DE102017215928A1

DE102017215928A1 - Plattenfilter und Verfahren zum Filtrieren von Maische

Info

Publication number: DE102017215928A1
Application number: DE102017215928.6A
Authority: DE
Inventors: Konrad Müller-Auffermann; Heiko Feuring
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2019-03-14
Also published as: WO2019048472A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Plattenfilter und ein Verfahren zum Filtrieren von Maische mit mehreren nebeneinander angeordneten Filterkammern und mit einem Verschließmechanismus, über den zum Entfernen von Filterkuchen eine Bodenöffnung im Bodenbereich geöffnet werden kann. Der Plattenfilter weist jeweils mindestens ein bewegliches Ausräumelement zum Ausräumen des Filterkuchens aus der jeweiligen Filterkammer auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenfilter sowie ein Verfahren zum Entleeren von Filterkammern eines Plattenfilters gemäß den Ansprüchen 1 und 16.
Maischefilter werden bei der Bierherstellung zur Trennung von festen und flüssigen Bestandteilen aus der Maische zur Würzeklärung und der Auswaschung bzw. Auslaugung der Treber verwendet.
Die üblichen Verfahrensschritte für den Betrieb dieser Anlagen sind das Einfüllen der zuvor verzuckerten Maische in die Filterkammern der Maischefilter, die Filtration der Maische, so dass eine geklärte, zuckerhaltige Würze von den Feststoffen (Trebern) separiert wird und das anschließende Auswaschen und Auslaugen der in den Trebern enthaltenen Zuckerpartien durch das Einleiten von Wasser.
Im Anschluss an die genannten Prozessschritte muss der ausgelaugte Treber aus den Filterkammern entfernt werden, um einen anschließenden Filtrationszyklus wieder schnellstmöglich zu gewährleisten.
Solche Maischefilter sind bereits wohlbekannt und weisen nebeneinander angeordnete, stehende Filterkammern auf, die seitlich durch jeweilige Platten zwischen denen zum Beispiel ein Rahmen mit mindestens einem Filtertuch angeordnet ist, begrenzt werden. Wie aus den 20 und 21 hervorgeht, werden die einzelnen Kammern durch einen Stempel an eine feste Kopfplatte dicht verpresst. Die Entleerung der Filterkammern erfolgt durch das Öffnen der horizontal verspannten Plattenpakete. Dabei fahren herkömmlicherweise die einzelnen Platten nacheinander auseinander, so dass die Filterkuchen, d.h. die Treber in einem sich unter dem Filter befindenden nach oben hin offenen Treberbunker herabfallen und von dort beispielsweise über eine Schnecke abtransportiert werden können. Je nach Ausführung der Filter erfolgt eine Ausspritzung der Kammern bzw. eine Sprühreinigung der Filterschicht (insbesondere der Filtertücher, bevor die Platten wieder zusammengeschoben werden und über eine starke Verpressung über eine umlaufende zwischen den Platten bzw. Rahmen angeordnete Dichtung abgedichtet werden.
Die bekannten Maischefilter bringen den Nachteil mit sich, dass sie durch die Art der Entleerung, d.h. durch das Auseinanderfahren der einzelnen Platten einen erhöhten Platzbedarf mit sich bringen. Auch dauert das Auseinanderfahren und Zusammenschieben der Platten relativ lang, so dass sich eine schlechte Anlageneffizienz ergibt. Außerdem geht die herkömmliche Entleerung der Plattenfilter mit einer nicht unerheblichen Lärm- und Dampfemission einher.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde einen verbesserten Plattenfilter und ein Verfahren bereitzustellen, die ein optimiertes Entleeren des Plattenfilters ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1, 16 und 21 gelöst.
Der erfindungsgemäße Plattenfilter, insbesondere zum Filtrieren von Maische weist mehrere nebeneinander angeordnete Filterkammern auf und einen Verschließmechanismus, über den zum Entfernen von Filterkuchen, d.h. Treber, eine Bodenöffnung im Bodenbereich der Filterkammern geöffnet und dann wieder verschlossen werden kann. Die Filterkammern weisen neben dem erfindungsgemäßen Verschließmechanismus jeweils mindestens ein bewegliches Ausräumelement auf, das der Entleerung des Filterkuchens aus den Filterkammern dient.
Der erfindungsgemäße Plattenfilter bringt den Vorteil mit sich, dass zum Entleeren der Filterkammern nun die Platten, die die einzelnen Filterkammern bilden, nicht mehr in Horizontalrichtung auseinandergefahren werden müssen, sondern, dass auf einfache Art und Weise eine Bodenöffnung der Filterkammern geöffnet werden kann, über die der Filterkuchen beispielsweise in einen Treberbunker durch Schwerkraft herabfallen kann. Dadurch kann wesentlich Platz gespart werden und auch die Dauer der Entleerung des Filters wesentlich verkürzt werden. Zur vollständigen, gründlichen und schnellen Entleerung der Filterkammern ist zusätzlich ein bewegliches Ausräumelement vorgesehen, zum mechanischen Ausräumen von Filterkuchen aus der jeweiligen Filterkammer. Durch die Kombination aus dem erfindungsgemäßen Verschließmechanismus zum Öffnen einer Bodenöffnung und einem beweglichen Ausräumelement kann der Ausräumprozess wesentlich beschleunigt werden. Das Ausräumelement bewegt sich dabei durch, an, auf, oder unter zumindest einem Teil des Filterkuchens, wodurch dieser von den Wandlungen des Unfiltratbereichs der Filterkammer gelöst werden und somit nach unten hin ausgetragen werden kann. Das Ausräumelement bewegt sich dabei im Unfiltratraum zum Beispiel in der Filterkammer zwischen einer Platte, die die Filterkammer begrenzt und dem Filterelement, d.h. dem Filtertuch, und/oder einer Membran und einem Filterelement und/oder zwischen zwei Filterelementen bzw. Filtertüchern. Die Membran kann an mindestens einer Platte der Platten, die die Filterkammer seitlich begrenzen angeordnet sein kann, oder es können z.B. zwei Membranen an einer Platte angeordnet sein.
Vorteilhafterweise bewegt sich das Ausräumelement dabei zumindest zeitweise in Richtung zur Bodenöffnung hin, was den Austrag begünstigt.
Vorteilhafterweise weist das mindestens eine Ausräumelement eine Tiefe t, in Längsrichtung des Plattenfilters betrachtet auf, die mindestens 30 bis 90% der Tiefe des Unfiltratraums der Filterkammer entspricht, das heißt zum Beispiel dem Abstand zwischen einer Platte, die die Filterkammer begrenzt und dem Filterelement, d.h. dem Filtertuch oder zwischen zwei Filterelementen bzw. Filtertüchern. Somit können die Ausräumelemente den Filterkuchen bzw. die Treber von den Platten bzw. an den Platten angeordneten Membranen oder dem Filterelement lockern, zerkleinern und/oder ablösen. Wenn das Ausräumelement zwischen zwei Filterelementen bzw. Filtertüchern angeordnet ist, ist dies besonders vorteilhaft, da dann der Filter in zwei Richtungen betrieben werden kann, wobei hinter einem oder beiden Filterelementen (z.B.) Filtertüchern auch Membranen angeordnet sein können, die sich ausdehnen bzw. aufblasen lassen. Es ist auch möglich, dass bei nur einem Filtertuch jeweils ein Ausräumelement zwischen dem Filtertuch und der jeweiligen Platte, die die Filterkammer begrenzt, vorgesehen ist. Auch dann kann der Filter in beide Richtungen betrieben oder Strömungsumlenkungen im laufenden Betrieb vorgenommen werden.
