DE202006020049U1 - Einrichtung, bestehend aus einer modifizierten Anordnung von Elementen zur Reinigung frei beweglicher Membranen in membrangestützten Prozessen zur Unterbindung und Vermeidung von Konzentrationspolarisation und/oder Scaling und/oder Fouling - Google Patents

Einrichtung, bestehend aus einer modifizierten Anordnung von Elementen zur Reinigung frei beweglicher Membranen in membrangestützten Prozessen zur Unterbindung und Vermeidung von Konzentrationspolarisation und/oder Scaling und/oder Fouling Download PDF

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Abstract

Einrichtung, bestehend aus einer modifizierten Anordnung von Elementen zur Reinigung frei beweglicher Membranen in membrangestützten Prozessen zur Unterbindung und Vermeidung von Konzentrationspolarisation und/oder Scaling und/oder Fouling, auf den Gebieten der Mikro-, Ultra- und Nanofiltration, der Umkehrosmose, der Trennung von gasförmigen und flüssigen Mischungen und/oder von membrankatalytisch geführten Prozessen, gekennzeichnet dadurch, dass ein und/oder mehrere Membranelemente (3) mit glatten Dichtflächen und/oder in jeder anderen Bauan – ausgeführt als Hohlfaser-, Kapillar-, Rohr-, Wickelelement und/oder jeder anderen Ausbildung – durch Konnektoren (1.1) bzw. (1.2) mit Impulszellen (4.1) bzw. (4.2) in Wirkverbindung stehen, weiterhin zwischen den Impulszellen (4.1) und (4.2) und Gehäusen (5.1) und (5.2) bewegliche Behälterinnenwände (6.1) und (6.2) dichtend verspannt sind, in eine oszillierende Linearbewegung mit 10–3 bis 1 MHz und/oder jede beliebige Frequenz mit definierter Auslenkungslänge und/oder Amplitude versetzt werden können, wodurch das in einem Retentatraum eines Membranelements (3) mit glatten Dichtflächen enthaltene Medium, insbesondere die darin enthaltenen Bestandteile in einen...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, bestehend aus einer modifizierten Anordnung von Elementen zur Reinigung frei beweglicher Membranen in membrangestützten Prozessen zur Unterbindung und Vermeidung von Konzentrationspolarisation und/oder Scaling und/oder Fouling.
  • Es ist bekannt, dass bei membrangestützten Verfahren infolge von Konzentrationspolarisation, Scaling und/oder Fouling Membranbeläge auf der Membranoberfläche gebildet werden, die bereits nach kurzer Betriebsdauer bei membrangestützten Prozessen dazu führen, dass der transmembrane Fluss und/oder Flux des Permeats stark sinkt und/oder im Extremfall eine Membran verblockt. Die dabei ablaufenden Phänomene und Mechanismen sind auf Grund ihrer Komplexität teilweise unbekannt und werden nur unzureichend beherrscht. Die Ausbildung von Membranbelägen führt in der Regel auch dazu, dass bereits nach kurzer Zeit der transmembrane Fluss und/oder Flux drastisch abnimmt und/oder beispielsweise im Fall des Einsatzes von Membranreaktoren insbesondere mit katalytisch aktivierten Membranen eine drastische Abnahme der katalytischen Aktivität zu beobachten ist.
  • Technisch wird diesen Erscheinungen durch hohe Überströmgeschwindigkeiten, realisierbar durch rotierende Membranscheiben, verdrillbare Membranmodule, cross-flow-Betrieb und/oder durch Überdimensionierung der Membranfläche, entgegen gewirkt.
  • Nachteilig hierbei ist, dass bei rotierenden Membranscheiben Dichtigkeitsprobleme auftreten, der cross-flow-Betrieb eine Erhöhung der Betriebskosten verursacht oder eine Überdimensionierung der Membranfläche zu erhöhten Investitions- beziehungsweise Gesamtanlagenkosten führt.
  • Eine weitere technische Lösung basiert auf den Einsatz von Filterhilfsstoffen. Bei dieser auch als Zee Weed bezeichneten Technologie werden beispielsweise Feststoffpartikel eingesetzt die Membranbeläge von der Membranoberfläche abscheren.
  • Neben dem genannten Vorgehen werden oszillierende sowie schwingende oder verdrillbare Membrangehäuse eingesetzt.
