DE102021130765A1

DE102021130765A1 - Membran, Filterplatte und Verfahren zum Herstellen einer Membran

Info

Publication number: DE102021130765A1
Application number: DE102021130765.1A
Authority: DE
Inventors: Philip Haiden; Herwig Miessbacher; Andreas Glanner; Bernhard Salbaum
Original assignee: Semperit AG Holding
Current assignee: Jvk Filtration Systems De GmbH
Priority date: 2021-11-24
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2023-05-25
Also published as: MX2024006178A; WO2023094388A1; EP4436685A1

Abstract

Es wird eine Membran (1) für eine Filterplatte (2) einer Filterpresse (100) bereitgestellt. Die Membran (1) umfasst einen Membrankörper (3), der dazu ausgestaltet ist, eine Filterkammer (10) zu begrenzen. Der weist Membrankörper (3) zumindest abschnittweise einen Gleitabschnitt (5) auf. Ferner ist der Gleitabschnitt (5) des Membrankörpers (3) so ausgestaltet, dass er, gegenüber einem Abschnitt des Membrankörpers (3) ohne Gleitabschnitt (5), eine geringere Adhäsion zwischen dem Gleitabschnitt (5) und einem in der Filterkammer (10) befindlichen Feststoff (6), insbesondere einem Filterkuchen, aufweist. Zudem wird eine Filterplatte (2) für eine Filterpresse (100) und ein Verfahren zum Herstellen einer Membran (1) bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membran für eine Filterplatte einer Filterpresse, eine Filterplatte für eine Filterpresse und ein Verfahren zur Herstellung einer Membran.
Es ist bekannt, mit einer Membran versehene Filterplatten in Filterpressen einzusetzen. Bei einer solchen Filterpresse wird ein Filterpaket aus mehreren paarweise nebeneinander angeordneten Filterplatten gebildet. Zwischen zwei aneinander angrenzenden Filterplatten können jeweils Filterkammern gebildet werden. Die Membrane in den Filterplatten weisen hierfür eine zentrale Membranfläche und einen die zentrale Filterfläche umrahmenden dickeren Dichtrand auf. In der Filterpresse können die einzelnen Filterplatten voneinander weg und aufeinander zu bewegt werden. Dadurch können die Filterkammern geöffnet und geschlossen werden.
Jede Filterkammer weist üblicherweise zumindest einen Einlauf und einen Auslauf auf. Über den Einlauf fließt die zu filternde Suspension, welche üblicherweise als Trübe bezeichnet wird, in die Filterkammer hinein. Die Suspension wird dann gefiltert, wobei die Feststoffe in der Filterkammer zurückgehalten werden, so dass ein sogenannter Filterkuchen entsteht. Das von den Festkörpern befreite Filtrat wird über den Auslauf aus der Filterkammer herausgeleitet.
Um die Restfeuchte im Filterkuchen zu reduzieren und die Filtrationszeiten zu verkürzen, kann sich bei der Filterpresse an die zunächst durchgeführte Druckfiltration eine Pressfiltration anschließen, bei der die die Filterkammern verkleinert werden. Auf diese Weise wird der Filterkuchen komprimiert, wodurch Poren des Filterkuchens verkleinert werden und dadurch die Restfeuchte in dem Filterkuchen weiter verringert werden kann. Anschließend werden die Filterplatten voneinander entfernt, so dass der Filterkuchen aus der Filterkammer entfernt werden kann.
Zwischen dem Filterkuchen und der Membran kann es jedoch zumindest teilweise zu Adhäsionserscheinungen kommen, wodurch der Filterkuchen nicht vollständig aus der Filterkammer entfernt werden kann. Ferner kann es durch ein Anhaften des Filterkuchens an der Membran während dem Pressvorgang zu Scherkräften kommen, wodurch die Membran Schaden nehmen kann.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Membran und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Membran bereitzustellen, wobei die Membran eine effiziente Entfernung des Filterkuchens aus der Filterkammer gewährleistet und eine gesteigerte Widerstandskraft während eines Filterpressvorgangs aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Membran mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Filterplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und ein Verfahren zum Herstellen einer Membran mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Membran für eine Filterplatte einer Filterpresse bereitgestellt, umfassend einen Membrankörper, der dazu ausgestaltet ist, eine Filterkammer zu begrenzen, wobei der Membrankörper zumindest abschnittweise einen Gleitabschnitt aufweist, und wobei der Gleitabschnitt des Membrankörpers so ausgestaltet ist, dass er, gegenüber einem Abschnitt des Membrankörpers ohne Gleitabschnitt, eine geringere Adhäsion zwischen dem Gleitabschnitt und einem in der Filterkammer befindlichen Feststoff, insbesondere einem Filterkuchen, aufweist.
Gegenüber dem bekannten Stand der Technik bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass eine Adhäsion zwischen Filterkuchen und Membran durch vorsehen des Gleitabschnitts zumindest teilweise reduziert ist. Somit kann bei einem Öffnen der Filterpresse der Filterkuchen ohne weiteres gravitationsgetrieben aus der Filterkammer ausgetragen werden. Daher kann ein manueller Reinigungsschritt entfallen. Ferner kann eine Reibung zwischen Filterkuchen und Membran während eines Filterpressvorgangs reduziert sein, sodass beispielsweise Scherkräfte, die auf die Membran wirken, reduziert sein können. Somit kann eine längere Einsatzdauer der Membran realisiert sein. Ferner kann durch das erleichterte und sichergestellte Austragen des Filterkuchens aus der Filterkammer ein zusätzlicher Reinigungsschritt entfallen. Bei einem solchen Reinigungsschritt kann beispielsweise ein Nutzer die Filterkammer von hängengebliebenen Rückständen des Filterkuchens manuell befreien. Durch die erhöhte Einsatzdauer der Membran können Stillstandzeiten der Filteranlage, sowie kostenintensive Wartungsarbeiten verringert und dadurch ein Filtervorgang effizienter gemacht werden.
Die Filterpresse, auch Kammerfilterpresse bezeichnet, kann dazu verwendet werden, um eine Suspension zu filtern und somit Fest- und Flüssiganteile der Suspension zu trennen. Eine zu filternde Suspension kann zumindest einen flüssigen Stoff und zumindest einen Feststoff umfassen. Der Feststoff kann dabei so in der Flüssigkeit gelöst sein, dass beides zusammen eine fließfähiges Fluid bildet. Die Filterpresse kann Feststoffe bis auf mehrere µm Korngröße aus der Suspension herausfiltern. Dabei kann die Suspension durch ihre eigenen Verunreinigungen gepresst und so die Feststoffe von den Flüssigstoffen abgetrennt werden.
Dazu können zu Beginn einer Filterung grobe Partikel in den Filterkammern zurückgehalten werden. Dann können die Filterplatten unter hohem Druck zusammengepresst (beispielsweise bis zu 600 bar) werden. Dadurch können die zurückgehaltenen Partikel verdichtet und so das Filtermedium (d.h. den Filterkuchen) gebildet werden. Bevor der eigentliche Filtervorgang beginnen kann, muss sich ein geeigneter Filterkuchen aus dem in der Suspension vorhandenen Feststoff aufbauen. Dazu kann die Suspension so lange durch die Kammer geleitet werden, bis sich genügend Feststoffe zu einem Filterkuchen zusammengeschlossen haben. Diese Zeit, in der die Suspension noch nicht vollständig gereinigt wird ist auch als so genannte Anschlemmphase bekannt. Anschließend kann der Filtervorgang beginnen und die Suspension gefiltert werden. Der Filterkuchen kann dann zumindest einen Teil der Filterung der Suspension übernehmen. Sind die Filterkammern vollständig mit Filterkuchen gefüllt, wird kaum noch Filtrat gefiltert. In diesem Fall muss der Filterkuchen entfernt werden. Dazu kann die Filterpresse geöffnet werden und der Filterkuchen aus den Filterkammern entfernt werden.