Vorteilhafterweise ist das Ausräumelement mit dem Verschließmechanismus mechanisch gekoppelt, derart, dass sich das Ausräumelement mit der Bodenöffnung des Bodenbereichs bewegen kann. Dies ist besonders vorteilhaft, weil dann ein Antrieb für Verschließmechanismus und Ausräumelement ausreichend ist und die Funktionen synchronisiert sind.
Es ist aber auch möglich, dass der Plattenfilter eine Steuereinrichtung umfasst, die einen Antrieb, insbesondere hydraulischen oder pneumatischen Antrieb des Ausräumelements ansteuert, wobei das Ausräumelement vorzugsweise dann bewegt wird, während oder nachdem der Verschließmechanismus die Bodenöffnung öffnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung müssen die Kammern nicht mehr auseinander gefahren, sprich seitlich geöffnet werden, so dass kein Pressstempel mehr zum Verbinden der Kammern notwendig ist, sondern die Kammern permanent verbunden werden können, d.h., dass eine mechanische Verspannung bzw. Verpressung der Filterkammern untereinander möglich ist. So kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Plattenfilter mehrere Verbindungseinrichtungen umfassen, über die die einzelnen Komponenten der Filterkammern miteinander verbunden sind, wie etwa mehrere Verschraubungen, Verspindelungen etc. Dadurch, dass die einzelnen Filterkammern in Längsrichtung (senkrecht zu einer Filterfläche des Filtertuchs) des Filters mechanisch dicht nach außen verschlossen sind und die einzelnen Filterkammern auch untereinander mechanisch fest verbunden sind, ergibt sich eine permanent horizontale Verpressung. Die Dichtfläche der Bodenöffnung kann dabei kleiner sein als die seitliche Dichtfläche aneinander grenzender Filterkammern im Stand der Technik. So kommt es auch zu einer optimierten Spannungsverteilung und Belastungsreduzierung im Material, wodurch Verfahren, wie das temperaturoptimierte Auswaschen (Anschwänzen) der heißen Treber zur Steigerung der Energieeffizienz ermöglicht werden. Dadurch, dass die Filterkammern auch während des Ausräumens und Reinigens in Horizontalrichtung stationär angeordnet sind (das bedeutet nicht nach jedem Filtervorgang auseinandergefahren werden) ist es möglich, beispielsweise über eine Verrohrung und über Ventile unterschiedliche Teilmaischen in unterschiedliche Filterkammern des Plattenfilters einzubringen unabhängig voneinander zu behandeln und getrennt auszutragen. Eine solche äußere Verrohrung ist bei Filterkammern bzw. Platten oder Rahmen, die zum Reinigen seitlich verfahren werden müssen, nicht möglich. So kann nun beispielsweise die Maischarbeit, sprich insbesondere die Stärkehydrolyse in einem Teilbereich des Filters erfolgen, während in einem anderen Teil des Maischefilterst simultan oder zeitlich versetzt eine Fest/Flüssigtrennung und/oder Feststoffentfernung d.h. ein Ausräumen des Filterkuchens vorgenommen wird. Einzelne Teilbereiche können auch durch Trennplatten voneinander getrennt sein.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Filterkammer ein Bodenelement auf, das die Bodenöffnung verschließt, und das über den Verschließmechanismus geöffnet und geschlossen werden kann. Es ist aber auch möglich, dass mehrere, vorzugsweise alle Filterkammern ein gemeinsames Bodenelement aufweisen, das die Bodenöffnungen der Filterkammern über einen gemeinsamen Verschließmechanismus öffnen und verschließen kann. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der Verschließmechanismus wesentlich vereinfacht werden kann, da für mehrere Filterkammern nur ein Mechanismus notwendig ist. Es kann beispielsweise mehrere Bodenelemente für mehrere Teilbereiche des Plattenfilters geben, wobei in den entsprechenden Teilbereichen unterschiedliche Teilmaischen eingebracht werden können. Somit können diese Teilmaischen unabhängig voneinander in einem Plattenfilter behandelt werden. So kann beispielsweise das Bodenelement, oder das gemeinsame Bodenelement in Horizontalrichtung unter den Filterkammern herausgezogen werden oder herausgeschoben werden oder aber über eine Schwenkachse aufgeschwenkt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jeweils ein Verschließmechanismus, vorgesehen, über den jeweils mindestens zwei Filterkammern geöffnet und verschlossen und somit auch entleert werden können.
Es ist auch möglich, dass das Bodenelement oder das gemeinsame Bodenelement mehrteilig ausgebildet ist, insbesondere derart, dass Teile des Bodenelements voneinander weg verschwenkt, oder voneinander weg gezogen werden können, um die Bodenöffnung freizulegen. Somit kann der seitliche Platzbedarf der notwendig ist, um das Bodenelement seitlich wegzuziehen oder wegzuschieben reduziert werden, aber auch der Platzbedarf nach unten, wenn das Bodenelement verschwenkt bzw. geöffnet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das gemeinsame Bodenelement an seiner nach oben gewandten Seite mehrere nebeneinander angeordnete und voneinander beabstandete Verschlusselemente auf, die im verschlossenen Zustand der Filterkammern in einer entsprechenden Bodenöffnung liegen und die Bodenöffnung dicht verschließen. Eine solche Konstruktion ermöglicht, dass nicht der gesamte Boden des Plattenfilters geöffnet wird, sondern mehrere voneinander beabstandete Bodenöffnungen vorgesehen sein können.
Vorteilhafterweise ist unter den Filterkammern ein Treberbunker angeordnet, in den der Filterkuchen ausgeräumt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an mindestens einer Platte der Platten, die die Filterkammer seitlich begrenzen, eine aufblasbare bzw. ausdehnbare Membran angeordnet, wobei die Membran an ihrer zur Kammermitte gerichteten Seite wahlweise eine Oberflächenstruktur aufweisen kann. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Verwendung eines vor die Membran gespannten Filtermaterials (z.B. Filtertuchs), da die Strukturen als Abstandshalter dienen und so auch auf dieser Seite Flüssigkeit abgeführt werden kann. Wie in 2 gezeigt, kann also vor den Membranen ein Tuch gespant werden, um dadurch eine Filtration auf der Membranseite zu ermöglichen und/oder Auslaugungen zu verbessern und/oder das Abfallen der Filterkuchen zu verbessern.
