DE202004012174U1 - Filtermodul und Vorrichtung zur statischen Filtration von Flüssigkeiten - Google Patents

Filtermodul und Vorrichtung zur statischen Filtration von Flüssigkeiten Download PDF

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    • B01D25/00Filters formed by clamping together several filtering elements or parts of such elements
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Abstract

Filtermodul (1) zur statischen Filtration von Flüssigkeiten aus zwei über Verbindungsmittel (2) miteinander verbundenen Endkappen (3, 3') und aus einem dazwischen gepresst angeordneten Stapel kongruenter flächiger Zuschnitte (4) mit mindestens einem im Inneren des Filtermoduls (1) angeordneten Kanal (5), der durch entsprechende Öffnungen (6) in den Zuschnitten und mindestens einer (7) der Endkappen (3, 3') gebildet ist, wobei die Zuschnitte wenigstens eine Abfolge bilden aus drainierenden Abstandshalterschichten (8, 8') mit dazwischen angeordneten Tiefenfilterschichten (9) und wobei die Abstandshalterschichten (8, 8') randseitig über für Flüssigkeiten undurchlässige Dichtmittel (10, 10') verfügen, welche alternierend am äußeren Umfang oder am inneren Umfang zu dem mindestens einen Kanal (5) hin vorhanden sind und sich die Dichtmittel (10, 10') in den Ebenen der Abstandshalterschichten (8, 8') und über eine Breite (11) erstrecken, die mindestens der Höhe (12) der benachbarten Filterschicht entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Filtermodul und eine Vorrichtung zur statischen Filtration von Flüssigkeiten unter Verwendung flächiger Zuschnitte aus Abstandshalterschichten und dazwischen angeordneter Tiefenfilterschichten.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist verwendbar zur Entfernung von Stoffen aus Flüssigkeiten durch statische Filtration, insbesondere zur Klarfiltration und Sterilfiltration in den Bereichen der Lebensmittel-, Getränke- Pharma- und Chemie-Industrie, sowie im Bereich der Umwelttechnik. Die Entfernung der Stoffe erfolgt vorzugsweise mit einem Filtermodul und einer Vorrichtung, mit denen eine Vielzahl parallel verlaufender statischer Filtrationen durchführbar ist.
  • Unter Tiefenfilterschichten werden planare Schichten verstanden, die aus faserhaltigen Filtermaterialien, aufgebaut sind und gegebenenfalls Zusatzstoffe enthalten können.
  • Filtermodule und Vorrichtungen zur statischen Filtration von Flüssigkeiten unter Verwendung flächiger Zuschnitte aus Abstandshalterschichten und dazwischen angeordneter Tiefenfilterschichten sind bekannt. Die deutsche Patentanmeldung B17034 IV/12d, ausgelegt am 15.10.53 beschreibt ein Filtermodul, dass aus einem Stapel gepresst gehaltener Zuschnitte von Tiefenfilterschichten oder gepresst gehaltener Zuschnitte aus Leitscheiben und dazwischen angeordneter Tiefenfilterschichten besteht. Die Zuschnitte der Leitscheiben oder der Tiefenfilterschichten haben Aussparungen zur Zuführung und Aufnahme von zu filtrierender Speiseflüssigkeit und zur Aufnahme und Abführung von Filtrat. Nachteilig ist, dass die Zuführung von Speiseflüssigkeit aus einem den Stapel umgebenden Ringraum über relativ kleine Durchbrechungen im äußeren peripheren Bereich und die Abführung von Filtrat über relativ kleine Durchbrechungen im inneren Umfangsbereich der jeweiligen Aussparungen erfolgt, was zu die Filtrationsleistung vermindernden Druckverlusten führt. Nachteilig ist weiter, dass die Aussparungen in den Tiefenfilterschichten die Filtrationsleistung durch Verlust an Filterfläche verringert. Darüber hinaus besteht ein weiterer Nachteil darin, dass bei Verwendung von in der Speiseflüssigkeit quellfähigen Tiefenfilterschichten die Aussparungen durch die Quellungen des Filtermaterials zumindest teilweise verstopfen, was bis zur Blockierung der Filtration führen kann.
