DE1917306A1

DE1917306A1 - Kerzenfilter,insbesondere zur Filtration von Zuckersaeften

Info

Publication number: DE1917306A1
Application number: DE19691917306
Authority: DE
Inventors: Klaus Herdzin; Gerhard Kaufels
Original assignee: CPC Maizena GmbH
Current assignee: CPC Maizena GmbH
Priority date: 1968-04-09
Filing date: 1969-04-03
Publication date: 1970-01-29
Also published as: GB1267841A; DE6913651U; AT295433B; ES365782A1; NL6905176A; FR2005887B1; FR2005887A1; BE731217A

Description

Kerzenfilter, insbesondere zur Filtration von Zuckersäften

Die Erfindung betrifft Kerzenfilter, insbesondere zur Filtration von Zuckersäften mit einem zylindrischen Stützkörper für das Filtertuch, das unter Zwischenschaltung Abstand haltender Mittel, auf denen das Filtertuch mit punkt- oder linienförmiger Berührung aufliegt, die Zylinderwandung der Stützkörper umspannt.

Rohsäfte für die Zuckergewinnung, beispielsweise Stärkezuckersäfte, werden durch die Raffination von vorhandenen Verunreinigungen befreit. Die in den Säften fein verteilten, kolloiden Bestandteile werden mit einem Adsorptionsmittel, wie Aktivkohle oder ein ähnlich wirkendes Filterhilfsmittel, behandelt und von diesem adsorbiert. Nach der Behandlung werden die gereinigten Säfte mechanisch durch Filtration wieder von den Adsorbentien getrennt.

Zur Filtration der Zuckersäfte werden häufig Kerzenfilter benutzt. Die herkömmlichen Kerzenfilter bestehen in der Regel aus einem druakfesten Behälter, in dem die einzelnen Silterkerzen untergebri.oht sind. Die Kerzen sind als zylindrische Hohlkörper *i% gelochter Wandung ausgebildtt. Üblich

BAD ORIGINAL

_ 2 - .·-■.■■■-■

sind z.B. keramische Kerzen, Stab-Stahlkerzen mit Filtrat-Einlauföffnungen, Drahtgewebekerzen mit einem den Stahlmantel umschließenden Filtertuch oder Drahtspiralkerzen. Neuerdings " _;. werden auch Kerzen aus gesinterten, porösen Metallen verwendet. Die geklärte Flüssigkeit tritt durch öffnungen oder Poren in der Zylinderwandung in das Innere der Kerzen und strömt infolge der Druckdifferenz zwischen dem Behälter-Innenraum und dem Filtrat-Austritt über einen Filtrat-Sammelraum aus dem Filter ab. .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schwierigkeiten zu beheben, die beim Arbeiten mit den herkömmlichen Kerzenfiltern hinsichtlich der Dauer des Trüblaufs, der gleichmäßigen Anschwemmung des Filterkuchens, der Abreinigung der Kerzen und der Standzeit des Filters auftreten.

Zu. diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß der Stützkörper als allseitig geschlossener zylindrischer Körper aus- : gebildet ist und die auf der Außenseite des; Stützkörpers angeordneten, das Filtertuch in geringem Abstand haltenden Mittel mit axialen Strömungswegen zur Abführung des Filtrates und zur Zuführung des Reinigungsmediums an einem oder beiden Enden . des Stützkörpers versehen sind. _;

Dadurch, daß ein als Strumpf ausgebildetes, straff sitzendes Filtertuch über die Abstandshalter gespannt ist, wird zwischen Kerze und Filtertuch ein bis zu wenigen Millimetern breiter spaltförmiger Baum gebildet. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Filterkerzen tritt das FiItrat beim Arbeiten mit den erfindungsgemäßen Kerzen nicht in das Innere der Kerzen ein, sondern es strömt in axialer Richtung durch den spaltförmigen Raum am Zylindermantel entlang und wird am Ende des Stützkörpers über ein glockenförmiges Kopfstück zum Filtratsammler geführt. Hierdurch werden gegenüber der Arbeitsweise mit herkömmlichen Filterkerzen erhebliche Torteile erzielt. ' ·