Dadurch, dass die Oberfläche der Membran vorzugsweise nicht glatt ist, ergibt sich außerdem eine reduzierte Oberflächenhaftung des Filterkuchens an der Membran, was auch das Ausräumen und Entleeren durch das Ausräumelement begünstigt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das Ausräumelement einen in der jeweiligen Filterkammer horizontal beweglichen Stempel. Über den Stempel kann der Filterkuchen aus der Filterkammer von oben nach unten ausgeschoben und durch die Bodenöffnung ausgetragen werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind in den Filterkammern jeweilige Spritzeinrichtungen integriert, über die ein Medium wie Wasser und/oder eine Reinigungsflüssigkeit in die Kammern gespritzt werden kann, wobei insbesondere das Ausräumelement derart ausgebildet ist, dass Reinigungsflüssigkeit in die Filterkammern, insbesondere in Richtung der Platten, die die Filterkammern begrenzen bzw. des Filtertuchs eingespritzt werden kann. Somit kann, nachdem der Filterkuchen bzw. Treber ausgetragen wurde, die jeweilige Filterkammer ausgespritzt und gereinigt werden. Beim Reinigen kann das Ausräumelement, insbesondere der Stempel dann auf und ab bewegt werden, was besonders günstig für den Reinigungsprozess ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das jeweilige Ausräumelement mit dem Bodenelement oder dem gemeinsamen Bodenelement verbunden und kann sich so mit der Bewegung des Bodenelements oder des gemeinsamen Bodenelements mitbewegen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Plattenfilter nicht nur zum Filtern und Auslaugen der bereits verzuckerten Maische bzw. Treber verwendet werden, sondern auch für den Maischprozess selbst. Dazu kann der Plattenfilter einen Zulauf zum Zuführen von Maische in dem Plattenfilter und einen Ablauf zum Ableiten von Würze aus dem Plattenfilter umfassen, sowie eine Zirkulationsleitung, über die zumindest ein Teil der Würze vom Ablauf zurück zum Zulauf im Kreislauf geführt werden kann. Vorzugsweise ist auch eine Heizeinrichtung vorgesehen, insbesondere ein Wärmetauscher, über den die Würze, bzw. Teilmengen davon erwärmt werden können, was für den Maischprozess wichtig ist. Über die zirkulierende erwärmte Würze kann dann die Maische im Plattenfilter erwärmt werden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Entleeren von Filterkammern eines Plattenfilters wird mindestens eine Bodenöffnung im Bodenbereich der geschlossenen Filterkammern zum Ausräumen geöffnet. Mindestens ein Ausräumelement bewegt sich in zumindest dem Unfiltratraum einer Filterkammer und räumt den Filterkuchen aus der jeweiligen Filterkammer aus. Vorteilhafterweise bewegt sich das mindestens eine Ausräumelement während oder nachdem die Bodenöffnung geöffnet wird. Vorteilhafterweise bleiben die Filterkammern verschlossen, insbesondere die seitlichen Platten, die die Filterkammer begrenzen ortsfest, wenn eine Bodenöffnung im Bodenbereich der Filterkammer geöffnet wird.
Vorteilhafterweise erstreckt sich die Bodenöffnung in Längsrichtung (L) des Plattenfilters unterhalb der jeweiligen gesamten Filterkammer insbesondere von mindestens einer ersten zu einer zweiten Platte, die die Filterkammer seitlich begrenzen. Wenn sich die Öffnung nicht nur unter dem Unfiltratraum erstreckt, sondern beispielsweise auch unterhalb des Filtratraums eine Bodenöffnung vorgesehen ist, kann beispielsweise der Filter auch in einer umgekehrten Richtung betrieben werden - und der Filterkuchen kann dennoch nach unten ausgeräumt werden. Dann ist es vorteilhaft, wenn sich auch im „Filtratraum“, also auf der anderen Seite des Filtertuchs, mindestens ein Ausräumelement befindet.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Plattenfilters nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei unverzuckerte Maische in die Filterkammern des Plattenfilters eingelagert wird und der Maischprozess im Plattenfilter selbst erfolgt. Der erfindungsgemäße Plattenfilter ist insbesondere für diese Verwendung geeignet, da dadurch, dass die Platten zum Entleeren nicht mehr in Horizontalrichtung bzw. Längsrichtung des Filters verfahren werden müssen, sich eine Vielzahl von Vorteilen für den Maischprozess ergeben, insbesondere auch, dass Teilmaischen separat in einem Plattenfilter behandelt werden können, da unterschiedliche Teilbereiche mit den entsprechenden Teilmaischen unabhängig voneinander entleert werden können und/oder auch eine spezielle Verrohrung möglich ist. Außerdem kann in einem Teilbereich des erfindungsgemäßen Plattenfilters eine Maischeverzuckerung (z.B. Stärkehydrolyse) erfolgen, während in einem anderen Teilbereich zeitgleich eine Filtration und/oder Auslaugung und/oder Austreberung vorgenommen wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme folgender Figuren näher erläutert:

1 zeigt grobschematisch einen Schnitt durch einen Teil eines Plattenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt grobschematisch unterschiedliche Ausführungsformen von Filterkammern eines Plattenfilters,
3 zeigt grobschematisch unterschiedlich aufblasbare/ausdehnbare Membranen an einer Platte mit und ohne Oberflächenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung,
4 zeigt grobschematisch Filtertücher mit unterschiedlicher Maschenweite,
4b 4b zeigt einen möglichen Aufbau einer Platte mit einer Membran auf jeder Seite,
5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Plattenfilters mit aufschwenkbarem Bodenteil gemäß der vorliegenden Erfindung,
6a zeigt einen Längsschnitt durch einen Filterrahmen gemäß dem Stand der Technik,
6b zeigt einen Längsschnitt durch einen Filterrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
6c zeigt eine als durchgängige Klappe ausgebildetes Bodenelement zum Verschließen von mehreren Filterkammern gemäß der vorliegenden Erfindung,
6d zeigt eine modifizierte Klappe mit freien Durchgängen zum Verschließen mehrerer Filterkammern,
7 zeigt ein unter den Filterkammern herausziehbares Bodenelement, das in 6c gezeigt ist,
8 zeigt ebenfalls in perspektivischer Darstellung einen Plattenfilter mit einem herausziehbaren Bodenteil gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
9 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung mit mehreren aufklappbaren Bodenteilen,
10 zeigt in perspektivischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Plattenfilters mit mehreren separaten Bodenteilen, wie sie ähnlich in 6c gezeigt sind,
11 zeigt einen Längsschnitt durch einen hier rund ausgeführten Rahmen mit einem erfindungsgemäßem Ausräumteil in einer geschlossenen und geöffneten Position,
12 zeigt einen Längsschnitt durch einen hier eckig ausgeführten Rahmen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit zwei Ausräumelementen in einer geschlossenen und geöffneten Position,
13 zeigt einen Längsschnitt durch einen Rahmen mit einem an einem Bodenteil gekoppelten Ausräumelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in geöffneter und geschlossener Position,
14 zeigt ein spezielles Ausräumelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung,
15 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Rahmen mit jeweils mehreren Ausräumelementen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung mit einem Ausräumelement in Form eines Stempels,
17 zeigt grobschematisch eine perspektivische Darstellung eines Ausräumelements in Form eines Stempels, das nicht mit dem Verschließmechanismus zum Verschließen der Bodenöffnung mechanisch gekoppelt ist.
18 zeigt grobschematisch einen Stempel mit Spritzeinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
19 zeigt grobschematisch einen erfindungsgemäßen Plattenfilter, der zum Maischen und/oder Filtern eingesetzt wird,
20 und 21 zeigen Plattenfilter gemäß dem Stand der Technik in perspektivischer Darstellung in geschlossener und geöffneter Position.