  • Die EP 1 104 331 B1 beschreibt ein Filtermodul mit Lagen aus Tiefenfilterschichten von fasrigem Filtermaterial, zwischen denen Abstandselemente aus drainierenden Schichten angeordnet sind. Die drainierenden Schichten und die Tiefenfilterschichten sind spaltfrei aufeinander gestapelt und die drainierenden Schichten sind wechselseitig zum Filtrat-/Unfiltratraum mittels Dichtelementen abgedichtet. Die drainierenden Schichten weisen am jeweils anderen Übergang zum Unfiltrat-/Filtratraum Durchflusselemente auf und die Dichtelemente und die Durchflusselemente haben Mittel zum gegenseitigen Verbinden. Nachteilig ist, dass auch die Tiefenfilterschichten entsprechende zum Filtratraum weisende Dichtelemente aufweisen müssen, wodurch die Filtermodule verteuert werden. Nachteilig ist weiterhin, dass die Durchflusselemente den Ein- und Auslass von Speiseflüssigkeit und Filtrat behindern und zu Druckverlusten führen, sowie der komplizierte Aufbau der Dichtelemente und Durchflusselemente mit den Mitteln, wie Vorsprünge, Ringe, Noppen oder dergleichen zum gegenseitigen Verbinden. Derartige Mittel können zu Beschädigungen der Filterschichten und damit zu unzulässigen Durchbrüchen ungefilterter Speiseflüssigkeit führen, insbesondere wenn zusätzlich zu den Tiefenfilterschichten empfindliche Filterschichten verwendet werden.
  • Die EP 1 112 114 B1 beschreibt ein Filtermodul mit Sammler-Nerteilerschichten für Filtrat und Unfiltrat, zwischen denen jeweils mindestens eine Filterschicht aus Tiefenfiltermaterial angeordnet ist. Die Filterschichten und die Sammler-Nerteilerschichten sind spaltfrei aufeinander geschichtet, und sie sollen aus demselben Basismaterial gefertigt sein, unterschiedliche Durchlässigkeit und/oder Abscheidegrade aufweisen und wechselseitig zu dem Filtrat-/Unfiltratraum mittels Dichtelementen abgedichtet sein. Die Dichtelemente sind aus derjenigen Filterschicht mit dem höchsten Abscheidegrad oder aus mit Harz getränkter Filterschicht gefertigt oder sie stellen Formteile dar, die Mittel zum gegenseitigen Verbinden aufweisen. Nachteilig ist, dass wertvolle Filterschichten für die Fertigung der Dichtelemente verwendet werden, wodurch auch Filterfläche verloren geht oder das zusätzliche Formteile als Dichtelemente verwendet werden, die darüber hinaus noch Mittel zum gegenseitigen Verbinden aufweisen müssen, was zu einer kostenaufwendigen Fertigung der Filtermodule führt.
  • In der WO 01/83077 A1 wird ein Filtermodul beschrieben, mit Lagen aus Tiefenfilterschichten zwischen Stützschichten, wobei zwischen den Tiefenfilterschichten und den Stützschichten benachbart zum Auslass für Filtrat eine erste Dichtung vorhanden ist und zwischen den Tiefenfilterschichten und den Stützschichten benachbart zum Einlass für Speiseflüssigkeit eine zweite Dichtung vorhanden ist. Die Dichtung wird erzeugt, in dem eine auf den Stützschichten angebrachte, spitz umlaufende Dachwulst (englisch: knife) in die benachbarte Tiefenfilterschicht gepresst wird. Nachteilig ist, dass das Filtermaterial beim unsachgemäßen Einpressen der Wulst zerstört werden kann, das Totvolumen des Moduls erhöht wird und die Stützschichten mit den Dachwülsten kostenaufwendig hergestellt werden müssen.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Filtermodul und eine Vorrichtung zur statischen Filtration von Flüssigkeiten unter Verwendung von Tiefenfilterschichten bereitzustellen, welche aus einfachen und wenigen Bauteilen bestehen, sowie eine hohe Filtrationssicherheit gewährleisten.
  • Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Das erfindungsgemäße Filtermodul besteht aus zwei über Verbindungsmittel miteinander verbundenen Endkappen und aus einem dazwischen gepresst angeordneten Stapel kongruenter flächiger Zuschnitte mit mindestens einem im Inneren des Filtermoduls angeordneten Kanal, der durch entsprechende Öffnungen in den Zuschnitten und in mindestens einer der Endkappen gebildet ist. Die Zuschnitte bestehen aus mindestens einer Abfolge drainierender Abstandshalterschichten mit dazwischen angeordneten Tiefenfilterschichten. Die Abstandshalterschichten verfügen randseitig über für Flüssigkeiten undurchlässige Dichtmittel, welche alternierend am äußeren Umfang oder am inneren Umfang zu dem mindestens einen Kanal hin vorhanden sind. Erfindungswesentlich ist, dass sich die Dichtmittel in den Ebenen der Abstandshalterschichten und über eine Breite erstrecken, die mindestens der Höhe des Zuschnittes der benachbarten Tiefenfilterschicht entspricht. Dadurch ist nämlich gewährleistet, dass die zu filtrierende Speiseflüssigkeit über die gesamte Fläche der Tiefenfilterschichten hinweg mindestens einen Weg durch die Tiefenfilterschicht zurücklegen muß, welcher der Dicke der Tiefenfilterschicht im fertigen Filtermodul entspricht und keine Kurzschlüsse im Bereich der Kanten auftreten können, was zu einem Durchbrechen der abzutrennenden Stoffe führen würde. Bei der herrschenden Druckdifferenz zwischen dem äußeren Raum um das Filtermodul herum für Speiseflüssigkeit und dem Filtratraum für Filtrat dringt die Speiseflüssigkeit überwiegend in die offene drainierende Abstandshalterschicht ein, passiert die Tiefenfilterschichten und wird über die drainierende Abstandshalterschicht in den Filtratraum geleitet und über den Auslaß für Filtrat aus dem Gehäuse der Filtervonichtung abgeleitet.
  • Für den Aufbau eines erfindungsgemäßen Filtermoduls sind somit lediglich zwei Arten von Zuschnitten erforderlich, Zuschnitte an Tiefenfilterschichten und Zuschnitte an Abstandshalterschichten, wobei letztere mit einem Dichtmittel entweder am äußeren Umfang oder am inneren Umfang zu dem mindestens einen Kanal hin ausgestattet sind. Dadurch, dass die Dichtmittel in der Ebene der Abstandshalterschichten liegen, sind Verletzungen der benachbarter Tiefenfilterschichten oder anderer Filterschichten, wie z.B. Membranfilterschichten ausgeschlossen. Durch die Dichtmittel wird kein oder kein wesentliches zusätzliches Totvolumen hervorgerufen.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, dass im Bereich der Kanten der Tiefenfilterschicht dann kein Kurzschlussweg für die zu filtrierende Speiseflüssigkeit entsteht, und diese einen kürzeren Weg als die Höhe der Tiefenfilterschicht in ihr zurücklegt, wenn in den Abstandshaltern die Dichtmittel eine Breite aufweisen, die der Höhe der Tiefenfilterschicht entspricht. Das hat seine Ursache offenbar darin, daß zum Einen die Druckdifferenz mit der Länge des Einströmkanals in der Abstandshalterschicht in Richtung Filtratraum abnimmt und der Filtrationswiderstand in der Tiefenfilterschicht in den Kantenbereichen so hoch ist, dass er durch bei der an diesen Orten herrschenden Druckdifferenz durch die Speiseflüssigkeit nicht mehr überwunden werden kann und zum Anderen die Filterschicht benachbart zu den Dichtmitteln durch das Zusammenpressen der Tiefenfilterschichten und gegebenenfalls durch das Quellen der Tiefenfilterschichten in der Speiseflüssigkeit so weit verdichtet ist, dass kein Filtrat über die dem Filtratraum benachbarte Kante der Tiefenfilterschicht in diesen übertreten kann, sondern zwangsweise über den Abstandshalter in den Filtratraum eintreten muß, wobei die Speiseflüssigkeit einen Weg zurücklegt, der nicht kürzer ist als die Höhe der Tiefenfilterschicht.