009685/1014 ■ *

BAD ORIGINAL

Beim Anschwemmen des mit einem Adsorptionsmittel behandelten Zuckersaftes tritt dieser zunächst durch das Filtertuch und verursacht solange einen Trablauf des Filtrats, bis sich aus den Feststoffteilchen eine Filterschicht (Filterkuchen) aufgebaut hat, die nur die Flüssigkeit durchlaßt. Die durch das Filtertuch hindurchgetretenen Feststoffteilchen gelangen bei den herkömmlichen Kerzen ins Innere der Kerze und werden vom nachfolgenden. Filtrat mitgenommen (Trüblauf)· Ausschlaggebend für die Dauer des Trüblaufs ist einerseits ein schneller Aufbau des Filterkucliens, andererseits die Verweilzeit der Feststoff teilchen im Filtrat-Abführsystem.

Die Verweilzeit ist vom Inhalt dieses Systems, d.h. bei den herkömmlichen Kerzen vor allem vom Kerzeninhalt abhängig. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung fehlt dieser Totraum, die Feststoffpartikel fließen sofort dem FiItrat-Sammler zu. Die neuartige Filtratführung ergibt eine gleichmäßige Anschwemmung des Adsorptionsmittels und führt zu einem raschen Aufbau eineslockeren Filterkuchens. Dadurch wird die Dauer des Trüblaufs reduziert und die Leistung des Filters gesteigert.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Filters ist darin zu sehen, daß die Abreinigung der Kerzen nach erfolgter Anschwemmung des Filterkuchens bei den herkömmlichen Kerzen problematisch ist. Von. der Abreinigung hängt die Standzeit des Filters und davit der Wartungsaufwand ab. Eine ungenügende Abreinigung führt zu einem schnellen Verstopfen des Filtertuchee« .die Folge ist eine Iieistungseinbuße des Filters. Es ist bekannt, im Inneren der Filterkerze ein zentrales Luftztiführungsrohr mit Austrittsöffnungen am unteren Ende vorzusehen, durch das von unten her ein gasförmiges Medium eingeführt wird, das als Bläschenstrom parallel zur Filterkuchenoberfläche im Kerseninneren aufsteigt und die Abhebung des Filterkucliens bewirkt. Hierbei besteht aber die Gefahr, daß zunächst am unteren Ende der Filterkuchen abgehoben wird und das Medium bereits am unteren Kerzenende austritt. Weiterhin ist zur

909885/1014 ~ ~

BAD ORIGINAL

Milling des gesamten Kerzeninneren eine große Menge des Mediums erforderlich.» Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich eine Atireinigung von innen her auf einfache "Weise .mit einer . sehr geringen Menge Waschflüssigkeit, Heißiirasser, Dampf, Luft und dergleichen durchführen. Dies wird dadurch ermöglicht, daß am oberen Ende der Filterkerze ein glockenförmiges Kopfstück als Zu- bzw* Abfluß angebracht ist«= Die Kerze wird mit der Waschflüssigkeit oder dergleichen über das Kopfstück von oben, d.h. parallel zum filtertuch beaufschlagt«,

Infolge des konstanten Druckaufbaus der Waschflüssigkeit zwischen dem !Filtertuch und Kerzenmantel wird eine gleich= mäßige Spülung des gesamten Tuchs erreicht,, Der geringe freie Q-uerschnitt zwischen■Filtertuch und Zylindermantel, der nur bis zu wenigen I¹Ii Hirne tern beträgt, ermöglicht eine stoßweise Abreinigung mit wenig Waschflüssigkeit, die durch Druckluft^ stoße wirkungsvoll unterstützt werden kann.

