DE19628183B4

DE19628183B4 - Verfahren zum Betrieb von Membran-Filterpressen in der Zuckerindustrie

Info

Publication number: DE19628183B4
Application number: DE19628183A
Authority: DE
Inventors: Leopold Briones
Original assignee: H Putsch GmbH and Co KG
Current assignee: H Putsch GmbH and Co KG
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2016-07-13
Also published as: DE19628183A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb von Membran-Filterpressen in der Zuckerindustrie, wobei zuckerhaltiger Dickschlammsaft oder Sirup gefiltert wird und in zuckerhaltiges Filtrat und Festmasse in Form von Filterkuchen getrennt wird, und zwar in folgenden Verfahrensschritten:
1. Filtration des Dickschlammsaftes oder Sirups in Membranfilterplatten, wobei das Filtrat abgeführt und der Filterkuchen in den Filterkammern festgehalten wird,
2. Pressen des Filterkuchens mittels Membranbetätigung,
3. Absüßung des Filterkuchens mittels heißem Wasser, welches durch den Filterkuchen geleitet und ganz oder teilweise dem Filtrat zugeführt wird,
4. Nachpressen des Filterkuchens mittels Membranbetätigung,
5. Trockenblasen des Kuchens mittels Druckluft,
6. Entleerung des die Trübe führenden Kanals entgegen Zuführrichtung zur Filterpresse in den Dickschlamm- oder Sirupbehälter,
7. Druckentlastung der Membranen der Filterplatten,
8. Trocknen des Trübkanals
9. Kuchenauswurf, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach dem 1. Verfahrensschritt ein Verfahrensschritt 1a vorgesehen wird, bei dem ein Teil der verfügbaren Absüßwassermenge zur Verdrängung des...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Membran-Filterpressen in der Zuckerindustrie, wobei zuckerhaltiger Dickschlammsaft oder Sirup gefiltert wird und in zuckerhaltiges Filtrat und Festmasse in Form von Filterkuchen getrennt wird.
Ein derartiges Verfahren ist im Stand der Technik bekannt. Es wird hierzu beispielsweise auf das Prospektblatt Putsch Filterpressen Ausgabe 1067, die DE 30 46 936 C2 und die DE 83 17 218 U1 verwiesen.
Solche Membran-Filterpressen werden in Zuckerrübenfabriken und Rohzucker-Raffinerien für fachgerechte Filtration, Absüßung und Trockenaustragung des carbonatierten Schlammes verwendet. Abgesehen von der Filtrationsleistung und Qualität des Filtrates, wird eine Membran-Filterpresse besonders an dem erzielten Trocknungsgrad und dem Restzucker des Filterkuchens bei möglichst geringstem Druckluft- und Wasserverbrauch gemessen.
Um diese Erfordernisse zu erfüllen, sind Membran-Filterpressen bekannt, die nach folgendem Verfahrensschema arbeiten.

1. Filtration Der Dickschlammsaft oder Sirup wird zwischen die Filterplatten der Membran-Filterpresse eingeführt, wobei das Filtrat abgeführt und der Filterkuchen in den Filterkammern zurückgehalten wird.
2. Vorpressen der Kuchen durch Membranbetätigung bei ca. 2,5 bar.
Zwischenpressen der Kuchen bei Membranbetätigung mit ca. 4,5 bar.
3. Absüßung der Kuchen mit heißem Wasser. Das heiße Wasser wird durch den Filterkuchen geleitet und dem Filtrat ganz oder teilweise zugeführt.
4. Nachpressen der Filterkuchen durch Membranbetätigung bei ca. 6,5 bar.
5. Trockenblasen des Filterkuchens mittels Druckluft.
6. Trübekanal-Entleeren (zum Schlammbehälter)
7. Entlüftung der Membran
8. Trocknen des Trübekanals
9. Kuchenauswurf

Das Absüßen in den Membran-Filterpressen erfolgt mittels heißem Wasser bei ca. 5 bar Druck, wobei das Wasser aus Bohrungen in der Membranplatte von oben in Richtung Druckplatte nach unten, quer durch dir Filtertücher und den Kuchen gedrückt wird.
Aus den Druckschriften DE 73 915 A , DE 41 323 A , DE 33 90 05 A und DE 34 01 83 A ist die Absüßung in Filterpressen entweder nach dem Gegenstrom- oder Kreuzstromprinzip bekannt.