  • Vorzugsweise haben die Dichtmittel die gleiche Höhe wie die Abstandshalterschichten. Die Dichtmittel können aber auch in den Ebenen der Abstandshalterschichten höher sein als die Abstandshalterschicht, vorzugsweise wenigstens 10 µm. Das ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Tiefenfilterschichten über raue Oberflächen verfügen oder wenn stark partikelhaltige Speiseflüssigkeiten zu filtrieren sind.
  • Die Dichtmittel bestehen aus einem dauerelastischen Material. Sie werden separat vor dem Zusammenfügen des Filtermoduls in dem Fachmann geläufiger Weise in flüssiger Form in die Abstandshalterschichten eingebracht und ausgehärtet. Vorzugsweise besteht das dauerelastische Material aus einem Silikon- oder aus einem Polyurethankunststoff. Die Abstandshalterschichten bestehen aus durch Fasern oder Drähte gebildeten Zuschnitten, wobei die Zuschnitte als Gewebe, Gewirke, Gitter, Vliese bestehen. Die Fasern und Drähte bestehen vorzugsweise aus Polymermaterialien. Oft, insbesondere bei der Filtration partikelhaltiger Speiseflüssigkeiten kann es günstig sein, auf der Anströmseite für die Speiseflüssigkeit Zuschnitte zu verwenden aus gröberen Fasern oder Drähten und mit größeren Abständen zwischen den Fasern oder Drähten als auf der Abströmseite für Filtrat.
  • Die Tiefenfilterschichten bestehen aus fasrigem Tiefenfiltermaterial. Vorzugsweise werden solche verwendet, die unterschiedliche Abscheidegrade besitzen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Tiefenfilterschichten mit gleichen oder unterschiedlichen Abscheidegraden aufeinander in Reihe zur Bildung von Stufenfiltern gestapelt. Die Tiefenfilterschichten können aus Fasern bestehen, welche chromatographische Eigenschaften gegenüber bestimmten Stoffen aufweisen. Die Fasern können chemisch modifiziert sein. Die Tiefenfilterschichten können in einer alternativen Ausführung auch partikuläre Teilchen, wie zum Beispiel Aktivkohlepartikel, enthalten, die ihrerseits chromatographische Eigenschaften gegenüber bestimmten Stoffen in der Speiseflüssigkeit aufweisen. Unter chromatographischen Eigenschaften sollen solche verstanden werden, die mit abzutrennenden Stoffen in Wechselwirkung treten. Die Wechselwirkungen können durch Adsorptionen, chemische Bindungen oder elektrostatische Kräfte hervorgerufen werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Tiefenfilterschichten einen Abscheidegradienten auf. Der Abscheidegradient wird durch sich mit der Dicke der Tiefenfilterschicht verändernde Faserdurchmesser und/oder Packungsdichten der Fasern hervorgerufen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Filterschichten aus einem Verbund einer Tiefenfilterschicht und einer Filtermembranschicht. Dazu ist die Filtermembranschicht mindestens an dem Umfang der Tiefenfilterschicht randseitig fluiddicht mit der Tiefenfilterschicht verbunden, der dem Filtratabfluß benachbart ist. Die Verbindung zwischen Filtermembran und Tiefenfilter kann durch Aufsiegeln der Membran unter Anwendung von Temperatur und Druck erzeugt worden sein. Die Verwendung von Filterschichten als Verbund zwischen Tiefenfilterschicht und Filtermembranschicht