19 zeigt grobschematisch einen Plattenfilter 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel dient der Plattenfilter 1 z.B. gleichzeitig zum Maischen und Filtern für die Bierherstellung. Der Plattenfilter 1 weist mehrere Filterkammern 3 auf, einen Zulauf 16 zum Zuführen von Maische M oder Flüssigkeit wie Wasser und/oder Würze in den Plattenfilter 1 und einen Ablauf 17 zum Ableiten von Würze W aus dem Plattenfilter 1. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Zirkulationsleitung 24, über die zumindest ein Teil der Würze vom Ablauf 17 zurück zum Zulauf im Kreislauf geführt werden kann. Die Vorrichtung weist weiter einen Zulauf 22 für Warmwasser, z.B. Brauwasser mit einer Temperatur von etwa 80 °C auf und einen Zulauf 23 für Kaltwasser mit etwa 5-30 °C auf. Schließlich umfasst die Vorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mindestens einen Rohfrucht(schrot)tank 21a und/oder Malz(schrot)tank 21b, um bereits in der Vorrichtung 1 einzumischen, bzw. noch nicht vollständig verzuckerte Maische einzulagern. Vorzugsweise sind diese Tanks an der Zirkulationsleitung 24 oder einer damit verbundenen Leitung angeordnet. Weiter umfasst die Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Vorlaufgefäß 26, in das die Würze nach dem Plattenfilter 1 geleitet wird und dort zeitlich begrenzt gesammelt werden kann. Schließlich weist die Vorrichtung eine Heiz/Tempertiereinrichtung 25 auf, d.h. einen Wärmetauscher, der zirkulierende Flüssigkeit, insbesondere zirkulierende Würze temperieren bzw. vorzugsweise erwärmen kann, was insbesondere, wie nachfolgend näher erläutert wird, wichtig ist, da beim Maischen die Temperatur der Maische stufenweise erhöht werden sollte. Somit kann hier mit dem Wärmetauscher 25 die Temperatur der Würze W in der Zirkulationsleitung 24 beispielsweise stufenweise erhöht werden und somit auch der Filterkuchen, d.h. Treberkuchen in den Filterkammern 3 des Plattenfilters 1. Der externe Wärmetauscher 25 kann wahlweise über eine Bypassleitung 30 überbrückt werden. Schließlich befindet sich in der Rezirkulationsleitung 24 mindestens ein Sensor 29a-f, um prozesstechnische Daten zu erfassen, die wesentlich sind, um die Prozessparameter des Prozesses zum Maischen und Filtern anzupassen.
Solche Sensoren können beispielsweise ein pH-Sensor sein, ein Sensor zum Messen des Extraktgehalts, ein Sensor zum Messen des Eiweißgehalts, des Feststoffgehalts, ein Sensor zum Messen der Trübung etc. Die Sensoren sind beispielsweise mit einer Steuer/Regeleinrichtung 6 verbunden, die die Prozessparameter dann in Abhängigkeit der Messwerte steuert oder regelt. Von einem Leitungsabschnitt 27 in Flussrichtung hinter dem Wärmetauscher 25 zweigt eine Leitung 28 ab, über die z.B. Würze zu einer Würzepfanne (nicht dargestellt) geleitet werden kann. Schließlich weist die Vorrichtung noch eine Einrichtung 31 auf zum Zudosieren von Enzymen sowie z.B. auch eine Einrichtung 32 zum Zudosieren von z.B. Säure.
Derartige Plattenfiltereinheiten 1, in denen neben der klassischen Filtration auch eine partielle oder vollständige Stärkehydrolyse vorgenommen werden kann, können in einer bevorzugten Variante Filterkammern 3 aufweisen, in denen jeweils beanstandet voneinander ein grobes Filtertuch (zur Grobfiltration) und ein feines Filtertuch (zur Feinfiltration mit kleinerer Maschenweite bzw. Porengröße) angeordnet sind Somit kann beispielsweise zuerst eine grobe Feststoffrückhaltung während der Maischarbeit erfolgen, gefolgt durch eine feine Filtration auf der gegenüberliegenden Kammerseite. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird (siehe zum Beispiel auch 2, 3) an mindestens einer Platte 14 der Platten, die die Filterkammer 3 seitlich begrenzen, eine aufblasbare bzw. ausdehnbare Membran 36 angeordnet, wobei die Membran an ihrer zur Kammermitte gerichteten Seite wahlweise eine Oberflächenstruktur aufweisen kann. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Verwendung eines vor die Membran gespannten Filtermaterials (z.B. Filtertuchs), da die Strukturen als Abstandshalter dienen und so auch auf dieser Seite Flüssigkeit abgeführt werden kann. Wie in 2 gezeigt, kann also vor den Membranen ein Tuch gespant werden, um dadurch eine Filtration auf der Membranseite zu ermöglichen und/oder Auslaugungen zu verbessern und/oder das Abfallen der Filterkuchen zu verbessern.
1 zeigt einen Schnitt einer möglichen Ausführungsform eines Teils eines Plattenfilters 1 gemäß der Erfindung. Der Plattenfilter weist mehrere Filterkammern 3 auf, die jeweils von zwei Platten 14 begrenzt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in den Filterkammern 3 ein Filtertuch 15 mit einer bestimmten Maschenweite bzw. Porengröße vorgesehen. Als Filtertücher werden für Plattenfilter beispielsweise Tücher aus folgendem Material: Polyetheretherketon (PEEK), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP), Polyamide (PA) mit einer Maschenweite von 100 bis 3000 µm, vorzugsweise von 500 bis 1500 µm verwendet. Wie allgemein bekannt ist, können die Platten rahmenartig ausgebildet sein oder in Rahmen eingelegt sein, wobei aufeinanderfolgende Rahmen beispielsweise über vorzugsweise mindestens eine Dichtung miteinander verbunden und nach außen abgeschlossen sind und die Filterkammern 3, auf gegenüberliegenden Seiten des Filtertuchs 15 jeweilige Anschlüsse zum Zu- oder Ableiten von Maische oder Würze aufweisen. Wie aus 1 hervorgeht, kann über den Zulauf 16 zunächst der ersten Kammer über eine Öffnung, z.B. Maische, in den rechten Teil der Kammer 3₁ , d.h. den Unfiltratraum geleitet werden. Diese Flüssigkeit passiert dann das Filtertuch 15 und kann auf der anderen Seite der Filterkammer 3₂ , das heißt durch den Filtratraum, wie durch den Pfeil dargestellt ist, diese Kammer (hier bspw. von oben) wieder verlassen. Bei dieser Ausführungsform kann beispielsweise eine Ventilanordnung (nicht dargestellt) so geschaltet werden, dass allen Kammern zunächst auf einer Unfiltratseite 3₁ die Flüssigkeit zugeführt wird und auf der gegenüberliegenden Seite die Flüssigkeit wieder abgeführt und schließlich über den Ablauf 17 aus dem Filter 1 abgeführt wird.
Die 2, 3 und 4 zeigen grobschematisch den möglichen Aufbau einzelner Filterkammern 3. In der Abbildung in 2 ist eine Filterkammer 3 gezeigt, die von zwei Platten 14 seitlich begrenzt wird. Die linke Platte 14 weist z.B. eine Membran 36 auf, die aufblasbar/ausdehnbar ist und auf einen Treberkuchen 38, der sich in einer Filterkammer 3 absetzt, drücken kann, um diesen beispielsweise auszupressen und/oder homogen zu verteilen. Diese Membran 36 kann beispielsweise mit temperierter oder untemperierter Flüssigkeit (bspw. Wasser und/oder Würze) oder Gas (bspw. Druckluft) aufgeblasen werden. Weiter befindet sich ein Filtertuch 15 in der Filterkammer 3, derart, dass das Medium welches in die Filterkammer 3 , wie durch den Pfeil dargestellt, eintritt über das Filtertuch 15 gefiltert wird und ein geklärter Anteil die Filterkammer über eine entsprechende Öffnung wieder verlassen kann. Dazu können entsprechende Ventile vorgesehen sein. Wie in der zweiten Darstellung von links dargestellt ist, ist es auch möglich, auf einer Seite eine Membran 36 anzuordnen und zwei Filtertücher 15 vorzusehen. Der Treberkuchen 38 kann sich dann zwischen den Filtertüchern 15a, 15b ablagern. Durch Schalten von Ventilen kann dann die Flüssigkeit entweder durch das Filtertuch 15a oder durch das Filtertuch 15b strömen und die Filterkammer auf der entsprechenden Seite verlassen.