Bei der Membran kann es sich um eine Gummimembran für den Einsatz in Filterpressen handeln. Die Membran kann ein durch einen Vulkanisierungsprozess hergestellte Membran sein. Eine Gummimembran kann dort eingesetzt werden, wo ein hohes Dehnungs- und Rückstellverhalten der Membran erforderlich ist. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn der auszufilternde Stoff einen nur instabilen Filterkuchenaufbau zulässt. Die Gummimembran bietet insbesonderen den Vorteil, dass sie sich gut an einen zu bildenden Filterkuchen anpassen kann und diesen optimal stützen kann. Die Gummimischungen, einer Gummimembran können abhängig der Verwendung (insbesondere der zu filternden Suspension) angepasst werden, wodurch ein weiter Einsatzbereich der Membran gewährleistet werden kann. Die Membran kann direkt mit dem Filterkuchen in Kontakt stehen.
Der Membrankörper kann auch als Hauptkörper der Membran bezeichnet werden. Der Membrankörper kann den überwiegenden Teil, vorzugsweise mehr als 70% und besonders vorzugsweise mehr als 90%, der Membran hinsichtlich Oberfläche, Volumen und/oder Gewicht darstellen. Der Membrankörper kann eine plattenartige Struktur sein, deren Erstreckung in zwei Dimensionen deutlich größer ist als in der dritten Dimension. Der Membrankörper kann für die zu filternde Suspension undurchlässig sein. Die Filterung der Suspension oder der anfängliche Partikelrückhalt zur Bildung des Filterkuchens, kann beispielsweise durch ein Filtertuch, das an dem Membrankörper vorgesehen ist, bereitgestellt werden. Der Membrankörper kann ein solches Filtertuch umfassen. Das Filtertuch kann integral mit dem Membrankörper verbunden sein oder von dem Membrankörper lösbar daran vorgesehen sein. Ferner kann das Filtertuch an der Filterplatte angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Membrankörper selbst dazu ausgestaltet sein, Feststoffe aus der Suspension zurückzuhalten, um den Filterkuchen zu bilden. Dazu kann der Membrankörper Filteröffnungen aufweisen, durch welche Flüssigkeit hindurchtreten kann, Feststoffe ab einer Bestimmten Größe aber zurückgehalten werden können. Das Filtrat kann durch Ableitkanäle des Membrankörpers abgeführt werden. Die Ableitkanäle können durch Vorsprünge gebildet sein, die die Ableitkanäle zwischen dem Membrankörper und dem Filterkuchen bilden. Die Vorsprünge können von dem Membrankörper in Richtung der Filterkammer vorspringen. Der Filterkuchen kann durch Feststoffe, die aus der Suspension ausgefiltert werden, gebildet sein. Dazu können die Feststoffe in der Filterkammer zurückgehalten werden.
Die Filterkammer kann ein Hohlraum in einer Filterpresse sein, der durch zwei aneinander angrenzende Filterplatten gebildet ist. Mit anderen Worten kann die Filterkammer in einem Zustand, bei dem die Filterplatten in Kontakt miteinander stehen, gebildet sein. Die Filterkammer kann durch Entfernen der beiden Filterplatten weg voneinander geöffnet werden. Die Filterkammer kann zumindest einen Zulauf zum Zuleiten der Suspension und zumindest einen Ablauf zum Ableiten von Filtrat oder Suspension aufweisen. Zum Aufbau des Filterkuchens in der Anschlemmphase kann die Suspension in einem Kreislauf immer wieder durch die Filterkammer geleitet werden. Somit kann der Ablauf eine steuerbare Verbindung zum Zulauf aufweisen, so dass Filtrat oder Suspension aus der Filterkammer direkt wieder der Filterkammer zugeleitet werden kann, somit kann ein effizienter Filterkuchenaufbau gewährleistet sein.
Der Gleitabschnitt kann ein Teil des Membrankörpers sein, so dass der Gleitabschnitt an der Oberfläche des Membrankörpers ist. Somit kann sichergestellt sein, dass der Gleitabschnitt mit einem in der Filterkammer befindlichen Filterkuchen in Kontakt kommen kann. Somit kann der Gleitabschnitt integral bzw. einstückig bzw. einteilig mit dem Membrankörper gebildet sein. Eine modifizierte Oberfläche des Membrankörpers kann also als Gleitabschnitt dienen.
Alternativ kann der Gleitabschnitt ein separates Element sein, welches so an dem Membrankörper vorgesehen sein kann, dass es mit einem in der Filterkammer befindlichen Filterkuchen in Kontakt kommen kann. Mit anderen Worten kann der Gleitabschnitt an zumindest einer Oberfläche des Membrankörpers vorgesehen sein. Das separate Element, welches den Gleitabschnitt bilden kann, kann während eines Herstellungsprozesses der Membran mit dem Membrankörper verbunden werden bzw. daran angebracht werden. Somit kann der Gleitabschnitt beispielsweise ein Vlies oder eine Folie sein, das oder die mit dem Membrankörper verbunden wird bevor ein Filtervorgang beginnt. Das Vlies oder die Folie kann dazu ausgestaltet sein, die Funktion des Filtertuchs der Membran zu übernehmen. Mit anderen Worten kann das Vlies oder die Folie dazu ausgestaltet sein, Feststoffe aus der Suspension zurückzuhalten, um den Aufbau eines Filterkuchens zu initiieren. Somit kann ein besonders einfacher Aufbau der Membran erreicht sein.
Der Gleitabschnitt kann eine Dicke in einer Dickenrichtung der Membran von 0,001 mm bis 10 mm, insbesondere von 1 mm bis 4 mm aufweisen. Die Dickenrichtung der Membran kann parallel zu einer Normalen, welche auf der Oberfläche des Membrankörpers steht, der mit dem Filterkuchen in Kontakt kommen kann, verlaufen. Mit anderen Worten kann der Gleitabschnitt eine Erstreckung von 1 bis 4 mm weg von der Oberfläche des Membrankörpers, der mit dem Filterkuchen in Kontakt kommen kann, aufweisen.
Bei dem Gleitabschnitt, welcher durch ein separates Element gebildet werden kann, kann die Membran an eine Vielzahl von verschiedenen Einsatzzwecken bzw. zu filternden Suspensionen angepasst werden, ohne dass der Membrankörper selbst angepasst werden müsste. Mit anderen Worten kann lediglich durch Anpassen des Gleitabschnitts die Membran für bestimmte Einsatzzwecke konfiguriert sein.
Eine Adhäsion oder auch Anhangskraft kann ein physikalischer Zustand einer Grenzflächenschicht zwischen dem Filterkuchen und dem Membrankörper und/oder Gleitabschnitt sein. Die Adhäsion kann durch molekulare Wechselwirkungen in dieser Grenzschicht charakterisiert sein, welche einen mechanischen Zusammenhalt der beteiligten Elemente bewirken. So kann es beispielsweise bei einer rauen Oberfläche zu einer mechanischen Verklammerung beider Materialien (d.h. des Filterkuchens und des Membrankörpers und/oder der Gleitschicht) kommen. Ferner können die beteiligten Elemente auch eine chemische Bindung miteinander eingehen und somit eine Adhäsion zwischen den Elementen bewirken.