wird erst durch die erfindungsgemäße Verwendung des Dichtmittels möglich, das über keinerlei Vorsprünge, Ringe, Noppen, Wülste und dergleichen aufweist, womit sichergestellt wird, dass die empfindliche Filtermembranschicht unter dem Pressdruck im Filtermodul nicht zerstört wird. Die Filtermembranschicht in dem Verbund erhöht zum einen die Filtrationssicherheit und gestattet zum anderen ein größeres Spektrum in der Abscheidung von Stoffen. So können Filtermembranschichten im Mikrofiltrationsbereich eingesetzt werden, deren Porendurchmesser ein sicheres Zurückhalten von Mikroorganismen, wie Bakterien erlauben, oder es können bestimmte Stoffe, wie beispielsweise Proteine zurückgehalten werden durch Verwendung von Filtermembranschichten im Ultrafiltrationsbereich, oder es können gezielt Wertstoffe oder Toxine zurückgehalten werden, in dem spezifisch wirkende Filtermembranschichten aus Membranadsorbern in dem Verbund verwendet werden. Die Endkappen mit dem dazwischen angeordneten Stapel aus flächigen Zuschnitten sind durch Verbindungsmittel zu dem Filtermodul verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durchsetzt ein für Flüssigkeiten durchlässigen Rohr den mindestens einen Kanal im Filtermodul. Erfindungsgemäß können die Verbindungsmittel zum Verbinden der Endkappen über mindestens eine Zugstange verfügen. Diese Zugstangen sind beispielsweise am äußeren Umfang mit den Endkappen verbunden. Vorzugsweise sind die Endkappen dafür größer ausgebildet als die Zuschnitte.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird weiter gelöst durch eine Vorrichtung zur statischen Filtration von Flüssigkeiten bestehend aus einem Gehäuse mit mindestens einem Einlaß für zu filtrierende Speiseflüssigkeit und mit mindestens einem Auslaß für Filtrat und mindestens einem dazwischen angeordneten Filtermodul. Das Filtermodul besteht aus zwei über Verbindungsmittel miteinander verbundenen Endkappen und aus einem dazwischen gepresst angeordneten Stapel kongruenter flächiger Zuschnitte mit mindestens einem im Inneren des Filtermoduls angeordneten Kanal, der durch entsprechende Öffnungen in den Zuschnitten und mindestens einer der Endkappen gebildet ist. Die Zuschnitte bestehen aus Abfolgen drainierender Abstandshalterschichten mit dazwischen angeordneten Tiefenfilterschichten und die Abstandshalterschichten verfügen randseitig über für Flüssigkeiten undurchlässige Dichtmittel, welche alternierend am äußeren Umfang oder am inneren Umfang zu dem mindestens einen Kanal hin vorhanden sind. Die Dichtmittel erstrecken sich dabei erfindungsgemäß in den Ebenen der Abstandshalterschichten und über eine Breite, die mindestens der Höhe des Zuschnittes der unmittelbar benachbarten Filterschicht entspricht.
  • Die Erfindung soll nun an Hand der 1 bis 3 erläutert werden. Dabei zeigen 1 ein erfindungsgemäßes Filtermodul in Explosionsdarstellung,
  • 2 schematisch einen Längsschnitt durch ein Filtermodul mit Tiefenfilterschicht und drainierenden Abstandshalterschichten und
  • 3 schematisch einen Längsschnitt durch ein Filtermodul mit Tiefenfilterschicht in Kombination mit einer Filtermembranschicht.