Die dritte Abbildung von links zeigt eine Ausführungsform mit aufblasbaren/ausdehnbaren Membranen 36a, 36b an beiden Seiten und mit einem Filtertuch 15. Die rechte Abbildung in 2 zeigt eine Variante mit zwei Membranen 36a, 36b und zwei Filtertüchern 15a, 15b.
Wie aus 3 hervorgeht, kann die Oberfläche der Membran 36 entweder glatt sein (Links) und/oder bspw. gitterförmige Ausprägungen bzw. Vertiefungen aufweisen (Mitte), und/oder strukturiere Erhebebungen und/oder Senken aufweisen, so dass beispielsweise eine noppenartige Oberfläche resultiert (Rechts). Allgemein sollten die Membranen so ausgebildet sein, dass der Treber gut abfällt (sprich geringe Haftreibung) und dass Funktionalitäten wie das Anschwänzen mit Flüssigkeit und/oder das Abführen einer zumindest teilweise filtrierten Flüssigkeit strömungsbegünstigt und homogen gewährleistet werden können.
4 zeigt, dass die Filtertücher 15 unterschiedliche Maschenweite aufweisen können. So können mit verschiedenen Filtertüchern 15 unterschiedliche Funktionen realisiert werden, einerseits zur Feinfiltration und andererseits zur Grobfiltration. Die Maschenweite zur Feinfiltration liegt in einem Bereich von 500 bis 1000 µm. Die Maschenweite im Bereich einer Grobfiltration liegt in einem Bereich von 1000 bis 3000 µm.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Plattenfilter 1 derart ausgebildet, dass er nach der Filtration, auf einfache Art und Weise entleert werden kann. Deshalb weist der Filter einen Verschließmechanismus 20 auf, über den zum Entfernen von Filterkuchen 38, d.h. Treber, eine Bodenöffnung 4, die in einem Bodenbereich 5 der Filterkammer 3 liegt, geöffnet werden kann. Die Öffnung 4 muss in Längsrichtung des Filters betrachtet zumindest unterhalb des jeweiligen Unfiltratbereichs der Filterkammern angeordnet sein, so der Treberkuchen 38 bzw. Filterkuchen ausgetragen werden kann.
4b zeigt einen möglichen Aufbau einer Platte14, die, wie hier dargestellt, zum Beispiel als Rahmen ausgebildet sein kann und bei der auf beiden Seiten je eine aufblasbare/ausdehnbare Membran 36 angeordnet ist, die mit Hilfe eines jeweiligen weiteren Rahmens 39 auf beiden Seiten gehalten wird. Wahlweise sind derartige Membranen 36 strukturiert und/oder es können Filtertücher 15 vor Ihnen angeordnet werden.
Zwischen solchen, in 4b gezeigten Platten 14 können dann die Filtertücher angeordnet sein. Diese Filtertücher können beispielsweise ebenfalls auf einen Rahmen 20 gespannt werden, wobei dann ein Rahmen 20 mit mindestens einem Filtertuch jeweils zwischen den Platten 14 angeordnet werden kann. Somit kann der Plattenfilter jeweils durch aufeinanderfolgende Membranplatten 14, Rahmen 20 wie beispielsweise auch aus 5 hervorgeht, gebildet werden.
Im Stand der Technik (6a) ist der Rahmen 20 nach unten fest verschlossen. 6b zeigt hingegen einen Schnitt durch 5 gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser Rahmen weist im Bodenbereich 5 eine Bodenöffnung 4 auf, die über ein Bodenelement 7 verschließbar ist. Hier weist das Bodenelement 7 ein Verschlusselement 8 auf, das von der Oberfläche des Verschlusselements 7 hervorsteht, und in der Bodenöffnung 4 zu liegen kommt und diese dicht verschließt. Dazu können auch Dichtungen an den Kontaktflächen vorgesehen sein. Grundsätzlich wäre es möglich, dass jede Filterkammer 3 ein eigenes Bodenelement 7 aufweist, das die Bodenöffnung 4 verschließt und das über den Verschließmechanismus 20 geöffnet und geschlossen werden kann. Vorteilhafterweise ist es aber auch möglich, dass mehrere, vorzugsweise alle Filterkammern 3 ein gemeinsames Bodenelement 7 aufweisen, das die einzelnen Bodenöffnungen 4 der Filterkammern über einen gemeinsamen Verschließmechanismus öffnen und verschließen kann. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der Verschließmechanismus wesentlich vereinfacht werden kann, da für mehrere Filterkammern 3 nur ein Mechanismus notwendig ist. Am jeweiligen Rahmen kann beispielsweise links und rechts ein Befestigungselement 11, zum Tragen der einzelnen Rahmenteile vorgesehen sein.
6c und 6d zeigen beispielsweise entsprechende Bodenelemente 7 die mindestens zwei oder mehr Filterkammern 3 öffnen/schließen, wobei das Bodenelement 7 in 6c flächig ausgebildet ist, und jeweils in einem Bereich unterhalb der Filterkammern 3, zumindest unterhalb des Unfiltratraums die Verschlusselemente 8 zum Verschließen der Bodenöffnungen 4 aufweist. 6d entspricht im Wesentlichen 6c, wobei hier jedoch das Bodenelement 7 einzelne Verschlusselemente 8 aufweist, die über Verbindungsteile 12 miteinander verbunden sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die gemeinsamen Bodenelemente 7 jeweils um die Achse A drehbar gelagert, derart, dass die Öffnungen 4 durch ein Aufklappen des Bodenelements um die Achse A geöffnet werden können, wie beispielsweise grobschematisch in 5 gezeigt ist.
5 zeigt einen Plattenfilter 1, bei dem die Platten 14 im Wechsel mit den Rahmen 20 angeordnet sind und am Anfang und am Ende Endplatten 18a, b vorgesehen sind. Unterhalb des Plattenfilters ist ein Treberbunker 9 angeordnet, dessen unteres Ende hier konisch zuläuft, und in dem eine Transportrichtung 13, hier in Form einer Schnecke, angeordnet ist. Der Treberbunker 9 weist Seitenwandungen 40 auf, die vorzugsweise alle mindestens bis zum unteren Ende des Plattenfilters 1 reichen, und derart angeordnet sind, dass sich die Klappe innerhalb der Seitenwandungen des Treberbunkers öffnen lässt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Platten 14 und Rahmen 20 derart mit dem Treberbunker in Verbindung steht, dass sich ein nach außen hin geschlossenes System ergibt, d.h., dass beim Austrag der Filterkuchen die Emissionen reduziert werden können und die Arbeitssicherheit erhöht werden kann.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ebenfalls ein Bodenteil 7, ähnlich wie es beispielsweise in 6c gezeigt ist, verwendet wird. Hier werden die Bodenöffnungen 4 unterhalb der jeweiligen Filterkammern 3 jedoch nicht durch Aufklappen des Bodenteils 7 geöffnet, sondern beispielsweise durch Herausziehen oder Herausdrücken des Bodenteils 7, derart, dass die Öffnungen 4 freigelegt sind. Auch hier ist wiederum der Treberbunker 9 mit seinen umlaufenden Seitenwandungen 40 bis zu dem unteren Ende des Plattenpakets des Plattenfilters gezogen, derart, dass sich ein geschlossenes System ergibt.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das im Wesentlichen dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht, wobei hier jedoch ein an der Oberfläche glattes Bodenelement 7 unter den Rahmen 20 und Platten 14 herausgezogen wird. In 8 wird das Bodenelement 7 senkrecht zur Längsachse L des Plattenfilters 1 herausgezogen, derart, dass der Filterkuchen bzw. Treberkuchen seitlich versetzt aus den einzelnen Filterkammern herausfällt. Es wäre jedoch auch möglich, den Verschlussmechanismus 20 derart auszubilden, dass das Bodenelement in Längsrichtung unter den Öffnungen 4 herausgezogen wird was dazu führen würde, dass die Treberkuchen seitlich versetzt nacheinander aus den nebeneinander angeordneten Filterkammern fallen. Auch wenn in 6 gezeigt ist, dass eine Öffnung 4 im Bodenbereich 5 ausgeschnitten ist, so wäre es grundsätzlich auch möglich, dass sich die Bodenöffnung 4 über den gesamten Bodenbereich 5 erstreckt.