Der Gleitabschnitt kann dabei so ausgestaltet sein, dass die Adhäsion (d.h. entweder die mechanische Adhäsion und/oder die chemische Adhäsion) zwischen Gleitabschnitt und Filterkuchen verringert ist verglichen mit der Adhäsion zwischen Filterkuchen und Membrankörper ohne Gleitabschnitt. Insbesondere die mechanische Adhäsion kann bei dem Gleitabschnitt dadurch verringert sein, dass der Gleitabschnitt eine besonders glatte Oberfläche aufweist. Demgemäß kann der Gleitabschnitt eine glattere Oberfläche aufweisen als der Membrankörper ohne Gleitabschnitt. Somit kann eine Verklammerung des Filterkuchens mit dem Gleitabschnitt verhindert oder zumindest verringert werden. Dadurch kann der Filterkuchen besonders leicht von dem Gleitabschnitt abgelöst werden. Ferner kann der Gleitabschnitt auch eine Mikrostruktur aufweisen, sodass eine Verklammerung des Filterkuchens mit dem Gleitabschnitt nicht stattfinden kann, da mögliche Verklammerungspartner an dem Gleitabschnitt so geringe Dimensionen aufweisen, dass Verklammerungspartner des Filterkuchens dort nicht eingreifen können. Auch auf diese Weise kann eine Adhäsion des Filterkuchens an dem Gleitabschnitt verhindert bzw. verringert werden. Die chemische Adhäsion kann dem gegenüber dadurch verringert oder minimiert sein, dass der Gleitabschnitt aus einem chemisch inerten Material gebildet ist. Mit anderen Worten kann der Gleitabschnitt ein inertes Material umfassen, sodass der Gleitabschnitt keine chemische Bindung mit dem Filterkuchen oder auch nur einem Bestandteil des Filterkuchens eingeht. Ferner kann der Gleitabschnitt einen Stoff umfassen, der abstoßende Kräfte gegenüber dem Filterkuchen aufweist. Somit kann eine Adhäsion des Filterkuchens an dem Gleitabschnitt verhindert oder zumindest reduziert sein. Es kann auch eine mechanische Adhäsion und eine chemische Adhäsion zwischen dem Filterkuchen und dem Membrankörper auftreten. Durch eine Kombination der obigen Ausgestaltungen kann auch in diesem Fall erreicht werden, dass der Filterkuchen besonders einfach von dem Gleitabschnitt gelöst werden kann.
Somit kann erreicht werden, dass der Gleitabschnitt eine geringere Adhäsion als der Membrankörper ohne Gleitabschnitt aufweist. Mit anderen Worten ist die Adhäsion zwischen Filterkuchen und dem Gleitabschnitt geringer als eine Adhäsion zwischen Membrankörper und Filterkuchen.
Der Gleitabschnitt kann sich über einen Teil des Membrankörpers erstrecken. Mit anderen Worten muss der Gleitabschnitt nicht vollständig auf der dem Membrankörper vorgesehen sein, sondern kann lediglich abschnittsweise vorgesehen sein. Somit kann beispielsweise an Stellen des Membrankörpers, an denen der Filterkuchen vermehrt anhaftet (beispielsweise in Randbereichen oder in der Umgebung) von einer Trübebohrung und/oder Stütznocken) vorgesehen sein. Dadurch dass an den Abschnitten des Membrankörpers, an denen der Gleitabschnitt vorgesehen ist, sich der Filterkuchen zuverlässig und leicht von dem Gleitabschnitt trennen lässt, kann schon erreicht werden, dass der Filterkuchen insgesamt leichter aus der Filterkammer entfernt werden kann. Dies wird dadurch realisiert, dass eine Gesamtadhäsionskraft des Filterkuchens und der Membran verringert ist. Somit kann der Filterkuchen beispielsweise durch sein Eigengewicht aus der Filterkammer entfernt werden. Das teilweise Vorsehen des Gleitabschnitts kann dabei eine besonders effiziente Herstellung der Membran bewirken. Ferner kann durch ein nur abschnittsweise Vorsehen des Gleitabschnitts auf dem Membrankörper eine Toleranz bei der Herstellung der Membran verringert sein, wodurch die Herstellung vereinfacht sein kann. Darüber hinaus kann ein abschnittsweises Vorsehen des Gleitabschnitts auf dem Membrankörper die gesamte Herstellung der Membran vereinfachen, da die Herstellung des Membrankörpers mit Gleitabschnitts aufwendiger ist als eine Herstellung des Membrankörpers ohne Gleitabschnitts. Ferner kann der Gleitabschnitt an beiden Seiten des Membrankörpers abschnittweise oder vollflächig vorgesehen sein. Dies bietet den Vorteil, dass die Membran auch als Mittelmembran verwendet werden kann, die zwei benachbarte Filterkammern in einer Filterpresse begrenzen kann.
Durch den Gleitabschnitt kann ferner bewirkt werden, dass bei einem Filtervorgang, weniger Scherkräfte auf die Membran wirken. Bei den während einer Filterung herrschenden hohen Drücken kann der Filterkuchen insbesondere durch nachgeförderte Suspension parallel zu einer Oberfläche des Membrankörpers verschoben werden. Dadurch können Scherkräfte auf die Membran wirken, die wiederum zu einer Beschädigung des Membrankörpers führen können. Durch die verringerte Adhäsion zwischen Filterkuchen und Gleitabschnitt, können diese Scherkräfte verringert oder verhindert werden. Dadurch kann die Einsatzdauer der Membran erhöht sein.
Vorzugsweise ist der Membrankörper so ausgestaltet, dass er elastisch verformbar ist. Mit andern Worten kann sich beispielsweise eine Mitte des Membrankörpers im Vergleich zum Rand des Membrankörpers verlagern. Somit kann eine Filterkammer, die durch die Membran begrenzt ist, im Volumen variabel sein. Kommt die Membran beispielsweise bei einer Filterpresse zum Einsatz, kann die Filterkammer variabel verkleinert oder vergrößert werden.
Wie bereits oben angedeutet kann die Membran bei einer Filterpresse zum Einsatz kommen. Bei der Filtration mit der Filterpresse kann es sich um eine sogenannte Kuchenfiltration oder kuchenbildende Filtration handeln, welches ein mechanisches Verfahren zur Trennung von feststoffhaltigen Flüssigkeiten ist. Wie eine Querstromfiltration gehört die Kuchenfiltration zur Oberflächenfiltration. Der eigentliche Trenneffekt kann im Gegensatz zum Tiefenfilter nicht durch das Filtermedium, sondern durch einen Filterkuchen, der sich in der Filterkammer bildet, realisiert sein. Daher kann ein Höchstmaß an Filtrationswirksamkeit und maximalen Entwässerungsgrad von verschiedenen Filtermedien realisiert sein. Je nach Einsatzbereich kann die Filtration mit Filterpressen als mechanisches Trennverfahren unterschiedliche Funktionen bereitstellen: Reinigung von Rohstoffen und Produkten, sowie Abtrennung von Nebenprodukten, Recycling von Lösungsmitteln und nicht umgesetzten Reaktanten, Entfernung von Verunreinigung aus Abwasser und Wertstoff- und Rohstoffgewinnung.
Bei der diskontinuierlichen Kuchenfiltration mit Filterpressen kann die zu filternde Suspension über einen Trübeeinlauf in die Filterkammer gepumpt und konzentriert werden. Die Triebkraft für den Flüssigkeitstransport kann eine Beschickungspumpe liefern. Die Filterplatten können dabei die obige Membran aufweisen. Die Membran (z.B. ein Filtertuch, das an der Membran vorgesehen ist) kann die Feststoffe während des Durchflusses schichtweise zurückhalten. Hierbei kann sich eine mit der Zeit anwachsende Schicht des abzutrennenden Feststoffs in der Filterkammer ansammeln. Diese Schicht kann den Filterkuchen bilden, welcher als stichfeste Masse in der Filterkammer zurückbleibt und einen wesentlichen Beitrag bei der Filtration der Flüssigkeit leistet.