Bei den herkömmlichen Kerzen strömt die Waschflüssigkeit zunächst ins Innere der Kerze und dann durch die Filtrat-Eintrittsöffnungen zum FiItertuch_β Σβ erfolgt nur an diesen Stellen eine örtlich intensive Spülung, während eine gleichmäßige Spülung des gesamten Filtertuchs nur durch große Waschwassermengen möglich ist. Ein stoßweises Abreinigen läßt sich bei den bekannten Kerzen kaum erreichen, da wegen des großen Kerzeninhaltes die erforderlichen Druckstöße im Innern der Kerze größtenteils verpuffen.

Die Anordnung des Filtrat-Sammelraumes, der"üblicherweise"als separate Kammer oberhalb des Kerzen-Behälters ausgebildet ist» hat den Nachteil, daß der Zwischenboden druckfest ausgebildet sein muß. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtimg kam auf den Zwischenboden verzichtet werden, da der Filtrafc-Saffimler in den Druckbehälter mit einbezogen wird. Die Kerzen werden an einen Kingsammler mittels einer Bohrverschraubung öder eines Senneliverschlusses befestigt, von dem aus das Fi!trat durch ein oder

90 9885/ 10Vi

BAD ORIGINAL

mehrere strömungsgünstig anzuordnende Filtratrohre dem Fiitrat-Austrittsrohr zugeführt wird* Der Hingsammler kann entsprechend der Kerzanzahl aus einem oder mehreren Eohrringen bestehen, die miteinander durch beispielsweise sternförmig ausgebildete Querrohre verbunden sind.* Der Ringsammler mit den daran befestigten Kerzen läßt sich nach Lösen der Rohrverschraubung oder anderer Schnellverschlüsse sum liltrat-Auslaßrohr aus dem Behälter herausnehmen.

Um ein schnelles Zusammenfügen des filtrat-Sammelrohres mit dem am Behältermantei fest verschweißten filtrat-Auslaßrohr zu ermöglichen, kann der Ringsammler mit einigen V-förmig ausgeschnittenen Paßstücken bzw» Zentrierungen versehen werden, die sich beim Herunterlassen des Ringsammlers mit den daran befestigten Kerzen an entsprechende Gegenstücke an der Behälterwand anpassen.

Ihirch die Zeichnungen soll das Kerzenfilter gemäß der Erfindung näher erläutert werden.

Figur 1 stellt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Filterkerze dar«

Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch das glockenförmige kopfstück der erfindungsgemäßen Filterkerze.

Figur 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine zusammengebaute Filtervorrichtung.

Figur 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 3.

Figur 5 ist eine Draufsieht auf den Filtrat-Ringsammler.

Die jfilterkerze besteht aus einem zylindrischen Körper oder Hohlkörper 1, der allseitig geschlossen ist. Auf seiner Wandung ist ein Stützgewebe 2 befestigt, über das ein als Strumpf ausgebildetes, straff sitzendes Filtertuch 3 gespannt ist.

₈₈₅/₁014 - ^:

Dadurch wird zwischen der Kerze 1 und dem Filtertuch 3 ein "bis zu wenigen Millimetern breiter, spaltförmiger Raum gebildete Das Stütsgewebe 2 kann entfallen, wenn durch entsprechende Aus·= bildung der Oberfläche des zylindrischen Körpers 1 zwischen Kerze und Filtertuch ein bis zu wenigen, vorzugsweise nicht mehr als etwa 5 Millimetern breiter₉ spaltförmiger Hauia gebildet wirdc Dies kann ζ.B₀ durch Längsrillung oder Kombination von Längs- und Querrillung der ZyIInderwandung (Noppen), durch mechanische Bearbeitung oder Jede andere Art der Verformung erreicht v/erden, wodurch Erhöhungen zur Abstandhaltung des Tuches und Kanäle für die Filtratführung entstehen, die eine Hauptströmungsrichtung des Filtrates zum Kopfstück der Kerze sichern. Im übrigen ist der spaltförmige_? den Hohlkörper umgebende Raum unten durch den Boden des Hohlkörpers abgeschlossen, der in der Breite des spaitförmigen Raumes übersteht«, Am oberen Ende der Filterkerze ist ein glockenförmiges Kopfstück 4- als Zu» bzw» Abflußrohr angebracht«, Mittels Distanzstücken 5 wird die Verbindung zwischen Kerzenkörper 1 und dem glockenförmigen Kopfstück 4- hergestellt (Fig.2) „

Der Filterstrumpf 5 wird durch eine Bandschnalle oder Klemmvorrichtung 6 am glockenförmigen Kopfstück 4- befestigt. Ein Abrutschen wird durch die wulstförmige Ausbildung 7 des unteren Kopfstückrandes verhindert.