  • Gemäß 1 sind in dem erfindungsgemäßen Filtermodul 1 zur statischen Filtration von Flüssigkeiten die beiden Endkappen 3, 3' über ein Verbindungsmittel 2 miteinander verbundenen. Das Verbindungsmittel 2 besteht in der gezeigten Ausführungsform aus einem für Flüssigkeiten durchlässigen Rohr 20, welches an seinen Enden mit den Endkappen beispielsweise verschweißt ist. Zwischen den Endkappen 3, 3' ist ein Stapel kongruenter flächiger Zuschnitte 4 gepresst angeordnet. Im Inneren des Filtermoduls 1 ist ein Kanal 5 ausgebildet, der durch entsprechende Öffnungen in den Zuschnitten und in der Endkappe 3' gebildet ist. Die Zuschnitte bestehen aus Abfolgen drainierender Abstandshalterschichten 8, 8' mit dazwischen angeordneten Tiefenfilterschichten 9. Die Abstandshalterschichten 8, 8' verfügen randseitig über für Flüssigkeiten undurchlässige Dichtmittel 10, 10', welche alternierend am äußeren Umfang (10) oder am inneren Umfang (10') zu dem Kanal 5 hin vorhanden sind. Die Dichtmittel 10, 10' erstrecken sich in den Ebenen der Abstandshalterschichten 8, 8' und über eine Breite 11, die der Höhe der benachbarten Filterschicht 12 entspricht (2). In den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen der Erfindung ist die Höhe des Dichtmittels 10, 10' gleich der Höhe der Abstandshalterschicht 8, 8'. Die Dichtmittel 10, 10' bestehen aus einem dauerelastischen Material 13, welches vorzugsweise ein Silikonkunststoff ist.
  • Die Abstandshalterschichten 8, 8' bestehen aus von Fasern oder Drähten gebildeten Zuschnitten. Dabei kann es sich um Gewebe, Gewirke, Gitteroder Vliese handeln. Die Tiefenfilterschicht 9 besteht aus fasrigem Tiefenfiltermaterial, welches auch chromatographische Eigenschaften aufweisen kann. Alternativ sind, wie in der 2 angedeutet, partikuläre Teilchen 22 mit chromatographischen Eigenschaften in der Tiefenfilterschicht 9 eingelagert.
  • In der 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die Tiefenfilterschichten 9 als Verbund 16 mit einer Filtermembranschicht 23 ausgebildet sind. Die Filtermembranschicht 23 ist an der Umfangsebene der Tiefenfilterschicht 17 randseitig fluiddicht mit der Tiefenfilterschicht 9 verbunden, die dem Filtratraum 18 benachbart ist. Die Verbindung zwischen Tiefenfilterschicht 9 und Filtermembranschicht 23 ist vorzugsweise eine Siegelverbindung 19.
  • Zur Durchführung der statischen Filtration mit einer nicht dargestellten Vorrichtung wird das erfindungsgemäße Filtermodul 1 in ein Gehäuse mit mindestens einem Einlaß für zu filtrierende Speiseflüssigkeit und mit mindestens einem Auslaß für Filtrat eingebaut. Wie durch die Flußpfeile in 2 angedeutet, dringt bei der herrschenden Druckdifferenz zwischen äußeren Raum 24 der Speiseflüssigkeit und dem Filtratraum 18 die Speiseflüssigkeit überwiegend in die drainierende Abstandshalterschicht 8' ein, passiert die Tiefenfilterschicht 9 und wird über die drainierende Abstandshalterschichten 8 in den Filtratraum 18 geleitet und über den Auslaß für Filtrat aus dem Gehäuse der Vorrichtung abgeleitet. Damit im Bereich der Kanten der Tiefenfilterschicht 9 kein Kurzschlussweg für die zu filtrierende Speiseflüssigkeit entsteht und diese einen geringeren Weg als die Höhe der Tiefenfilterschicht 12 in der Tiefenfilterschicht 9 zurücklegt, verfügen die Abstandshalter über eine Dichtmittelbreite 11, die der Höhe 12 der Tiefenfilterschicht entspricht. Das soll durch die Flusspfeile 25 und 25' veranschaulicht werden. Da die Druckdifferenz mit der Länge des Einströmkanals der Abstandshalterschicht 8' in Richtung Filtratraum 18 abnimmt und die Filterschicht 9 benachbart zum Filtratraum 18 durch das Zusammenpressen der Zuschnitte und gegebenenfalls durch das Quellenverhalten der Tiefenfilterschicht 9 verdichtet ist, tritt das Filtrat nicht über die dem Filtratraum 18 benachbarte Kante 26 in diesen über, sondern zwangsweise über den Abstandshalter 8, wie das durch die Flusspfeile 25' veranschaulicht ist.