Das Filtrat, welches den Filterkuchen durchdringt, kann entlang eines Kanalsystems der Membran über den in den Filterplatten eingebrachten Filterablauf gezielt abgeführt werden. Durch das Anwachsen der zu durchströmenden Schicht steigt der Durchströmungswiderstand und damit der Druckverlust, bei einhergehender Abnahme von Durchsatz und Fördermenge, an. Die Durchlässigkeit des Filterkuchens sinkt bei kompressiblen Produkten. Bei einer periodischen Kuchenfiltration, kann der Filtrationsvorgang nach Erreichen eines vorbestimmten Drucks unterbrochen werden. Der Filterkuchen wird gegebenenfalls nachbehandelt (Membrantechnik) und durch Öffnen der Filterpresse anschließend entfernt. Bei einer solchen Nachbehandlung des Filterkuchens kann der Membrankörper beispielsweise durch ein Druckfluid, das an der Seite des Membrankörpers, die der Filterkammer abgewandt ist, zugeführt wird, bewirkt werden. Ferner kann das Druckfluid auch in den Membrankörper geleitet werden, um diesen in beide Richtungen elastisch zu verformen. Durch das Druckmedium kann die Membran in Richtung der Filterkammer verformt werden, so dass die Filterkammer verkleinert wird. Dadurch kann ein Druck auf den Filterkuchen ausgeübt werden, um aus diesem weitere Flüssigkeit herauszudrücken. Als Druckmedium bietet sich beispielsweise Wasser oder andere idealisiert inkompressible Medien an. Wird das Druckmedium wieder entfernt, kann sich die Membran wieder in den Ausgangszustand zurückbewegen. Dadurch kann eine geringe Restfeuchte im Filterkuchen realisiert sein.
Vorzugsweise weist der Membrankörper zumindest eine Stütznocke auf und der Gleitabschnitt ist vorzugsweise in dem Bereich angrenzend an die zumindest eine Stütznocke vorgesehen. Die Stütznocke kann dazu ausgestaltet sein, eine Mindestgröße der Filterkammer zu definieren. Mit anderen Worten kann die Stütznocken gegen eine weitere Filterplatte und/oder eine weitere Membran, die die Filterkammer definiert, zur Anlage kommen (insbesondere während einem Pressvorgang). Somit kann verhindert werden, dass die Filterkammer zum Teil durch aneinander liegende Membrankörper und/oder Filterplatten zumindest teilweise blockiert ist. Ferner kann der Stütznocken bewirken, dass der Filterkuchen an der Stelle des Stütznockens unterbrochen ist und somit beim Öffnen der Filterkammer leicht aus der Filterkammer ausgetragen werden kann. Vorzugsweise bricht der Filterkuchen in der Nähe der zumindest einen Stütznocke beim Öffnen der Filterkammer. Dadurch kann der Filterkuchen besonders zuverlässig ausgetragen werden. In der Nähe bzw. im angrenzenden Umfeld an die zumindest eine Stütznocke kann der Filterkuchen bzw. die Feststoffe in der Filterkammer besonders stark verdichtet sein. Somit kann der Druck zwischen den Feststoffen in der Filterkammer und im Membrankörper besonders groß sein. Dadurch, dass der Gleitabschnitt in diesem Bereich vorgesehen ist, kann verhindert werden, dass der Filterkuchen in dem Bereich angrenzend an die zumindest eine Stütznocke an dem Membrankörper anhaftet und die Membran beschädigen kann. Der Stütznocken kann integral mit dem Membrankörper ausgebildet sein. Damit kann die Membran besonders einfach herstellbar sein und kein zusätzlicher Arbeitsschritt ist notwendig, um den Stütznocken an der Membran vorzusehen.
Vorzugsweise weist der Membrankörper eine Trübebohrung auf, wobei der Gleitabschnitt vorzugsweise im Bereich angrenzend an die Trübebohrung vorgesehen ist. Durch die Trübebohrung kann die Suspension der Filterkammer zugeführt werden. Auch im Bereich der Trübebohrung kann es zu einer relativ starken Verdichtung des Filterkuchens kommen, wodurch auch in diesem Bereich ein Anhaften des Filterkuchens an dem Membrankörper wahrscheinlich ist. Durch Vorsehen des Gleitabschnitts in diesem Bereich, kann zuverlässig bewerkstelligt werden, dass der Filterkuchen ohne Weiteres aus der Filterkammer ausgetragen werden kann.
Vorzugsweise umfasst der Gleitabschnitt gleitfähig modifiziertes Gummi, ein Gleitmittel, Silikon, einen Gleitlack und/oder Teflon. Ein gleitfähig modifiziertes Gummi kann beispielsweise durch eine Plasmabeschichtung realisiert sein. Dabei kann eine Oberfläche des Gummis (beispielsweise eine Oberfläche des Membrankörpers) mit einer Plasmabeschichtung behandelt werden. Dadurch können Gleiteigenschaften verbessert werden. Ferner kann durch eine solche Bearbeitung der Gleitabschnitt hydrophob (d.h. wasserabstoßend) eingestellt sein. Eine Oberfläche kann hydrophob sein, wenn sie eine kleinere Oberflächenspannung als Wasser aufweist (d.h. kleiner als 72 mN/m). Dadurch kann beispielsweise Wasser nicht auf der Oberfläche zerfließen, sondern zieht sich kugelförmig zusammen. Dadurch kann eine Flüssigkeit oder Flüssigkeit umfassende Feststoffe weniger gut an dem Gleitabschnitt haften, sodass ein einfacher Austrag des Filterkuchens aus der Filterkammer möglich ist. Das gleitfähig modifizierte Gummi kann aber auch auf andere Arten hergestellt sein. So kann beispielsweise eine besonders glatte Oberfläche des Gummis erreicht werden, indem der Gleitabschnitt poliert ist. Auch damit kann ein Anhaften von Feststoffen vermindert bzw. verhindert werden. Ferner ist es denkbar, dass das gleitfähig modifizierte Gummi eine geprägte Oberflächenstruktur hat, um ein Anhaften von Feststoffen zu vermeiden. So kann die Oberfläche beispielsweise in einer Austragsrichtung des Filterkuchens geschliffen sein. Mit einem Gleitlack können definierte Reibwerte auf dem Gleitabschnitt eingestellt sein. Dazu kann der Gleitabschnitt mit einem Gleitmittel beschichtet sein. Durch eine Beschichtung mit einem Gleitlack kann eine poröse Oberfläche geglättet werden und somit ein Anhaften von Feststoffen verhindert werden. Ferner kann durch das Vorsehen eines Gleitlacks eine Lösemittel- und UV-Beständigkeit des Gleitabschnitts erreicht werden. Ferner wurde herausgefunden, dass durch eine Beschichtung mit Gleitlack ein Alterungsprozess eines aus Gummi gefertigten Gleitabschnitts verzögert werden kann. Der Gleitlack kann beispielsweise auf Basis von PTFE (Polytetrafluorethylen) sein. Damit kann neben dem verringerten Reibwert eine elastische und antihaftende Eigenschaft des Gleitabschnitts sichergestellt sein. Teflon kann PTFE umfassen. Der Gleitlack auf PTFE-Basis kann nach einer mechanischen und/oder chemischen Vorbehandlung aufgetragen werden und anschließend einer Temperaturbehandlung (beispielsweise Sintern) unterzogen werden. PTFE kann dabei sehr reaktionsträge sein, was den Einsatz mit unterschiedlichen Suspensionen ermöglicht. Mit anderen Worten kann ein Gleitabschnitt mit einem PTFE-Gleitlack selbst dort eingesetzt werden, wo aggressive Chemikalien behandelt werden müssen. Bei einem PTFE Gleitlack kann die Haftreibung genauso groß sein wie die Gleitreibung. Dadurch kann der Filterkuchen besonders einfach aus der Filterkammer ausgetragen werden. Der Gleitlack kann auch auf Basis von anderen Fluorpolymeren sein, wie beispielsweise auf Basis von PFA (polyfluorierte Alkylverbindungen) oder FEP (Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer). Diese Stoffe haben eine niedrige Oberflächenenergie. Somit können Feststoffe nur sehr schwer daran haften. PFA und FEP sind Copolymere von PTFE. Damit diese Gleitmittel gut an dem Gleitabschnitt haften, können Haftvermittler, wie beispielsweise Pigmente, Hitzestabilisatoren und verschiedene Bindeharze verwendet werden. Dadurch kann die Dauerhaftigkeit des Gleitabschnitts weiter erhöht sein. Der Gleitabschnitt kann Silikon umfassen, um eine Antihafteigenschaft bereitzustellen. Das Silikon kann ebenfalls in Form eines Lacks oder einer Beschichtung aufgebracht sein. Durch eine Beschichtung mit Gleitlacken kann sich nicht nur ein Reibwert verringern, sondern auch dynamische Funktionen verbessert sein. Dadurch kann der Gleitabschnitt, selbst wenn er sich zusammen mit dem Membrankörper elastisch verformt, eine lange Einsatzdauer aufweisen. Gleitlacke können beispielsweise wasserbasierte Gleitlacke sein. Ferner kann der Gleitlack auf Basis von TPU (thermoplastisches Polyurethan) sein. Ein solcher Gleitlack bietet einen besonders hohen Verschleißschutz und stellt daher eine verlängerte Einsatzzeit der Membran sicher. Der Gleitlack kann maschinell auf dem Membrankörper aufgebracht sein, um den Gleitabschnitt zu bilden, und verglichen mit einem Trockenschmierstoff für die Antihafteigenschaft auf dem Gleitabschnitt sorgen. Dabei können Oberflächenstrukturen auf dem Gleitabschnitt entstehen, die die Reibwerte verringern und eine Verschleißeigenschaft des Gleitabschnitts zu mehr Festigkeit verbessern.