Durch eine Rohrverschraubung 8 oder mehrere geeignete Schnallverschiüsse wird die Kerze mit dem Ringsammler 9 (Fig. 5) verbunden.

Figur 3 veranschaulicht den Einbau der neuen Filterkerzen in den Druckbehälter einer Filtriervorrichtung. Durch zwei an der Behälterwand angebrachte V-förmig ausgebildete Aufnahmepratzen 10 und die Hohrverschraubung 11 am FiItrat-Ausgangsrohr wird eine 3-Punktauflage und Zentrierung des Ringsammlers 9 und somit des gesamten daran aufgehängten Kerzenbündels erreicht.

In Figur 4· ist aas ebenfalls V-förmig ausgebildete Gegenstück 12 zur Aufnahmepratze 10 dargestellt..

Figur 5 seigt die Draufsicht des aus zwei Rohrringen bestehenden Ringsammlers 9. Die Rohrringe sind durch sternförmig angeordnete Querrohre 13 miteinander verbunden.

90 98 8 5/10 14

BAD ORIGINAL

Claims

Anspruch e

Kerzenfilter, insbesondere zur Filtration von Zuckersäften, mit einem zylindrischen Stützkörper für das Filtertuch,, das unter Zwischenschaltung Abstand haltender Mittel, auf denen das Filtertuch mit punkt- oder linienförmiger Berührung aufliegt, die Zylinderwandung des Sttitzkörpers umspannt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (1) als allseitig geschlossener zylindrischer Körper ausgebildet ist und die auf der Außenseite des Stützkörpers angeordneten, das Filtertuch (3) in geringem Abstand haltenden Mittel (2) mit axialen Strömungswegen zur Abführung des Filtrates und zur Zuführung des Eeinigungsmediums an einem oder beiden Enden des Stütskörpers versehen sind.

2. Kerzenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper (l) an seinem oberen Ende mit radialem Abstand von einem glockenförmigen Kopfstück (Φ) übergriffen wird, das über auf dem Umfang verteilt angeordneten Abstandstücke (5) mit dem zylindrischen Stützkörper vex'bunden ist.

5. Kerzenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtertuch (3) mit seinem oberen Ende außen auf dem glockenförmigen Kopfstück befestigt ist«.

4. Kerzenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß der Stützkörper als glatter zylindrischer Körper, (l) ausgebildet ist, und daß auf seiner Außenfläche ein Stützgewebe (2) mit einer Dicke von vorzugsweise nicht mehr als etwa 5 mm angeordnet ist.

5. Kerzenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennseiclinet, daß die Stützmittel für das Filtertuch durch"-zweclientsprechende Gestaltung der äußeren Oberfläche des zylindrischen Körpers, vorzugsweise durch. Rillung in axialer Richtung gebildet sind.

. 909Ö65/10U _—-___—

BAD OBIQINÄL

6. Filtervorrichtung mit mehreren Kerzenfiltern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerzenfilter mit ihrem glockenförmigen Kopfstück (4) an ein oder mehrere innerhalb des Druckbehälters liegende Sammelrohre (5) angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere ringförmige Sammelrohre (9) konzentrisch zueinander angeordnet und durch sternartig verlaufende Querrohre (13) miteinander zu einem im ganzen aus dem Druckbehälter herausnehmbaren Bingsammler verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der Behälterwand hakenförmige Aufnahmepratzen (30) für den Hingsammler angeordnet sind, der an seiner Unterseite damit in Eingriff kommende Stützflächen (12) mit V-förmigem Einschnitt aufweist.

9885/1014