-Durchflusssignales Pos. 4, den Öffnungsgrad, Öffnungswinkel, oder Öffnungshub einschließlich den unterschiedlichen Pumpen Pos. 5 und weiterer Merkmale aus Anspruch 7 neuartig geregelt wird (werden). Intelligent pulsating pressure filtration characterized in that the automatic counter pressure fitting (s) Pos. 2 on the basis of a novel automatically time-varying varying up / down pressure signal pos. 3 , dto. up / down differential pressure signal Pos. 3 , dto. up / down flow signal pos. 4 , the opening degree, opening angle, or opening stroke including the different pumps pos. 5 and further features of claim 7 is (are) novel regulated. Intelligente pulsierende Druckfiltration dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Konzentrationsmessung Pos. 7 entsprechend dem Gradienten Verlauf des Konzentrationsgefälles z. B. normal fallend, steil fallend, flach fallend, die Wirkung des automatischen Drucksignales Pos. 3, des automatischen Differenzdrucksignales Pos. 3, des automatischen Durchflusssignales Pos. 4 und die unterschiedlichen Pumpen Pos. 5 neuartig automatisch beeinflusst und regelt. Intelligent pulsating pressure filtration, characterized in that the automatic concentration measurement Pos. 7 according to the gradient course of the concentration gradient z. Falling normally, falling steeply, falling flat, the effect of the automatic pressure signal Pos. 3 , the automatic differential pressure signal pos. 3 , the automatic flow signal Pos. 4 and the different pumps pos. 5 newly automatically influenced and regulated. Intelligente pulsierende Druck Filtration dadurch gekennzeichnet, dass die automatische(n) Leitwertmessung(en) Pos. 8 entsprechend dem negativen oder positiven Leitwertverlauf(Gradient) ähnlich Anspruch 9, den automatischen Druck Pos. 3, – Differenzdruck Pos. 3, – Durchfluss Pos. 4 und die unterschiedlichen Pumpen Pos. 5 neuartig automatisch beeinflusst und regelt.Intelligent pulsating pressure filtration characterized in that the automatic conductivity measurement (s) Pos. 8th according to the negative or positive conductivity curve (gradient) similar to claim 9, the automatic pressure pos. 3 , - Differential pressure pos. 3 , - Flow Pos. 4 and the different pumps pos. 5 newly automatically influenced and regulated. Intelligente pulsierende Druckfiltration dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Trübungsmessung Pos. 9 entsprechend dem gewünschten, dem negativen oder dem positiven Trübungsverlauf (Gradient) den automatischen Druck Pos. 3, – Differenzdruck Pos. 3, – Durchfluss Pos. 4 und die Pumpen Pos. 5 neuartig automatisch beeinflusst und regelt.Intelligent pulsating pressure filtration, characterized in that the automatic turbidity measurement Pos. 9 according to the desired, the negative or the positive turbidity curve (gradient) the automatic pressure pos. 3 , - Differential pressure pos. 3 , - Flow Pos. 4 and the pumps pos. 5 newly automatically influenced and regulated. Intelligente pulsierende Druck Filtration dadurch gekennzeichnet, dass diese aus dem Zusammenwirken der Ansprüche 1 bis 11 für Durchströmungsfilter mit bevorzugter Wirkungsweise der automatischen Gegendruck Regelarmatur(en) Pos. 2 für das pulsierende Druck-/Durchflussprofil aus verschiedenen Kombinationen oder insgesamt aus den genannten Ansprüchen je nach Anforderung oder Zweck neuartig gebildet und verwendet wird.Intelligent pulsating pressure filtration characterized in that this from the interaction of claims 1 to 11 for flow filter with a preferred mode of operation of the automatic back pressure control valve (s) Pos. 2 for the pulsating pressure / flow profile of various combinations or altogether from the cited claims according to requirement or purpose newly formed and used.
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