  • 1
    Filtermodul
    2
    Verbindungsmittel
    3
    Endkappe
    3'
    Endkappe
    4
    Stapel kongruenter flächiger Zuschnitte
    5
    Kanal
    6
    Öffnungen in den Zuschnitten
    7
    Öffnung der Endkappen
    8
    drainierende Abstandshalterschicht
    8'
    drainierende Abstandshalterschicht
    9
    Tiefenfilterschicht
    10
    Dichtmittel
    10'
    Dichtmittel
    11
    Breite der Dichtmittel
    12
    Höhe der unmittelbar benachbarten Filterschicht
    13
    dauerelastisches Material
    14
    Fasern oder Drähten
    15
    Gewebe, Gewirke, Gitter, Vliese
    16
    Tiefenfilterschicht als Verbund mit einer Filtermembranschicht
    17
    Umfangsebene der Tiefenfilterschicht
    18
    Filtratraum
    19
    Siegelverbindung
    20
    für Flüssigkeiten durchlässigen Rohr
    21
    Speiseflüssigkeit
    22
    Partikuläre Teilchen
    23
    Filtermembranschicht
    24
    Äußerer Raum für Speiseflüssigkeit
    25
    Flußpfeil
    25'
    Flusspfeil
    26
    Kante

Claims (22)

  1. Filtermodul (1) zur statischen Filtration von Flüssigkeiten aus zwei über Verbindungsmittel (2) miteinander verbundenen Endkappen (3, 3') und aus einem dazwischen gepresst angeordneten Stapel kongruenter flächiger Zuschnitte (4) mit mindestens einem im Inneren des Filtermoduls (1) angeordneten Kanal (5), der durch entsprechende Öffnungen (6) in den Zuschnitten und mindestens einer (7) der Endkappen (3, 3') gebildet ist, wobei die Zuschnitte wenigstens eine Abfolge bilden aus drainierenden Abstandshalterschichten (8, 8') mit dazwischen angeordneten Tiefenfilterschichten (9) und wobei die Abstandshalterschichten (8, 8') randseitig über für Flüssigkeiten undurchlässige Dichtmittel (10, 10') verfügen, welche alternierend am äußeren Umfang oder am inneren Umfang zu dem mindestens einen Kanal (5) hin vorhanden sind und sich die Dichtmittel (10, 10') in den Ebenen der Abstandshalterschichten (8, 8') und über eine Breite (11) erstrecken, die mindestens der Höhe (12) der benachbarten Filterschicht entspricht.
  2. Filtermodul (1) nach Anspruch 1, wobei die Dichtmittel (10, 10') die gleiche Höhe (12) haben wie die Abstandshalterschichten (8, 8').
  3. Filtermodul (1) nach Anspruch 1, wobei die Dichtmittel (10, 10') in den Ebenen der Abstandshalterschichten (8, 8') wenigstens 10 µm höher sind als die Abstandshalterschicht (8, 8').
  4. Filtermodul (1) nach Anspruch 1, wobei die Dichtmittel (10, 10') aus einem dauerelastischen Material (13) bestehen.
  5. Filtermodul (1) nach Anspruch 1 und 4, wobei das dauerelastische Material (13) ein Silikonkunststoff ist
  6. Filtermodul (1) nach Anspruch 1 oder 4, wobei das dauerelastische Material (13) ein Polyurethankunststoff ist.
  7. Filtermodul (1) nach Anspruch 1, wobei die Abstandshalterschichten (8, 8') aus von Fasern oder Drähten (14) gebildeten Zuschnitten bestehen.