  • Üblich ist weiterhin der Einsatz von Ultraschall zur Entfernung von Membranbelägen oder ein periodisches Rückspülen eines Membranelements beziehungsweise von Membranelementen.
  • Nachteilig bei den aufgezeigten Möglichkeiten ist, dass beispielsweise die Anwendung hoher Überströmgeschwindigkeiten zur Erhöhung der Betriebskosten beiträgt und den Einsatz oszillierender Membranen voraussetzt, deren Material über elastische Eigenschaften verfügen muß.
  • Unvorteilhaft bei schwingenden und/oder verdrillbaren Membrangehäusen ist, dass ein gesamter Apparat zu bewegen ist und der dafür erforderliche energetische Aufwand proportional mit der Apparatemasse zunimmt. Andererseits führt die Anwendung der Zee Weed Technologie oder von Ultraschall zu einer irreversiblen Schädigung der Membranoberfläche.
  • Ein entscheidender Nachteil aller bekannten Einrichtungen ist, dass auf eine chemische Reinigung und/oder auf das Rückspülen des Membranelements bzw. der Membranelemente nicht verzichtet werden kann, ohne deren eigentliche Funktion zu unterbrechen.
  • Weiterhin nachteilig bekannt bei diesen bisher praktizierten technischen Möglichkeiten zur Reinigung der Membranoberfläche ist, dass während der Reinigungs- beziehungsweise Rückspülphase der Permeatanfall unterbrochen und bereits erzeugtes Permeat zur Entfernung von Membranbelägen eingesetzt wird.
  • Unvorteilhaft ist außerdem, dass in der Regel Gase vorzugsweise Luft beim Reinigen und/oder Rückspülen in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit und/oder dem Medium gebracht wird. Je nach angewandtem Druck führt dieses Vorgehen zu einer druckproportionalen Vermischung von Gas und Flüssigkeit. Dieser Effekt beeinflusst den Trenneffekt ebenso unvorteilhaft. Insbesondere bei unter sterilen Bedingungen durchzuführenden Trennaufgaben bewirkt dies, dass im Gas vorzugsweise Luft enthaltene Keime, Bakterien, Viren und/oder Mikroorganismen eine Rückverkeimung hervorrufen, die eigentlich ausgeschlossen werden soll.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Reinigungsvorrichtung vorzuschlagen, die es ermöglicht, den Reinigungs- und/oder Rückspülvorgang vor allem bei membranassistierten Arbeitsvererfahren in indirektem Kontakt mit dem Permeatstrom durchzuführen, wobei zugleich gewährleistet wird, dass ein insbesondere membranassistiertes Arbeitsverfahren nicht oder nur impulsartig unterbrochen wird und eine Geschwindigkeitsverteilung eingestellt werden kann, die es erlaubt, Konzentrationspolarisation, Scaling und/oder Membranbeläge auf der Membranoberfläche zu entfernen und/oder zu vermeiden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich der grundlegenden erfinderischen Gedanken auf den Schutzanspruch 1 verwiesen wird.
  • Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Schutzansprüchen 2 bis 12.
  • Das hierfür vorgeschlagene erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich insbesondere für membrangestützte Prozesse bei denen Beläge verursacht durch Konzentrationspolarisation, Scaling und/oder Fouling von der Membranoberfläche entfernt und/oder ferngehalten werden sollen, die vorzugsweise beim Einsatz von keramischen-, polymeren- und/oder gesinterten metallischen Membranen die als Hohlfaser-, Kapillar-, Rohr- oder Wickelmodul ausgeführt sind auftreten und bei der Mikro-, Ultra- und Nanofiltration oder Umkehrosmose sowie zur Trennung von Flüssigkeiten und/oder Gasen eingesetzt werden.
  • Vorteilhaft ist, dass in der Einrichtung hohe Überströmgeschwindigkeiten in Größenordnungen zwischen 1 bis 10 m/s nicht wie beispielsweise im cross-flow-Betrieb dadurch erreicht werden indem außerordentlich hohe Retentatmengen im Kreislauf zu (ihren sind – sondern durch linear oszillierende bewegte Behälterinnenwände (Memranen) lediglich das im Retentatraum befindliche Medium, nämlich ein in flüssiger und/oder gasförmiger Form vorliegendes Gemisch schwingt, um diese vergleichsweise hohen Überströmgeschwindigkeiten zu erreichen.