9 und 10 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen der Plattenfilter 1 in mindestens zwei Teilbereiche A, B zum Beispiel über ein Trennelement 50 getrennt ist. In diese Teile A und B kann beispielsweise, wenn der Plattenfilter 1 zum Maischen verwendet wird, eine jeweilige entsprechende Teilmaische geleitet und separat behandelt werden. Das bedeutet, dass auch die Bodenbereiche der Teilbereiche A und B getrennt voneinander geöffnet werden können. Dazu weist der Teilbereich A des Plattenfilters 1 ein Bodenelement 7a auf und der Teilbereich B ein Bodenelement 7b, die die jeweiligen Bodenöffnungen 4 der Teilbereiche A und B verschließen. In dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Bodenelemente 7 ebenfalls in den Treberbunker 9 ausgeklappt. Bei dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel wird z.B. ein Bodenelement 7 mit Verschlusselementen 8 verwendet, wie in 6c gezeigt ist. Somit kann beispielsweise in einem Teilbereich A die Maische noch verzuckern, oder ausgewaschen werden, während beispielsweise in einem Teil B (9) der Treber bzw. Filterkuchen bereits entleert wird. Durch die räumliche Trennung bestimmter Teilbereiche des erfindungsgemäßen Plattenfilters und der Möglichkeit beide Teilbereiche unabhängig voneinander zu nutzen kann der Filter außerdem mit einer höheren Frequenz betrieben werden, da nun eine Taktung innerhalb eines Apparates ermöglicht wird. Die Anlageneffizienz wird so gesteigert und es muss nicht mit zwei separaten Filtern gearbeitet werden. Dadurch reduzieren sich die Investitionskosten und Energiespitzen werden reduziert.
Eine weitere Möglichkeit die Bodenöffnung 4 zu öffnen ist ein Herablassen des Bodenelements insbesondere des gesamten Bodens der Filterkammer 3. Wie auch zuvor beschrieben, können beispielsweise einzelne Bodenelemente 7 herabgelassen werden oder auch für mehrere Filterkammern gemeinsam verwendete Bodenelemente herabgelassen werden.
Wenn auch nicht in den Zeichnungen dargestellt, ist es auch möglich, dass ein Bodenelement 7, oder ein gemeinsames Bodenelement für mehrere Filterkammern 3 unter den Bodenöffnungen herausgedreht werden kann. Dazu kann ein oder mehrere Dreh- und/oder Schwenkmechanismen verwendet werden.
Wie bereits erläutert, ist es besonders vorteilhaft, dass der Filterkuchen bzw. Treber 38 durch Schwerkraft aus den Bodenöffnungen 4 in den Treberbunker 9 fallen kann. Um jedoch das Entleeren zu beschleunigen und auch gründlicher auszuräumen ist gemäß der vorliegenden Erfindung pro Unfiltratraum idealerweise zumindest ein Ausräumelement 2 vorgesehen. 2 und 7 zeigt andeutungsweise ein entsprechendes Ausräumelement 2 innerhalb eines Rahmens 20. Somit kann eine vollständige Entleerung der Filterkammer 3, d.h. des Unfiltratraums der Filterkammer 3 auch ohne die Verwendung von Druckmedien gewährleistet werden. Vorteilhafterweise weist das Ausräumelement eine Tiefe t in Längsrichtung L des Plattenfilters betrachtet auf, die mindestens 10 bis 90 Prozente der Tiefe K des Unfiltratraums der Filterkammer aufweist. Die Tiefe K ist beispielsweise in der rechten Abbildung der 2 gezeigt. Hier liegt der Unfiltratraum zwischen den beiden Filtertüchern im Rahmen 20. Gibt es nur ein Filtertuch 15 in einer Filterkammer 3, wie beispielsweise in der dritten Abbildung von links der 2 gezeigt ist, so ist die Tiefe K des Unfiltratraums der Abstand zwischen dem Filtertuch 15 und der (nicht aufgeblasenen) Membran 36 auf der Platte 14. Somit wird sichergestellt, dass der Treberkuchen 38 im Unfiltratraum durch das Ausräumelement 2 gebrochen, geschnitten, und/oder ausgestoßen wird. Die nachfolgenden 11 bis 18 zeigen einige Ausführungsbeispiele für entsprechende Ausräumelemente 2.
11 ist z.B. ein Schnitt durch einen - hier rund ausgeführten - Rahmen 20 senkrecht zur Längsrichtung L des Plattenfilters 1. Hier kann das Bodenelement 7 um eine Achse A durch einen nicht gezeigten Antrieb eines Verschließmechanismus 20 aufgeschwenkt werden, wie durch die rechte Darstellung gezeigt ist. Am Bodenelement 7 ist ein Ausräumelement 2 mechanisch fest verbunden, derart, dass sich das Ausräumelement 2 zusammen mit dem Bodenelement 7 nach unten bewegt, und dabei den Filterkuchen aus dem Unfiltratraum ausräumt. Wenn ein gemeinsames Bodenteil 7 für mehrere Filterkammern 3 vorgesehen ist, so erstreckt sich mindestens ein entsprechendes Ausräumelement 2 in mindestens einen Unfiltratraum mindestens einer entsprechenden Filtratkammer 3 hinein.
12 zeigt eine andere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Hier ist das Bodenteil in zwei Teile 7a, 7b, die gegenüberliegen und jeweils um eine Achse A1, A2 verschwenkbar sind, geteilt. Die beiden Bodenelemente 7 sind zusätzlich gegeneinander, oder wahlweise gegen ein mittleres Element abgedichtet. Zum Öffnen werden die Bodenelemente 7a, 7b, wie durch die Pfeile dargestellt ist, über einen nicht dargestellten Antrieb eines Verschließmechanismus auseinandergeschwenkt. An jedem Bodenteil befindet sich im oberen Bereich ein Ausräumelement 2, dass sich hier unter einem Winkel von etwa 80 bis 100°, insbesondere 90° zu dem jeweiligen Bodenelement erstreckt. Wie aus der rechten hervorgeht, bewegen sich die Abstreifelemente 2a, b mit der Bewegung der Bodenelemente 7a, 7b nach unten, wobei sich die Bewegungsbahnen der Ausräumelemente schneiden, derart, dass eine effiziente Entleerung des Filterkuchens möglich ist. Um einen gewünschten Ausräumeffekt zu erzielen und ein gegenseitiges Blockieren der Bodenelemente (z.B. 7a, b) und/oder Ausräumvorrichtungen (z.B. 2a, b) zu vermeiden kann ein zeitlich versetztes Öffnen der Bodenelemente 7 und/oder Ausräumvorrichtungen 2 von Vorteil sein.