Vorzugsweise umfasst das Gleitmittel einen intern aus dem Membrankörper ausblühenden Stoff, insbesondere ein Paraffin. Mit anderen Worten muss das Gleitmittel nicht ausschließlich oberflächlich auf dem Membrankörper aufgebracht werden, um den Gleitabschnitt zu bilden, sondern kann auch im Inneren des Membrankörpers, beispielsweise bei der Herstellung des Membrankörpers, vorgesehen sein. Ein solches Gleitmittel kann dann nach der Herstellung des Membrankörpers an dessen Oberfläche treten und dort den Gleitabschnitt bilden. Beispielsweise kommt Paraffin dazu in Frage. Mit anderen Worten kann das Gleitmittel Paraffin umfassen. Wird es beispielsweise bei der Herstellung des Membrankörpers mit beigemischt, so wird es sich nicht mit dem Membrankörper verbinden, wenn dieser beispielsweise aus Gummi hergestellt ist. Stattdessen wird das Paraffin an die Oberfläche des Membrankörpers diffundieren und dort den Gleitabschnitt bilden. Ist das Paraffin an die Oberfläche des Membrankörpers gelangt, kann es dort den Gleitabschnitt bilden, der einen äußerst geringen Reibwert aufweist, so dass der Filterkuchen sehr leicht aus der Filterkammer entfernt werden kann.
Vorzugsweise weist der Gleitabschnitt eine strukturierte Oberfläche auf. Die Oberfläche kann beispielsweise eine Mikrooberfläche sein, die minimale Unebenheiten aufweist, so dass eine Antihafteigenschaft gegenüber Feststoffen (insbesondere gegenüber dem Filterkuchen) bereitgestellt ist. Ferner kann die Oberfläche auch eine Nanooberfläche sein, die ebenfalls eine sehr geringe Haftung aufweist. Durch die Mikrooberfläche können Feststoffe daran gehindert werden mechanisch mit dem Gleitabschnitt mechanisch in Eingriff zu gelangen. Somit kann verhindert werden, dass sich Feststoffe an dem Gleitabschnitt anhaften können. Ferner ist es denkbar, dass der Gleitabschnitt Gleitrippen aufweist, die sich entlang einer Auswurfrichtung des Filterkuchens aus der Filterkammer erstrecken. Somit kann ein Austragen des Filterkuchens erleichtert sein.
Vorzugsweise weist der Gleitabschnitt Fasern, Mikrostrukturen und/oder Kugelelemente auf, um die Oberfläche zu strukturieren. Die Fasern können beispielsweise beim Herstellen des Membrankörpers mit in diesen eingebracht werden, und an der Oberfläche des Membrankörpers den Gleitabschnitt bilden. Dadurch, dass die Fasern zumindest teilweise von der Oberfläche des Gleitabschnitts abstehen, können diese die Antihafteigenschaft des Gleitabschnitts bewirken und die Fasern können dabei aus PA und/oder PES gebildet sein. Diese Stoffe können für eine verbesserte Antihafteigenschaft sorgen. Ferner können auch Glasfasern verwendet werden. Zudem ist es denkbar, dass Kugelelemente bei dem Herstellen des Membrankörpers mit in diesen eingebracht werden und ähnlich wie die oben beschriebenen Fasern an der Oberfläche des Membrankörpers den Gleitabschnitt bilden können. Durch diese Somit können im Bereich des Gleitabschnitts Kugeln von diesem wegstehen und somit die Antihafteigenschaft bereitstellen.
Vorzugsweise umfasst der Gleitabschnitt eine Auflage, die so an dem Membrankörper angeordnet ist, dass sie während einem Betrieb der Membran mit in der Filterkammer befindlichen Feststoff in Kontakt kommt und die Auflage vorzugsweise eine Folie oder ein Vlies ist. Die Auflage kann beispielsweise zusammen mit dem Membrankörper hergestellt werden. Beispielsweise kann die Auflage zusammen mit dem Membrankörper vulkanisiert sein. Die Auflage kann dabei den Gleitabschnitt bilden. Mit anderen Worten kann die Auflage mit dem in der Filterkammer befindlichen Feststoff direkt in Kontakt kommen. Somit kann eine geringere Haftung zwischen dem in der Filterkammer befindlichen Feststoff und der Auflage bereitgestellt sein, verglichen mit einer Haftung zwischen dem in der Filterkammer befindlichen Feststoff und dem Membrankörper. Die Ausgestaltung der Auflage als Folie oder Vlies ermöglicht eine passgenaue Anpassung an den Membrankörper, sowie eine einfache Herstellung. Ferner kann die Auflage ohne weiteres bei einer Herstellung des Membrankörpers mit an diesen angebracht werden. So kann das Vlies oder die Folie an den gewünschten Stellen (d.h. abschnittsweise oder an dem gesamten Membrankörper) an den Rohling angeordnet werden und zusammen mit diesem vulkanisiert werden, um den Membrankörper mit dem Gleitabschnitt zu bilden. Somit kann die Membran besonders einfach hergestellt sein.
Vorzugsweise umfasst die Auflage PA 6/66, PE, PE-UHMW, PP, PES, PTFE, PUR und Teflon. PA6/66 kann ein Copolyamid sein, welches sich aus mehreren unterschiedlichen Monomären ableitet. PA6/66 kann ein Polyamid aus Caprolactam, Hexamethylendiamin und Adipinsäure sein. PA6/66 bietet den Vorteil, dass es eine hohe Festigkeit und Zähigkeit aufweist. Dadurch kann die Lebensdauer des Gleitabschnitts erhöht sein. Ferner besitzt PA6/66 eine gute chemikalienbeständigkeit, wodurch der Gleitabschnitt (d.h. die Auflage) bei vielfältigen Anwendungen zum Einsatz kommen kann. Ferner kann eine Feuchtigkeitsaufnahme von PA6/66 bei 23°C und 50% Luftfeuchtigkeit im Beriech von 2,5 bis 3,1% liegen. Dadurch können besonders gute Antihafteigenschaften bereitgestellt sein.