  • Die erfindungsgemäße Reinigungs- und/oder Rückspüleinrichtung, insbesondere für membranassistierte Verfahren, eignet sich zur Ablösung von Membranbelägen und/oder Ablagerungen auf der Membranoberfläche von keramischen, polymeren-, gesinterten metallischen Membranelementen, ausgeführt als Kapillar-, Rohr- und/oder Wickelmodule für die Mikro-, Ultra- und Nanofiltration und die Umkehrosmose, die zur Trennung von Flüssigkeiten und/oder Gasen eingesetzt werden.
  • Von Vorteil bei den – auch in bestimmten Ausführungen angebotenen – Einrichtungen ist, dass bei ihrem bestimmungsgemäßen Einsatz außerdem ein direkter Kontakt von Steuerluft und/oder Steuergas mit dem Permeat und/oder Filtrat vermieden wird und geringe Hublängen der bewegten Behälterinnenwand (einer Membran) ausreichen, um einen vergleichsweise optimalen Reinigungseffekt zu erzielen, wobei zusätzlich die Möglichkeit besteht, den Reinigungsvorgang permanent und/oder zeitlich getriggert bei variabler Frequenz durchzuführen.
  • Als bewegte Behältinnenwände in einer oder in mehreren Impulszelle/-en eignen sich vorzugsweise Membranen und/oder frontbündig geschlossene Faltenbeläge aus jeder Art von Kunststoff vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), Polypropylen (PP), Polyvinylidenfluorid (PFDF), Polyethylen (PE), Gummi, Siliconkautschuk, Verbundstoffen sowie aus Metall und/oder metallischen Legierungen und/oder Verbundwerkstoffen beispielsweise Kompositen, bestehend aus Elastomer-Kunststoff und/oder Kunststoff-Metall.
  • Die Erfindung soll anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
  • Dabei wird auf die unterschiedlich gestalteten Impulszellen, wie in den 1 bis 10 dargestellt, hingewiesen.
  • 1: Einrichtung zur Reinigung eines oder mehrerer Membranelemente mittels dreier pneumatisch betriebener Impulszellen
  • 2: Einrichtung zur Reinigung eines oder mehrerer Membranelemente nach 1, wobei die bewegten Behälterinnenwände 6.1 und 6.2 mit elektromagnetischen Tauchspulen (Magneten) oder elektrodynamischen Antrieben (Linearmotor) bewegbar sind
    • 4:
  • 3: Prinzipdarstellung einer Impulszelle
  • 4: Prinzipdarstellung der Kombination Impulszelle/Membranelement
  • 5: Prinzipdarstellung nach 4 mit induktivem Näherungsschalter
  • 6: Prinzipdarstellung nach 4 mit Pneumatikzylinder
  • 7: Prinzipdarstellung nach 4 mit pneumatischem Muskel
  • 8: Prinzipdarstellung nach 4 mit gekapseltem elektromagnetischen Tauchspulenantrieb
  • 9: Prinzipdarstellung nach 4 mit gekapseltem elektromagnetischen Linearmotor
  • 10: Prinzipdarstellung der Kombination zwischen einer dem Stand der Technik entsprechenden Reinigungsvorrichtung nach DE 20 2006 007 961.0 U1 und einem Membranelement
  • Erfindungsgemäß werden ein und/oder mehrere Membranelemente 3, mit glatten Dichtflächen in ein Gehäuse 2 eingepasst, in der Einrichtung angeordnet.
  • Diese gemäß DE 20 2006 007 961.0 bekannten Membranelemente 3 sind über Flanschverbindungen nach 1 und/oder jede andere Art von Verbindungsteilen über die Konnektoren 1.1 bzw. 1.2 mit den entsprechenden Impulszellen 4.1 bzw. 4.2 verbunden. Zwischen den entsprechenden Impulszellen 4.1 bzw. 4.2 sind die beweglichen Behälterinnenwände 6.1 bzw. 6.2 fixiert.
  • Die Einrichtung, bestehend aus den Impulszellen 4.1 bzw. 4.2, Gehäuse 2 und den beweglichen Behälterinnenwänden 6.1 bzw. 6.2, entspricht prinzipiell der in den 4 bis 10 beschriebenen Lösungen zum zeitlich getriggerten Rückspülen und/oder Reinigen von Membranen.