  8. Filtermodul (1) nach Anspruch 7, wobei die Zuschnitte aus Geweben, Gewirken, Gittern oder Vliesen (15) bestehen.
  9. Filtermodul (1) nach Anspruch 1, wobei die Tiefenfilterschichten (9) aus fasrigem Tiefenfiltermaterialien bestehen.
  10. Filtermodul (1) nach Anspruch 9, wobei Tiefenfilterschichten (9) mit unterschiedlichen Abscheidegraden für Stufenfiltrationen angeordnet sind.
  11. Filtermodul (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Tiefenfilterschichten (9) chromatographische Eigenschaften aufweisen.
  12. Filtermodul (1) nach Anspruch 9, wobei die Tiefenfiltermaterialien partikuläre Teilchen (22) enthalten.
  13. Filtermodul nach Anspruch 12, wobei die Tiefenfilterschichten (1) einen Abscheidegradienten aufweisen auf Grund sich ändernder Faserdurchmesser und / oder Packungsdichten der Fasern (14).
  14. Filtermodul (1) nach Anspruch 1, wobei die Tiefenfilterschichten (1) als Verbund (16) mit einer Filtermembranschicht (23) ausgebildet sind.
  15. Filtermodul (1) nach Anspruch 14, wobei die Filtermembranschicht (23) mindestens an der Umfangsebene der Tiefenfilterschicht (9) randseitig fluiddicht mit der Tiefenfilterschicht (9) verbunden ist, die dem Filtratraum (18) benachbart ist.
  16. Filtermodul (1) nach Anspruch 15, wobei die Verbindung zwischen Filtermembranschicht (23) und Tiefenfilterschicht (9) aus einer Siegelverbindung (19) besteht.
  17. Filtermodul nach einen der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Filtermembranschicht eine Membranadsorberschicht ist.
  18. Filtermodul (1) nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsmittel (2) zum Verbinden der Endkappen (3, 3') aus einem für Flüssigkeiten durchlässigen Rohr (20) bestehen, welches den mindestens einen Kanal (5) durchsetzt.
  19. Filtermodul (1) nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsmittel (2) zum Verbinden der Endkappen (3, 3') über mindestens eine Zugstange verfügen.
  20. Filtermodul (1) nach Anspruch 19, wobei die Zugstangen am äußeren Umfang mit den Endkappen (3, 3') verbunden sind.
  21. Filtermodul (1) nach Anspruch 20, wobei die Endkappen (3, 3') größer sind als die Zuschnitte (4).
  22. Vorrichtung zur statischen Filtration von Flüssigkeiten bestehend aus einem Gehäuse mit mindestens einem Einlaß für zu filtrierende Speiseflüssigkeit und mit mindestens einem Auslaß für Filtrat und mindestens einem dazwischen angeordneten Filtermodul (1) aus zwei über Verbindungsmittel (2) miteinander verbundenen Endkappen (3, 3') und aus einem dazwischen gepresst angeordneten Stapel kongruenter flächiger Zuschnitte (4) mit mindestens einem im Inneren des Filtermoduls angeordneten Kanal (5), der durch entsprechende Öffnungen in den Zuschnitten (6) und mindestens einer der Endkappen (7, 3, 3') gebildet ist, wobei die Zuschnitte wenigstens eine Abfolgen bilden aus drainierenden Abstandshalterschichten (8, 8') mit dazwischen angeordneten Tiefenfilterschichten (9) und wobei die Abstandshalterschichten (8, 8') randseitig über für Flüssigkeiten undurchlässige Dichtmittel (10, 10') verfügen, welche alternierend am äußeren Umfang oder am inneren Umfang zu dem mindestens einen Kanal (5) hin vorhanden sind und sich die Dichtmittel (10, 10') in den Ebenen der Abstandshalterschichten (8, 8') und über eine Breite (11) erstrecken, die mindestens der Höhe (12) der benachbarten Filterschicht (9) entspricht.
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