Es hat sich gezeigt, daß je niedriger der Zuckergehalt des Kuchens nach dem Absüßen ist, desto leichter eine hohe Trockensubstanz im Kuchen zu erreichen ist.
Infolgedessen besitzt eine gute Absüßung eine hohe Priorität. Während eines Filtrationszyklus bleibt der Trübekanal voll mit dem zuckerhaltigem Saft/Schlammgemisch weitgehend unangetastet, bis er kurz vor Ende der Charge in die Pumpenvorlage zurückentleert wird. Durch den Saft/Schlammgemisch-Widerstand wird eine mögliche Überdehnung der Membrane im Einlaufbereich zum Trübekanal hin gemindert. Die Gefahr von Zuckerkontamination des abgesüßten Kuchens aus dem Trübekanal, vor allem beim Schritt "Trübekanal-Trocknen" wird in Kauf genommen.
In Zuckerraffinerien wird statt Schlamm mit 15% Zuckergehalt, Sirup mit 65% Zuckergehalt filtriert, so daß die Zuckerverluste im Kuchen für den Betreiber eine entscheidende Rolle bei der Anschaffung von Membran-Filterpressen spielen.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betriebsweise für eine Membran-Filterpresse zu schaffen, bei gleicher oder geringerer Absüßwassermenge eine Verbesserung der Entzuckerung des Filterkuchens zu erreichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass unmittelbar nachdem 1. Verfahrensschritt ein Verfahrensschritt 1a vorgesehen wird, bei dem ein Teil der verfügbaren Absüßwassermenge zur Verdrängung des Sirup-Schlammgemischs im Trübekanal zu den Filterkammern verwendet und dessen Volumen durch Wasser ersetzt wird, wobei das heiße Absüßwasser entgegen der Zuführrichtung des Sirup oder Schlamms in den Trübekanal mit einem Druck gepumpt wird, der dem Trübezufuhrdruck am Ende der Filtration gemäß Verfahrensschritt 1 entspricht.
Durch diesen Verfahrensschritt wird unmittelbar nach Ende des ersten Verfahrensschrittes „Filtration" ein Teil der verfügbaren Absüßwassermenge zur Verdrängung des Trübekanalinhalts (Sirup-Schlammgemisch) zu den Kammern benutzt und somit dessen Volumen durch Wasser ersetzt. Beispielsweise kann etwa 7% der verfügbaren Absüßwassermenge dazu benutzt werden. Das heiße Wasser wird in umgekehrter Richtung zum Sirup-Eingang in den Trübekanal gepumpt und zwar mit gleichem Druck wie am Filtrations-Ende, also mit ca. 6 bar.
Hierdurch wird eine Entlastung des Systems erreicht, welche auch zum Nachfüllen der Filterkammern durch erneutes Pumpen von Sirup/Schlammgemisch und Wiederholung des ersten Schrittes Anwendung finden kann.
Von größerer Bedeutung ist jedoch die Tatsache, daß vor jeglicher Membranabpressung eine wirkungsvolle Teilabsüßung durch die Mitte des Kuchens stattfindet. Die Folge davon ist eine deutliche Absenkung der Viskosität in den Kapillaren des Kuchens, die einen erhöhten Entzuckerungseffekt durch den nachträglichen Absüßungsvorgang ermöglicht. Die verursachte Verdünnung des Filtrates ist unbedeutend gering. Zur zusätzlichen Wassereinsparung kann bei diesem Schritt benutztes Absüßwasser mit niedrigem Brix angewendet werden. (Brix = Zuckergehalt in Gewichtsprozent des Absüßwassers).
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens ist in Anspruch 3 bezeichnet. Diese Verfahrensweise wird in Kombination als erfinderisch angesehen.
Durch die Saft-/Sirupverdrängung mit Druckluft wird der nasse Kuchen vor der Absüßung mit heißem Wasser soweit wie möglich von anhaftendem Saft/Sirup befreit. Dadurch wird die Einsparung von Absüßwsser begünstigt. Beide Vorgänge, also die Saft/Sirupverdrängung mit Druckluft und die Absüßung mit heißem Wasser sollen bei niedrigerem Membrandruck durchgeführt werden, um eine zu hohe Verdichtung des Kuchens zu vermeiden, was zu einer niedrigeren Durchlässigkeit führen würde.