  • Nach 1 sind die beweglichen Behälterinnenwände 6.1 und 6.2 zeitlich getriggert in die Positionen A und B bzw. A' und B' auslenkbar, wodurch das im Retentatraum von Membranelement 3 befindliche Medium impulsartig in Schwingungen versetzt wird, sodaß einer Konzentrationspolarisation, einem Scaling und/oder einem Fouling entgegengewirkt werden kann.
  • Zur Unterstützung dieses erwünschten Effektes ist der Permeatstutzen 11 mit einer Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung verbunden, wobei bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein pneumatischer Antrieb vorgesehen ist, um die bewegliche Behälterinnenwand 6.3 in die Positionen A'' und B'' zeitlich getriggert auslenkbar bewegen zu können.
  • Zur Auslenkung der beweglichen Behälterinnenwände 6.1, 6.2 und 6.3 sind die Gehäuseinnenräume 7.1, 7.2 und 7.3 durch pneumatische 3/2-Wegeventile V3, V6 und V9 mit Arbeitsluft und/oder Arbeitsgas be- und entspannbar.
  • Die Auslenkung in die Positionen und/oder Richtungen A, A' und A'' erfolgt beim Bespannen, während die Auslenkung in die Positionen und/oder Richtungen B, B' und B'' beim Entspannen erreicht wird.
  • Der Be- und Entspannvorgang zur Auslenkung der beweglichen Behälterinnenwände 6.1 und 6.2 durch die z. B. pneumatischen 3/2-Wegeventile V3 und V4 erfolgt durch eine in einem Steuergerät 19 implementierte Steuerungsroutine, die zeitlich getriggert das elektronische Schalten der z. B. mit elektromagnetischem Antrieb ausgeführten Ventile V2, V4 sowie V8 und V10 realisiert. Auf diese Weise ist, vorgegeben durch den Druck der Arbeitsluft und/oder des Arbeitsgases im Retentatraum von Membranelement 3, eine hohe Strömungsgeschwindigkeit an der Membranoberfläche einstellbar.
  • Die Position und/oder Richtung der beweglichen Behälterinnenwände 6.1 und 6.2 wird wie bereits ausgeführt durch die z. B pneumatisch betätigten Ventile V3 und V9 gesteuert, wobei eine Auslenkung in die Positionen und/oder Richtungen A', B' und A, B durch die elektromagnetisch betätigten Ventile V2 und V4 bzw. V8 und V10 mit Arbeitsluft und/oder Arbeitsgas mittels einer in einem Steuergerät 19 implementierte Steuerroutine organisiert wird.
  • Die beweglichen Behälterinnenwände 6.2 und 6.1 können synchron bei gleicher Frequenz in die Positionen und/oder Richtungen A und B' bzw. B und A' ausgelenkt werden.
  • Zusätzlich besteht die Möglichkeit, durch eine Offsetvariable tv die Positionen und/oder Richtungen mit der die beweglichen Behälterwände 6.2 und 6.1 die Positionen und/oder Richtungen A, B und B', A' einnehmen zeitlich variabel und/oder asynchron zu gestalten. Die Offsetvariable tv bewirkt dabei eine definiert vorgegebene Phasenverschiebung.
  • Neben diesen beschriebenen Varianten ist es möglich, die beweglichen Behälterinnenwände 6.1 und 6.2 mit unterschiedlicher Frequenz und Amplitude und/oder Auslenkungslänge in die Positionen und/oder Richtungen A', B' und B, A zu bewegen, wobei auch hier ein zeitlicher Versatz der Schaltimpulse durch die Offsetvariable tv realisiert werden kann.
  • Die beschriebenen Modi dienen dazu, dass im Retentatraum des Membranelementes 3 befindliche Medium in einen resonanznahen und/oder resonanzähnlichen Zustand zu bringen um Konzentrationspolarisation, Scaling und/oder Fouling zu unterbinden und/oder zu vermeiden.
  • Zur Unterstützung dieses Effektes besteht entsprechend 1 zugleich die Möglichkeit, bei geschlossenem eines vorzugsweise elektromagnetisch betätigten Ventils V11 derartige Einstellungen am Steuergerät 19 vorzugeben, dass mit der beweglichen Behälterinnenwand 6.3 impulsartig von der Permeatseite Permeat in den Retentatraum des Membranelementes 3 pressbar ist.