13 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform, bei der das Ausräumelement 2 starr mit dem Bodenelement 7 verbunden ist, wobei das Bodenelement 7 um die Achse A schwenkbar angeordnet ist. Auch hier bewegt sich das Ausräumelement 2 zusammen mit dem Bodenelement 7 nach unten und räumt- bzw. lockert somit den Filterkuchen aus/auf.
Unter einer Bewegung nach unten bzw. in Richtung der Bodenöffnung ist eine Bewegung gemeint, die zumindest eine Richtungskomponente nach unten, d.h. in Richtung Treberbunker 9 aufweist.
14 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung und zeigt einen Teil des Rahmens 20, wobei sich hier in der Filterkammer 3 ein Ausräumelement 2 befindet, dass hier exemplarisch ebenfalls fest mit einem Bodenelement 7 verbunden ist und somit in Horizontalrichtung quer zur Längsrichtung L verfahrbar ist, wodurch die Bodenöffnung 4 ganz oder teilweise geöffnet oder verschlossen werden kann. Hier weist das Ausräumelement 2 zum Beispiel mehrere voneinander beabstandete Schneiden 20 auf, die sich mit Bewegung des Bodenelements 7 durch den Filterkuchen im Unfiltratraum der Filterkammer 3 bewegen und den Filterkuchen somit zerkleinern und zerschneiden können. Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise mit den Verschlusselementen (Bodenöffnungen) der 7, 8 und 10 kombiniert werden, die seitlich aus dem Filter 1 herausbewegt werden.
Wie aus 15 hervorgeht, können auch mehrere Ausräumelemente 2 in dem Unfiltratraum einer Filterkammer 3 vorgesehen sein. Hier bewegt sich beispielsweise das Ausräumelement 2b zusammen mit dem Bodenelement 7 nach unten. Das Ausräumteil 2a bewegt sich unabhängig davon und kann über eine zweite Achse A2 nach unten verschwenkt werden. Mehrere Ausräumelemente (bspw. 2a, 2b), die wahlweise auf unterschiedlichen Achsen (bspw. A1, A2) gelagert sind, können dabei wahlweise direkt mechanisch oder elektronisch miteinander in Verbindung stehen. So kann beispielsweise eine gelagerte Verbindung der Elemente (bspw. 2a und 2b), bewirken, dass eine der Vorrichtungen (bspw. 2a oder 2b) aktiv bewegt wird, und dadurch die Bewegung des anderen passiveren Bauteils auslöst bzw. begünstigt wird.
Es ist ganz besonders vorteilhaft, wenn das Ausräumelement 2 als Stempel 10 wie in 16 gezeigt ist, ausgebildet ist. Dabei kann der Stempel 2 über Verbindungselemente 45 mit dem Bodenelement 7 verbunden sein, derart, dass sich mit der Bewegung des Stempels 10 10 nach unten auch das Bodenelement 7 öffnet, derart, dass der Treber aus dem Unfiltratraum ausgeschoben werden kann. Bei dem in 16 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Bodenöffnung 4 die gleiche Abmessung auf, wie die Stempelfläche 2, wobei der Stempel z.B. bevorzugt derart erweitern kann, dass ein Abdichten der Bodenöffnung 4 gewährleistet werden kann. Die Bodenöffnung 4 erstreckt sich also zumindest unterhalb des Unfiltratraums 3₁ , und ermöglicht hier einen Verschluss einer oder mehrerer Kammern. Die Größe der Bodenöffnung 4 muss somit nicht der Größe der Stempelfläche entsprechen. Die Bodenöffnung 4 kann auch größer sein und sich vorzugsweise auch im ganzen Bereich zwischen den Platten 14 erstrecken, wie es beispielsweise aus der 7 hervorgeht.
17 zeigt eine Ausführungsform, wie sie in der 16 gezeigt ist, jedoch mit einem Drehachsenmechanismus, bei dem das Verfahren des Stempels 2 unabhängig von der Bewegung des Bodenelements 7 erfolgt. Hier steuert beispielsweise eine Steuereinrichtung 6 den Antrieb des Bodenelements 7 und des Ausräumelements 2 getrennt und vorzugsweise nacheinander an. Bei dem in 17 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Drehachsenmechanismus, bei dem das Bodenelement 7 nach unten verschwenkt werden kann, derart, dass der Filterkuchen bzw. Treber am Bodenelement vorbei herabfallen kann. Nach dem Öffnen der Bodenöffnung 4 kann dann der Stempel 10 unabhängig beispielsweise pneumatisch herabgelassen werden. Somit erfolgt hier beispielsweise erst die Öffnung der jeweiligen Bodenöffnung 4 und gleichzeitig oder nachfolgend wird die erfindungsgemäße mechanische Ausräumung des Unfiltratraums (hier mit Hilfe des Stempels 10) durchgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise in dem Ausräumelement 2 vorzugsweise in dem Stempel 2 eine Spritzeinrichtung 19 integriert ist, beispielsweise über entsprechende Leitungen und Düsen im Stempel 2, derart, dass Wasser und/oder eine Reinigungsflüssigkeit in den Unfiltratraum gespritzt werden kann, insbesondere auf das mindestens eine Filtertuch und die Platte 14, die gegebenenfalls mindestens eine Membran 36 aufweist. Die Flüssigkeit kann dabei schon während des Austrags des Filterkuchens eingespritzt werden, derart, dass sich der Filterkuchen lockert, oder der Eintrag erfolgt zuvor und/oder nachträglich. Der Stempel kann dann, wenn der Filterkuchen bereits entleert ist, auch zum Reinigen des Unfiltratraums der Filterkammer 3 verwendet werden, wobei beispielsweise durch Auf- und Abbewegungen eine gezielte Reinigung möglich ist.
In den 1 bis 19 ist der Plattenfilter nur schematisch dargestellt. Insbesondere sind die Zuleitungen für Maische und die Ableitung für Würze ebenfalls nur schematisch dargestellt.
In bekannter Art und Weise können die Platten 14 und die Rahmen 20 wie beispielsweise in 6b dargestellt ist, Öffnungen 41 zum Zu- und Ableiten von vorgeklärter Würze und/ oder anderen Flüssigkeiten wie Anschwänzwässern oder Reinigungsmedien aufweisen, wobei die Öffnungen 41 in den Rahmen 20 und Platten 14 im Plattenfilter (zum Beispiel bei Verpressung des Plattenpakets) z.B. durchgängige Leitungen bilden, wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Einleiten von Maische können Öffnungen 42 in den Rahmen und Platten 14, 20 vorgesehen, die im verpresstem Zustand ebenfalls eine gemeinsame Leitung bilden, um beispielsweise Maische über die Zuleitung 16 in den Filter und durch den Filter durchzuführen.
Da jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung nun die Platten und Rahmen 20 permanent über mehrere Verbindungseinrichtungen, wie Schrauben, Klemmen etc. miteinander verbunden und verpresst sind, ist es auch möglich, feste Verrohrungen zu verwenden, über die dann Maische unterschiedlichen Bereichen des Plattenfilters 1 zugeführt werden kann und auch Würze in unterschiedlichen Bereichen entnommen werden kann. Dies lässt einen großen Prozessspielraum zu. Somit kann der Plattenfilter 1 auch zum Maischen verwendet werden, wobei unverzuckerte Maische in die Filterkammer des Plattenfilters eingelagert wird und der Maischprozess im Plattenfilter erfolgt. Der erfindungsgemäße Plattenfilter ist insbesondere für diese Verwendung geeignet, da dadurch, dass die Platten zum Entleeren nicht mehr in Horizontalrichtung bzw. Längsrichtung des Filters verfahren werden müssen, sich eine Vielzahl von Vorteilen und Prozessmöglichkeiten für den Maischprozess ergeben, insbesondere auch das Teilmaischen separat in dem Plattenfilter behandelt werden können, da unterschiedliche Teilbereiche A, B mit entsprechenden Teilmaischen unabhängig voneinander entleert werden können und auch unabhängig voneinander behandelt werden können.