Eine weiter bevorzugte verfahrenstechnische Maßnahme wird darin gesehen, daß zu Beginn des 3. Verfahrensschrittes die mit Filterkuchen gefüllten Kammern überflutet werden, und zwar mittels eines Teils der Absüßwassermenge.
Durch den relativ langsamen Wasserdurchfluß soll eine mögliche Senkung des Wasserspiegels zur Ausgangsseite der Kammern (Druckplattenseite des Kuchens) kompensiert werden.
Die Überflutung der mit Kuchen gefüllten Kammern während des Absüßens, d.h. komplette Benetzung des Kuchens mit Absüßwasser, wirkt sich positiv auf das Verfahren aus. Die Überflutung kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß ein entsprechendes Siphon in der Absüßwasserleitung am Ausgang des Filters eingebaut wird, mittels dessen sichergestellt ist, daß die Kammern vollständig gefüllt bzw. überflutet sind. Es werden dabei etwa 50% der verfügbaren Absüßwassermenge zur anfänglichen Überschwemmung der Kammern verwendet.
Bei der Filtration von konzentrierten Raffinerie-Sirup wird mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ein hervorragender Entzuckerungseffekt im Kuchen erzielt.
In der beigefügten Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Verfahrensschritte bei einer Membranpresse verdeutlicht.
Es zeigen:
1 bis 4 eine Filterpresse mit Membranplatten und Druckplatten bei unterschiedlichen Verfahrensstufen.
Die in der Zeichnung verwendeten Bezugszeichen gliedern sich wie folgt:
Mit 1 ist die Trübe bezeichnet, mit 2 das Filtrat der Membranplatte, mit 3 das Filtrat der Druckplatte, mit 4 Membranluft oder Wasser, mit 5 Absüßwasser, mit 6 Trockenluft, mit 7 Vorabsüßung, mit 8 Befüllung über Siphon, mit 9 Luft, mit 10 Pumpenvorlage, mit 11 Entlüftungsmembranen, mit A der Trübekanal, mit B die Kammer beziehungsweise der Filterkuchen, mit D die Druckplatte, mit M die Membranplatte. In der Schraffur ist die Druckplatte D diagonal von links oben nach rechts unten verlaufend schraffiert, die Membranplatte von rechts oben nach links unten verlaufend schrägschraffiert und die Kopf- beziehungsweise Endplatte ist mit Kreuzschraffur verdeutlicht.
In der 1 ist die Filtration gezeigt, während in 2 die Membranpressung, in 3 die Trocknung und in 4 die Absüßung verdeutlicht ist.
Zur Filtration wird die Trübe 1 über eine Anschlussleitung (bei 1) und die entsprechenden Lochungen in Druckplatte D und Membranplatte M in der oberen rechten Ecke zugeführt, wobei die Trübe jeweils in den Raum zwischen Druckplatte D und Membranplatte M einfließen kann. Das Filtrat der Membranplatte und das Filtrat der Druckplatte 2, 3 wird unten rechts an der Membranplatte M beziehungsweise unten links an der Druckplatte D abgeführt (bei 2 beziehungsweise 3), während an den anderen Eckbereichen Durchgangskanäle für das Filtrat in der Druckplatte D beziehungsweise in der Membranplatte M ausgebildet sind.
Der Trübekanal A ist in der Darstellung oben in den Zeichnungsfiguren gezeigt, wobei zwischen den Druckplatten D, Membranplatten M und Kopf- beziehungsweise Endplatten der Filterkuchen B in der entsprechenden Kammer abgesetzt wird. Nach Beendigung des Filtrationsvorganges erfolgt mit heißem Wasser eine Vorabsüßung, wobei entsprechend der Darstellung in 1 das Ventil im Trübezulauf (bei 1) geschlossen wird und das Ventil 7 zum Zulauf der Vorabsüßung geöffnet wird. Hierbei wird ein Teil der verfügbaren Absüßwassermenge bei 7 zugeführt und zur Verdrängung der Trübe im Trübekanal A verwendet, wobei dessen Volumen durch Wasser ersetzt wird. Das heiße Absüßwasser wird entgegen der Zuführrichtung der Trübe (von 1 her) mit etwa gleichem Druck gepumpt, wie dem Trübezufuhrdruck am Ende der Filtration entspricht.