  • Durch ein im Retentatkreislauf 8 platziertes Regelventil mit z. B. elektrischem Stellantrieb FCV besteht die Möglichkeit, den mit der Einrichtung realisierbaren Verfahrensbetrieb unter cross-flow-, modifizierten cross-flow- und dead-end-Bedingungen zu führen.
  • Zur Kontrolle und Steuerung sind Druckmessstellen P1 bis P5 und Temperaturmessstellen T1 und T2 sowie eine Durchflussmessung FC1 integriert.
  • Variante 2
  • Der nach 3 vorgeschlagene Aufbau der Einrichtung ist mit 1 prinzipiell vergleichbar.
  • Im Unterschied dazu werden jedoch zum Stellen der beweglichen Behälterinnenwände 6.1 und 6.2 um diese in eine oszillierende Linearbewegung zu versetzen, die Linearaktuatoren 15.1, 15.2 in Gestalt der in 3 prinzipiell dargestellten elektromagnetischen und/oder elektrodynamischen Linearantriebe und/oder Linearmotoren eingebaut, die z. B. durch analoge Strom- und/oder Spannungsausgänge eines Signalprozessors 16 und/oder Frequenzgenerators elektronisch steuerbar sind.
  • Ein Signalprozessor 16 und/oder Frequenzgenerator bietet/-en den Vorteil, dass Steuersignale mit praktisch beliebiger Frequenz und Form generiert werden können.
  • So ist es möglich, dass die Linearaktuatoren 15.1 und 15.2 impulsartig steuerbar und/oder anregbar sind, wobei sie die beweglichen Behälterinnenwände 6.1 und 6.2 in die Positionen und/oder Richtungen A', B' und A, B auslenken, sodaß das im Retentatraum des Membranelementes 3 befindliche und zu separierende Medium in Schwingungen versetzbar ist, um membranbelagbildende Ursachen wie Konzentrationspolarisation, Scaling und/oder Fouling zu unterbinden und/oder zu vermeiden.
  • Es besteht bei diesem Ausführungsbeispiel die Möglichkeit, dass die beweglichen Behälterinnenwände 6.2 und 6.1 synchron bei gleicher Frequenz in die Positionen und/oder Richtungen B, A' und A, B' auslenkbar sind.
  • Des Weiteren ist es möglich, dass bei sinusförmiger Anregung bzw. Erregung der Linearaktuatoren 15.1 und 15.2 die Positionen B, A' und A, B' zeitlich variabel und/oder asynchron anfahrbar sind.
  • Neben dieser Variante besteht, wie bei 1, die Option, die beweglichen Behälterinnenwände 6.2 und 6.1 mit unterschiedlicher Frequenz und Amplitude und/oder Auslenkungslänge in die Positionen und/oder Richtungen B, A' und A, B' zu bringen sowie weiterhin hierbei eine zeitliche Verschiebung durch die Offsetvariable tv steuerungstechnisch umzusetzen.
  • Gegenüber 1 ist hier auf die pneumatisch betätigten Ventile V3, V6 und V9 verzichtet worden.
  • Zur Unterbindung und/oder Vermeidung von Konzentrationspolarisation, Scaling und/oder Fouling besteht wie bei 1 die Möglichkeit, durch ein Steuergerät (nicht näher dargestellt) die z. B. elektromagnetisch betätigten Ventile V5 und V6 so zu schalten, dass die bewegliche Behälterinnenwand 6.3 die Positionen A'' und B'' anfährt, wobei immer dann impulsartig Permeat aus der Impulszelle 4.3 von der Permeatseite in den Retentatraum des Membranelementes 3 gepresst wird, wenn die bewegliche Behälterinnenwand 6.3 in die Position und/oder Richtung A'' bewegt wird.
  • Um im Bedarfsfall sicherzustellen, dass im Gehäuseinnenraum 7.1 und im Gehäuseinnenraum 7.2 sowie im Retentatraum der gleiche Betriebsdruck herrscht, besteht die Option, mit den z. B. elektromagnetisch betätigten Ventilen V2 und V4 über eine Leitung 10 sowie den ebenso elektromagnetisch betätigten Ventilen V3 und V7 über Leitung 9 einen gleichen Betriebsdruck einzustellen. Dazu werden die Ventile V2 und V4 sowie V3 und V9 durch eine in einem Steuergerät (nicht näher dargestellt) implementierte Routine geschaltet.