Claims

Plattenfilter (1), insbesondere zum Filtrieren von Maische, mit mehreren nebeneinander angeordneten Filterkammern (3) und mit einem Verschließmechanismus (20), über den zum Entfernen von Filterkuchen eine Bodenöffnung (4) im Bodenbereich (5) geöffnet werden kann, und mit jeweils mindestens einem beweglichen Ausräumelement (2) zum Ausräumen des Filterkuchens aus der jeweiligen Filterkammer (3).
Plattenfilter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausräumelement (2) in Richtung der Bodenöffnung (4) bewegbar ist.
Plattenfilter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ausräumelement (2) vorzugsweise im Unfiltratraum (3₁) der Filterkammer (3) angeordnet ist und insbesondere eine Tiefe (t), in Längsrichtung des Plattenfilters (1) betrachtet, aufweist, die mindestens 30 bis 90 % der Tiefe des Unfiltratraums (3₁) der Filterkammer (3) aufweist.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausräumelement (2) mit dem Verschließmechanismus (20) mechanisch gekoppelt ist, derart, dass sich das Ausräumelement (2) mit einem Bodenelement (7) zum Verschließen der Bodenöffnung (4) bewegen kann.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenfilter (1) eine Steuereinrichtung (6) umfasst, die einen Antrieb, insbesondere hydraulischen oder pneumatischen Antrieb, des Ausräumelement (2) ansteuert, wobei vorzugsweise das Ausräumelement (2) bewegt wird, während oder nachdem der Verschließmechanismus (20) die Bodenöffnung (4) öffnet.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenfilter (1) mehrere Verbindungseinrichtungen umfasst, über die die einzelnen Filterkammern (3) in Längsrichtung (L) des Plattenfilters (1) verschlossen und während des Betriebs und während des Entleerens der Filterkuchen permanent miteinander verbunden sind, wobei eine Filterkammer (3) insbesondere zwei Platten (14) und einen dazwischenliegenden Rahmen (20) mit mindestens einem Filtertuch (15) umfasst.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkammer (3) jeweils ein Bodenelement (7), das die Bodenöffnung (4) verschließt aufweist und das über den Verschließmechanismus (20) geöffnet und geschlossen werden kann, oder dass mehrere, vorzugsweise alle Filterkammern (3) ein gemeinsames Bodenelement (7) aufweisen, das die Bodenöffnungen (4) der Filterkammern (3) über einen gemeinsamen Verschließmechanismus (20) öffnen und verschließen kann.
Plattenfilter (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenelemente (7) oder das gemeinsame Bodenelement (7) in Horizontalrichtung unter den Filterkammern (3) herausgezogen werden können oder über eine Schwenkachse (A) auf geschwenkt werden können.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der Ansprüche 7-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (7) oder das gemeinsame Bodenelement (7) mehrteilig ausgebildet ist, insbesondere zweiteilig, derart, dass die Teile voneinander weg verschwenkt oder voneinander weg gezogen werden, um die Bodenöffnung (4) freizulegen.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Bodenelement (7) an seiner nach oben gewandten Seite mehrere nebeneinander angeordnete und voneinander beabstandete Verschlusselemente (8) aufweist, die im verschlossenen Zustand der Filterkammern (3) in einer entsprechenden Bodenöffnung (4) liegen und die Bodenöffnung (4) dicht verschließen.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass unter den Filterkammern (3) ein Treberbunker (9) angeordnet ist, in den der Filterkuchen ausgeräumt wird, und dass der Plattenfilter (1) vorzugsweise derart mit dem Treberbunker (9) in Verbindung steht, dass ein nach außen geschlossenes System entsteht.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Platte (14) der Platten, die die Filterkammer (3) seitlich begrenzen, eine ausdehnbare, insbesondere aufblasbare Membran (36) angeordnet ist, und die Membran (36) vorzugsweise an ihrer zur Kammermitte gerichteten Seite eine Oberflächenstruktur aufweist.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausräumelement (2) einen horizontal in der jeweiligen Filterkammer (3) beweglichen Stempel (10) umfasst.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausräumelement (2) derart ausgebildet ist, dass Wasser und/oder Reinigungsflüssigkeit in die Filterkammern (3) insbesondere in Richtung der Platten (14), die die Filterkammern (3) begrenzen oder in Richtung Filtertuch (15), eingespritzt werden kann.
Plattenfilter (1) nach mindestens Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige mindestens eine Ausräumelement (2) mit dem Bodenelement (7) oder dem gemeinsamen Bodenelement verbunden ist und sich mit der Bewegung des Bodenelements (7) oder des gemeinsamen Bodenelements (7) bewegen kann.
Plattenfilter nach mindestens einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenfilter (1) einen Zulauf (16) zum Zuführen von Maische in dem Plattenfilter (1) und einen Ablauf (17) zum Ableiten von Würze aus dem Plattenfilter (1) umfasst, sowie eine Zirkulationsleitung (24), über die zumindest ein Teil der Würze vom Ablauf (17) zurück zum Zulauf im Kreislauf geführt werden kann, wobei vorzugsweise eine Heizeinrichtung (25) vorgesehen, insbesondere ein Wärmetauscher, über den die Würze erwärmt werden kann.
Verfahren zum Entleeren von Filterkammern (3) eines Plattenfilters (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1-15, wobei eine Bodenöffnung (4) im Bodenbereich (5) der geschlossenen Filterkammern (3) zum Ausräumen der Filterkammern (3) geöffnet wird, und sich mindestens ein Ausräumelement (2) derart bewegt, dass Filterkuchen aus der jeweiligen Filterkammer (3) ausgeräumt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Ausräumelement (2) bewegt, während oder nachdem die Bodenöffnung (4) geöffnet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 17-18, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Platten (14), die die Filterkammer (3) seitlich begrenzen, ortsfest bleiben, wenn eine Bodenöffnung (4) im Bodenbereich (5) der Filterkammer (3) geöffnet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 17-19, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenfilter (1) in mehrere Teilbereiche (A, B) eingeteilt ist, derart, dass in unterschiedlichen Teilbereichen (A, B) unterschiedliche Prozessschritte durchgeführt werden, wobei insbesondere in einem Teilbereich (A, B) die Bodenöffnung (4) geöffnet ist und die Filterkammer (3) ausgeräumt wird, während in einem anderen Teilbereich simultan eine Stärkehydrolyse oder eine Fest/Flüssigtrennung erfolgt.
Plattenfilter (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bodenöffnung (4) in Längsrichtung (L) des Plattenfilters (1) unterhalb der gesamten Filterkammer (3) insbesondere von einer ersten zu einer zweiten Platte (14), die die Filterkammer (3) begrenzen erstreckt.
Verwendung eines Plattenfilters (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1-16, wobei unverzuckerte Maische in die Filterkammern (3) des Plattenfilters (1) eingelagert wird und der Maischeprozess im Plattenfilter erfolgt.