Anschließend erfolgt eine Membranpressung (Vorpresssen der Filterkuchen B durch Membranbetätigung bei ca. 2,5 bar und nachfolgendes Zwischenpressen der Filterkuchen B durch Membranbetätigung mit ca. 4,5 bar), wie dies in 2 verdeutlicht ist.
Anschließend erfolgt eine Sirup-Saftverdrängung (Trocknung) mittels Druckluft, die anhand von 3 jedoch Ventil 8 zu, verdeutlicht ist. Nachfolgend kann nochmals eine Zwischenpressung des Filterkuchens B gemäß 2 erfolgen. Nachfolgend erfolgt eine Absüßung, wie in 4 verdeutlicht mit einem ersten Absüßungsintervall, wobei das Ventil 3 geschlossen und das Ventil 8 geöffnet ist, so daß eine Überflutung der Membranpresse erfolgt, weil der Pegelstand bezüglich des Ventiles 8 höher ist als die Höhe der Kammern. Nachfolgend folgt das zweite Absüßungsintervall, bei dem das Ventil 3 geöffnet ist und das Ventil 8 geschlossen ist. Anschließend erfolgt nochmals ein Nachpressen entsprechend 2, wobei dann nachfolgend der Kuchen B trockengeblasen wird, wie aus 3, jedoch Ventil 8 zu, ersichtlich.
Anschließend wird der Trübekanal entleert, wobei gemäß 1 das Ventil 9 geöffnet und das Ventil 1 geschlossen ist, das Ventil 10 zur Pumpenvorlage hin offen ist und die Ventile 2 und 3 geschlossen sind.
Nachfolgend erfolgt eine Entlüftung der Membranen gemäß 2, wobei das Ventil 4 geschlossen und das Ventil 11 geöffnet ist.
Danach erfolgt eine Trocknung des Trübekanals, wobei gemäß 2 das Ventil 4 geschlossen, die Ventile 11 und 9 geöffnet und die Ventile bei 2 und 3 geöffnet sind. Nachfolgend erfolgt schließlich der Kuchenauswurf durch das Auseinanderfahren von Druckplatte D und Membranplatte M.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Claims

Verfahren zum Betrieb von Membran-Filterpressen in der Zuckerindustrie, wobei zuckerhaltiger Dickschlammsaft oder Sirup gefiltert wird und in zuckerhaltiges Filtrat und Festmasse in Form von Filterkuchen getrennt wird, und zwar in folgenden Verfahrensschritten: 1. Filtration des Dickschlammsaftes oder Sirups in Membranfilterplatten, wobei das Filtrat abgeführt und der Filterkuchen in den Filterkammern festgehalten wird, 2. Pressen des Filterkuchens mittels Membranbetätigung, 3. Absüßung des Filterkuchens mittels heißem Wasser, welches durch den Filterkuchen geleitet und ganz oder teilweise dem Filtrat zugeführt wird, 4. Nachpressen des Filterkuchens mittels Membranbetätigung, 5. Trockenblasen des Kuchens mittels Druckluft, 6. Entleerung des die Trübe führenden Kanals entgegen Zuführrichtung zur Filterpresse in den Dickschlamm- oder Sirupbehälter, 7. Druckentlastung der Membranen der Filterplatten, 8. Trocknen des Trübkanals 9. Kuchenauswurf, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach dem 1. Verfahrensschritt ein Verfahrensschritt 1a vorgesehen wird, bei dem ein Teil der verfügbaren Absüßwassermenge zur Verdrängung des Sirup-Schlammgemischs im Trübekanal zu den Filterkammern verwendet und dessen Volumen durch Wasser ersetzt wird, wobei das heiße Absüßwasser entgegen der Zuführrichtung des Sirup oder Schlamms in den Trübekanal mit einem Druck gepumpt wird, der dem Trübezufuhrdruck am Ende der Filtration gemäß Verfahrensschritt 1 entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Verfahrensschritt 1a der Verfahrensschritt 1 optional nochmals anschließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verfahrensschritten 2 und 3 ein Verfahrensschritt 2a angewandt wird, bei dem Sirup/Saft aus dem Filterkuchen mittels Druckluft verdrängt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn des 3. Verfahrensschrittes die mit Filterkuchen gefüllten Kammern überflutet werden, und zwar mittels eines Teils der Absüßwassermenge.