Polyethylen (PE) kann ein thermoplastischer Kunststoff sein. PE ist besonders gut dehnbar und weist eine hohe Schlagzähigkeit auf. Dadurch kann PE besonders vorteilhaft bei Auflagen zum Einsatz kommen, die eine hohe Verformung bereitstellen müssen. PE kann besonders vorteilhaft in Verbindung mit Fasern, insbesondere Kurzfasern, verwendet werden, um eine Kriechverformung zu verhindern. PE besitzt zudem eine hohe Beständigkeit gegen Säuren und Laugen. Dadurch hat es einen breiten Einsatzbereich. Ferner nimmt PE kaum Wasser auf, wodurch ein leichter Austrag von in der Filterkammer befindlichen Feststoffen gewährleistet ist.
PE-UHMW (ultrahochmolekulares Polyethylen) kann eine mittleren Molmasse von bis zu 6.000 kg/mol und einr Dichte von 0,93 bis 0,94 g/cm³ aufweisen. PE-UHMW kann aufgrund seiner hohen Verschleißfestigkeit bei stark strapazierten Auflagen verwendet werden. Somit kann ein Gleitabschnitt mit besonders hoher Einsatzdauer bereitgestellt sein.
Polypropylen (PP) kann ähnliche Eigenschaften Polyethylen aufweisen. Jedoch weist PP eine verbesserte mechanische Festigkeit auf. Demgegenüber ist jedoch die chemische Beständigkeit reduziert. Entsprechend eignet sich PP besonders für einen Gleitabschnitt bei Membranen, die eine hohe mechanische Beanspruchung erfahren (beispielsweise bei sehr hohen Drücken in Filterpressen).
Polyethersulfon (PES) ist ein Thermoplast, der zur Gruppe der Polysulfone gehört. PES ist chemisch sehr beständig und kann daher einen breiten Einsatzbereich als Gleitabschnitt einer Membran aufweisen. Ferner ist er thermisch sehr beständig, wodurch er ja auch bei Membranen eingesetzt werden kann, die eine hohe Temperatur während einem Betrieb erfahren. Polytetrafluorethylen (PTFE) ist ein sehr reaktionsträger Stoff, welcher selbst bei aggressiven Säuren nicht angegriffen wird. Die Haftreibung ist genauso groß wie die Gleitreibung, wodurch ein Übergang vom Stand zur Bewegung ohne einen Ruck stattfindet. Dadurch kann besonders beim Loslösen von in der Filterkammer befindlichen Stoffen die Membran besonders geschont werden. Ferner kann mit PTFE eine Scherbelastung des Gleitabschnitts während einem Pressfiltervorgang minimiert werden.
Polyurethan (PUR) kann ein Kunststoff oder ein Kunstharz sein, de oder dasr aus Polyadditionsreaktionen entsteht. Polyurethan weist besonders gute Hafteigenschaften wodurch die Auflage besonders beständig an dem Membrankörper angebracht werden kann. Ferner weist PUR eine hohe Beständigkeit gegen Lösemittel und Chemikalien auf. PP (Polypropylen) kann sich im Gegensatz zu PE durch eine höhere Härte und Steifigkeit auszeichne. Ferner kann PP über eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien verfügen.
PTFE (Polytetraflourethylen) kann ein thermoplastischer Kunststoff sein, der auch in Teflon umfasst ist. PTFE hat eine besonders gute Antihafteigenschaft, selbst bei unterschiedlichen oder wechselnden Randbedingungen. Bei der Herstellung von PTFE kann eine Beimischung von Füllstoffen (Compoundierung) eine Anpassung der physikalischen Eigenschaften des PTFE an spezifische Einsatzbedingungen bewirkt werden. Durch Versatz mit Füllstoffen kann insbesondere die Neigung zum Kaltfluß unter mechanischer Belastung vermieden werden. Damit kann die Widerstandskraft der Auflage gesteigert sein. Insbesondere können Glasfasern mit PTFE kombiniert werden um den Kaltfluss zu vermeiden und eine Druck- und Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Ferner kann dem PTFE Bronze beigemischt werden. Somit kann der Kaltfluss des PTFE vermieden werden sowie eine Wärmeleitfähigkeit erhöht werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einem Einsatz der Membran im medizinischen Bereich, bei dem eine konstante Temperatur vorgesehen sein muss. Darüberhinaus kann ein Zuschlag umfassend Kohle und/oder Graphit eine Druck- und Verschleißfestigkeit der Auflage. PTFE kann weder von Lösungsmitteln noch von anderen aggressiven Chemikalien angegriffen werden. Es zeigt nach Kontakt mit den meisten Chemikalien keinerlei Veränderung. Seine Oberfläche ist so glatt und gleitfähig, dass kaum eine Fremdsubstanz daran haften bleibt. Feuchtigkeit und UV-Strahlung verursachen weder Volumenänderungen, noch Verwitterung oder Versprödungen. Folglich kann bei der Auflage ein effizienter Austrag des Filterkuchens aus der Filterkamme gewährleistet sein sowie eine lange Einsatzdauer der Membran. Eine Auflage umfassend PTFE kann nach Anätzung der Oberfläche mit speziellen Haftvermittlern mit dem Membrankörper verbunden werden. Ferner kann eine Auflage umfassend PTFE durch einen Vulkanisierungsprozess mit dem Membrankörper verbunden werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Filterplatte für eine Filterpresse bereitgestellt, wobei die Filterpresse eine Membran gemäß obiger Ausgestaltung umfasst. Die Filterpresse kann eine Vielzahl von Filterplatten umfassen. Dabei kann zwischen den Filterplatten die Filterkammer gebildet sein. Während einem Filtervorgang können die Filterplatten in direktem Kontakt miteinander stehen. Ist der Filtervorgang abgeschlossen, können die Filterplatten voneinander getrennt werden, so dass der Filterkuchen aus der Filterkammer ausgetragen werden kann. Dazu können die einzelnen Filterplatten relativ zueinander verfahren werden. In der Filterpresse können unterschiedliche Filterplatten verwendet werden. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Filterplatte als jede zweite Filterplatte vorgesehen sein. Die anderen Filterplatten können ein Filtertuch aufweisen, welches dazu ausgestaltet ist, Partikel zu Beginn der Anschlemmphase zurückzuhalten, um den Filterkuchen aufzubauen. Somit kann jede Filterkammer durch eine der obigen Filterplatten und eine Filterplatte mit Filtertuch gebildet sein. Durch die Antihafteigenschaft der Filterplatte mit der Membran kann verhindert werden, dass der Filterkuchen bei Öffenen der Filterkammer an der Membran haftet. Gleichzeitig kann durch die Membran die Möglichkeit geschaffen werden, die Filterkammer zu verkleinern und damit den Filterkuchen zu pressen. Ein Pressvorgang des Filterkuchens ist mit einer Filterplatte mit Filtertuch nur begrenzt möglich, da die Gefahr besteht, dass das Filtertuch reißt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Membran, insbesondere gemäß der obigen Ausgestaltung, bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Rohlings, und Vulkanisieren des Rohlings, um die Membran, welche zumindest abschnittsweise einen Gleitabschnitt aufweist, zu erlangen, wobei der Gleitabschnitt so ausgestaltet ist, dass er gegenüber einem Abschnitt des Membrankörpers ohne Gleitabschnitt eine geringere Adhäsion aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer obigen Filterplatte in einer Filterpresse. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Filterung einer Suspension mit der Filterpresse bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:

1. Beschickungsbgeinn, um die Suspension in die Filterkammern zu bringen
2. Kuchenbildung, bei dem Feststoffe aus der Suspension in der Filterkammer zurückgehalten werden, um den Filterkuchen aufzubauen, und
3. Filtern der Suspension durch den Filterkuchen, um Filtrat zu erlangen,
4. Pressen des Filterkuchens, um einen Flüssigkeitsgehalt in dem Filterkuchen zu reduzieren, und
5. Öffnen der Filterkamme um den Filterkuchen auszutragen.

Durch die Membran mit dem Gleitabschnitt kann der Filterkuchenaustrag problemlos erfolgen. Mit anderen Worten kann der Filterkuchen, insbesondere gravitationsgetrieben, ohne Weiteres aus der Filterkammer entfernen. Ferner kann während dem Filtern der Suspension und/oder während des Pressens des Filterkuchens Scherkräfte, die von dem Filterkuchen auf die Membran ausgeübt werden, reduziert werden, wodurch die Langlebigkeit der Membran gewährleistet ist.
Alle Merkmale und Vorteile, die in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, gelten analog auch für die Vorrichtung und umgekehrt. Ferner können einzelne Merkmale von Ausführungsformen mit anderen Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden und so neue Ausführungsformen bilden. Vorteile der einzelnen Merkmale gelten dann auch für die neuen Ausführungsformen. Insbesondere die Angegeben Materialien können auch kombiniert werden, um die in Zusammenhang mit den einzelnen Materialien genannten Effekte zu kombinieren.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Membran gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch eine Filterplatte mit einer Membran gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch eine Filterplatte mit einer Membran gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
4 einen schematischen Ablauf eines Filterpressvorgangs mit einer Membran gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Membran 1 für eine Filterplatte 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Membran 1 ist aus einem Gummimaterial gefertigt und kann sich elastisch verformen. Für einen Betrieb in einer Filterpresse 100 wird die Membran 1 auf der Filterplatte 2 festgelegt. Die Filterplatte 2 hat einen größeren Außenumfang als die Membran 1. Die Membran 1 weist eine erste Seite auf, die der Filterplatte 2 zugewandt ist, und eine zweite Seite, die von der Filterplatte 2 weggewandt ist. Insbesondere ist die zweite Seite einer zu filternden Suspension zugewandt und ausgesetzt. In einer Filterpresse 100 eingesetzt, kann die Membran 1 eine Filterkammer 10 begrenzen. Mit anderen Worten kann die zweite Seite der Membran 1 eine Wandung der Filterkammer 10 darstellen. Die Filterkammer 10 kann ferner durch eine weitere Filterplatte bzw. Membran gebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die Filterkammer 10 durch zwei Filterplatten gebildet. Die Filterplatten können dabei identisch ausgestaltet sein oder unterschiedlich ausgestaltet sein. Ferner weist die Membran 1 einen Membrankörper 3 auf, der aus Gummi gebildet ist. Der Membrankörper 3 weist einen Gleitabschnitt auf, der so ausgestaltet ist, dass er eine verringerte Anhaftung gegenüber Feststoffen 6 aufweist, als verglichen mit dem Membrankörper 3 ohne den Gleitabschnitt. In einer Ausführungsform ist der Gleitabschnitt 5 durch eine modifizierte Oberfläche des Membrankörpers 3 gebiltet. Durch den gezielten Einsatz von Bereichen auf der Membran 1 mit modifizierter Oberfläche kann das Kleben des Filterkuchens 11 an der Membran 1 verhindert werden. Ferner kann die Belastung der Membran 1 während eines Pressvorgangs der Filterpresse 100 durch erhöhte Scherkräfte eliminiert werden. Somit kann der Wartungsaufwand sowie Stillstandzeiten der Filterpresse 100 reduziert werden. Die für den Gleitabschnitt 5 eingesetzten Materialien oder Beschichtungen müssen sehr gut mit dem Material des Membrankörpers 3 verbindbar sein. Durch eine mgöliche elastische Verformbarkeit des Gleitabschnitts werden die elastischen Eigenschaften des Membrankörpers 3 nicht beeinträchtigt.
Der Gleitabschnitt kann also eine modifizierte Oberfläche des Membrankörpers 3 sein. Eine solche Modifizierung kann beispielsweise durch Verwendung eines Wirrfaservlieses aus PA6/66 bewirkt werden. Ferner kann an der Oberfläche eine Folie aus PE, PE-UHMW, PP, PES, PTFE und/oder PUR vorgesehen sein. Darüber hinaus kann durch Einsatz eines gleitfähig modifizierten Gummis, intern ausblühende Gleitmittel, wie beispielsweise Paraffine, Silikone oder eine oberflächige Strukturierung mittels Glaskugeln und/oder Glasfasern sowie Fasern aus PA und PES der Gleitabschnitt an dem Membrankörper 3 vorgesehen sein. Dadurch kann die Oberfläche so strukturiert werden, dass ein Anhaften des Filterkuchens 11 verhindert werden kann. Ferner kann eine Mikrooberfläche zum Einsatz kommen. Letztlich ist auch denkbar, Gleitlacke auf Basis von Silikon, TPU, Epoxidharz oder dergleichen zu verwenden.
Der Gleitabschnitt 5 kann dabei vollständig auf dem gesamten Membrankörper 3 angeordnet sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Gleitkörper 5 nur abschnittsweise auf dem Membrankörper 3 aufgebracht. Zudem kann der Gleitkörper 5 auf der ersten Seite der Membran 1 und/oder auf der zweiten Seite der Membran 1 vorgesehen sein. Ferner sind in 1 vier Stütznocken 7 sowie eine Trübebohrung 8 dargestellt. In einer weiteren Ausführungsform ist der Gleitabschnitt 5 angrenzend an die Trübebohrung 8 und/oder angrenzend an die Stütznocken 7 angeordnet. Dadurch kann speziell in diesen Bereichen verhindert werden, dass sich der Filterkuchen 11 an dem Membrankörper 3 ansetzt bzw. daran anhaftet.
2 ist ein Ausschnitt eines Querschnitts einer Filterplatte 2 mit einer Membran 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 2 ist die linke Seite der Figur der ersten Seite der Membran 1 zugeordnet und die rechte Seite der Figur der zweiten Seite der Membran 1. Mit anderen Worten kommen Feststoffe 6 (insbesondere ein Filterkuchen 11) von der rechten Seite mit der Membran 1 in Kontakt. Die Feststoffe 6 können dann den Filterkuchen 11 bilden. Der Gleitabschnitt 5 ist auf der Oberfläche des Membrankörpers 3 gebildet und weist eine verringerte Haftung zwischen Filterkuchen 11 und dem Gleitabschnitt 5 auf. Ferner sind Erhebungen 12 auf dem Membrankörper 3 gebildet, die den Filterkuchen 11 perforieren. Dadurch kann eine Kontaktfläche mit dem Filterkuchen erhöht werden, wodurch der Filterkuchen 11 besser entwässert werden kann. Die Membran 1 ist so an der Filterplatte 2 gehalten, dass sich die Membran 1 elastisch verformen kann. Genauer gesagt kann die Membran 1 gewölbt werden in Richtung des Filterkuchens 11, um diesen in der Filterkammer 10 zu pressen.
3 ist ein Ausschnitt eines Querschnitts einer Filterplatte 2 mit einer Membran 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Filterplatte 2 der 3 entspricht der in 2 dargestellten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass eine filternde Ebene von dem Membrankörper 3 beabstandet ist. Durch die Vorsprünge bzw. Erhebungen 12 ist ein Ablaufkanal für Filtrat, welches aus der zu filternden Suspension abgeschieden wird, gebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Gleitabschnitt 5 eine Auflage 9 auf, die auf den Erhebungen oder Vorsprüngen 12 aufliegt. Mit anderen Worten kommt der Filterkuchen 11 mit der Auflage 9 in Kontakt.
In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform, ist die Auflage 9 integral mit dem Membrankörper gebildet und ist von diesem nicht beabstandet.
Bei allen obigen Ausführungsformen weist der Gleitabschnitt zumindest eine Schichtdicke von 0,001 mm bis 10 mm auf. Bei einer zu bevorzugenden Ausführungsform weist der Gleitabschnitt 5 eine Schichtdicke von 0,1 mm bis 5 mm auf.
4 umfasst 4a bis 4d. In 4 wird schematisch ein Filterpressvorgang anhand von vier Stationen während des Vorgangs dargestellt. 4a stellt einen Zeitpunkt des Filterpressvorgangs dar, bei dem die Filterpresse 100 geschlossen ist. Mit anderen Worten sind die verschiedenen Filterplatten so miteinander in Kontakt, dass eine Vielzahl von Filterkammern 10 zwischen den Filterplatten 2 gebildet sind. Hierbei beginnt der Filterpressvorgang mit der Füllung der Filterkammern 10. Mit anderen Worten wird die Suspension in die Kammern 10 eingefüllt.
In 4b beginnt die Filterkuchenbildung. Die Flüssigphase dringt hierbei durch die filternde Schicht der Membran 1 hindurch und die Festphase wird auf einer Oberfläche zurückgehalten. Bei einer Ausführungsform kann diese Oberfläche direkt durch den Membrankörper 3 gebildet sein. Bei einer anderen Ausführungsform wird diese Oberfläche durch ein Filtertuch gebildet. Der Filterkuchen 11 wächst während des Filtervorgangs immer weiter an. Dabei steigt der Filtrationsdruck an und die Suspensionsflussrate sinkt ab.
4c stellt einen Zustand dar, bei dem der Filterkuchen 11 vollständig ausgebildet ist. Mit anderen Worten sind die Filterkammern 10 vollständig mit dem Filterkuchen 11 gefüllt. Um den Filterkuchen 11 noch weiter zu entwässern, kann sich die Membran 1 elastisch verformen und die Filterkammern 10 verkleinern. Dadurch kann der Filterkuchen 11 so zusammengedrückt werden, dass eine darin befindliche Flüssigkeit herausgedrückt und aus der Filterkammer 10 abgeleitet werden kann. Dies kann beispielsweise durch eine Druckkammer an der ersten Seite der Membran 1 bewerkstelligt werden. Dazu kann in diese Druckkammer (siehe 2) ein Druckmedium eingebracht werden, wodurch sich die Membran 1 in Richtung des Filterkuchens 11 verformt.
In 4d ist dann der letzte Schritt eines Filterpressvorgangs dargestellt. Hierbei wird die Filterpresse 100 geöffnet, so dass die einzelnen Filterplatten 2 auseinandergefahren werden, so dass diese nicht mehr in direktem Kontakt miteinander stehen. Dadurch werden die Filterkammern 10 geöffnet und der Filterkuchen 11 wird gravitationsgetrieben nach unten ausgetragen. Hierbei ist es besonders wichtig, dass sich der Filterkuchen 11, der unter besonders hohen Drücken gebildet worden ist, leicht von den Membranen 1 löst. Hierbei hilft der Gleitabschnitt 5, da dieser eine geringere Haftung zwischen Filterkuchen 11 und Membran gewährleistet. Dadurch kann der Filterkuchen 11 rasch aus der Filterkammern 10 ausgetragen werden, ohne die Membran 1 zu beschädigen.
Die Membran 1 wird vorzugsweise durch einen Vulkanisierungsprozess hergestellt. Dabei kann der Gleitabschnitt durch die Beschaffenheit des während des Vulkanisierungsprozesses verwendeten Rohlings gebildet werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Gleitabschnitt auch durch Hinzufügen einer Folie und/oder eines Vlies, vor der Vulkanisierung gebildet werden. Dabei kann beispielsweise eine Folie mit bestimmten Eigenschaften auf den Rohling eines Membrankörpers aufgelegt werden und zusammen mit diesem vulkanisiert werden. Nach dem Vulkanisierungsprozess kann der Membrankörper dann zumindest abschnittsweise den Gleitabschnitt aufweisen, so dass ein integrales Element gebildet ist. Dadurch lässt sich die Membran 1 besonders einfach und effizient herstellen.
Bezugszeichenliste

1: Membran
2: Filterplatte
3: Membrankörper
5: Gleitabschnitt
6: Feststoff
7: Stütznocke
8: Trübebohrung
9: Auflage
10: Filterkammer
11: Filterkuchen
12: Erhebung
13: Druckkammer
100: Filterpresse

Claims

Membran (1) für eine Filterplatte (2) einer Filterpresse (100), umfassend einen Membrankörper (3), der dazu ausgestaltet ist, eine Filterkammer (10) zu begrenzen, wobei der Membrankörper (3) zumindest abschnittweise einen Gleitabschnitt (5) aufweist, und wobei der Gleitabschnitt (5) des Membrankörpers (3) so ausgestaltet ist, dass er, gegenüber einem Abschnitt des Membrankörpers (3) ohne Gleitabschnitt (5), eine geringere Adhäsion zwischen dem Gleitabschnitt (5) und einem in der Filterkammer (10) befindlichen Feststoff (6), insbesondere einem Filterkuchen, aufweist.
Membran (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Membrankörper (3) so ausgestaltet ist, dass er elastisch verformbar ist.
Membran (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Membrankörper (3) zumindest eine Stütznocke (7) aufweist, und wobei der Gleitabschnitt (5) im Bereich angrenzend an die zumindest eine Stütznocke (7) vorgesehen ist.
Membran (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Membrankörper (3) eine Trübebohrung (8) aufweist, und wobei der Gleitabschnitt (5) im Bereich angrenzend and die Trübebohrung (8) vorgesehen ist.
Membran (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gleitabschnitt (5) gleitfähig modifiziertes Gummi, ein Gleitmittel, Silikon, einen Gleitlack und/oder Teflon umfasst.
Membran (1) gemäß Anspruch 5, wobei das Gleitmittel einen intern aus dem Membrankörper (3) ausblühenden Stoff, insbesondere ein Paraffin, umfasst.
Membran (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gleitabschnitt (5) eine strukturierte Oberfläche aufweist.
Membran (1) gemäß Anspruch 5, wobei der Gleitabschnitt (5) Fasern, Mikrostrukturen und/oder Kugelelemente aufweist, um die Oberfläche zu strukturieren.
Membran (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gleitabschnitt (5) eine Auflage (9) umfasst, die so an dem Membrankörper (3) angeordnet ist, dass sie während einem Betrieb der Membran (1) mit dem in der Filterkammer (10) befindlichen Feststoff (6) in Kontakt kommt, und wobei die Auflage (9) vorzugsweise eine Folie oder ein Vlies ist.
Membran (1) gemäß Anspruch 9, wobei die Auflage (9) PA6/66, PE, PE-UHMW, PP, PES, PTFE, PUR und/oder Teflon umfasst.
Filterplatte (2) für eine Filterpresse (100), wobei die Filterplatte (2) eine Membran (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer Membran (1), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Rohlings, und Vulkanisieren des Rohlings, um die Membran (1) mit einem Membrankörper (3), welche zumindest abschnittweise einen Gleitabschnitt (5) aufweist, zu erlangen, wobei der Gleitabschnitt (5) so ausgestaltet ist, dass er, gegenüber einem Abschnitt des Membrankörpers (3) ohne Gleitabschnitt (5), eine geringere Adhäsion aufweist.