  • Variante 3
  • Zur simultanen Einstellung gemäß der von dem Stand der Technik entsprechenden Verhältnissen wird die in 1 gezeigte Anordnung modifiziert und es sind anstelle der Gehäuse 5.1 und 5.2 sowie der beweglichen Behälterwände 6.1 und 6.2 Platten mit den Impulszellen 4.1 und 4.2 dichtend verbunden.
  • Als Membranelement 3 wird das v. g. beschriebene Membranelement 3 mit glatten Dichtflächen verwendet, das z. B. über folgende Eigenschaften verfügt:
    Membrandurchmesser 25 mm
    Membranmaterial TiO2-Keramik
    Länge 600 mm
    Membranoberfläche 0,2 m2
    Molekulargewicht cut-off 50 kDa
  • Variante 4
  • Für eine weitere konzipierbare Einrichtung wird der ihn 1 gezeigte Aufbau gewählt, wobei ein Membranelement verwendet wird, dessen Eigenschaften bereits beschrieben sind.
  • Variante 5
  • Weiter findet die in 1 gezeigte Anordnung Verwendung, wobei als Membranelement 3 nach DE 20 2006 007 961.0 beschriebene Membranelement 3 mit den beschriebenen Eigenschaften eingesetzt wird.
  • Variante 6
  • Für diese Verwendung wird die in 1 gezeigte Anordnung genutzt, wobei die beweglichen Behälterinnenwände 6.1 und 6.2 durch gesteuertes Be- und Entspannen der Gehäuseinnenräume 7.1 und 7.2 mit Arbeitsluft und/oder Arbeitsgas über die vorzugsweise pneumatisch betätigten Ventile V3 und V9 in eine synchron oszillierende Linearbewegung von 20 Hz gebracht werden.
  • Variante 7
  • Hier wird die in 1 gezeigte Anordnung verwendet, wobei die beweglichen Behälterinnenwände 6.1 und 6.2 durch gesteuertes Be- und Entspannen der Gehäuseinnenräume 7.1 und 7.2 mit Arbeitsluft und/oder Arbeitsgas über die pneumatisch betätigten Ventile V3 und V9 in eine synchron oszillierende Linearbewegung von 20 Hz gebracht werden.
  • Variante 8
  • Nunmehr wird die in 3 gezeigte Anordnung verwendet. Als Membranelement 3 wird das Membranelement 3 mit glatten Dichtflächen eingesetzt.
  • Variante 9
  • Mit Variante 8 sind Untersuchungen unter dead-end Bedingungen durchführbar. Dabei ist entsprechend 3 das im Retentatkreislauf 8 angeordnete mit elektrischem Stellantrieb ausgestattete Ventil FCV geschlossen. Die bewegliche Behälterinnenwand 6.3 ist hier unter analogen Bedingungen wie in Variante 8 betreibbar.
  • Variante 10
  • Hier wird die in Variante 6 beschriebene Ausgangssituation entsprechend 1 genutzt. Analog erfolgt der Rückspül- und/oder Reinigungsvorgang mit der beweglichen Behälterinnenwand 6.3.
  • Es sollen nunmehr weitere Ausführungsbeispiele zur Ausbildung der Impulszellen 4.1, 4.2 und 4.3 beschrieben werden.
  • Nach 3 wird eine Impulszelle 4.1 prinzipiell dargestellt. Sie enthält eine etwa mittig angeordnete und den Innenraum zwischen Permeat und Steuerluft trennende und dabei nach zwei Seiten bewegliche Behälterinnenwand 6.1. Letztere wird über unterschiedliche Mittel des Antriebs 17 be- und entspannt. Membranfiltriertes Permeat gelangt über den Einlassbereich 14 in die Impulszelle 4.1 und verlässt diese am Auslassbereich 15. Am Auslassbereich 15 befindet sich ein elektromagnetisches Ventil 18.
  • Ausführungsbeispiel 1
  • 7 zeigt ein Membranelement 3 mit einem Gehäuse, dem aus einem Behälter B1 mittels einer Pumpe PO1 ein zu separierendes Flüssigkeitsgemisch und/oder eine Lösung und/oder eine Emulsion und/oder eine Suspension zugeführt wird, wobei ein Retentat- und Permeatstrom erzeugbar ist.
  • Der Retentatstrom wird über den Behälter B1 im Kreislauf geführt, während durch das Membranelement 3 permeierendes Permeat am Eintrittsbereich 14 in die Impulszelle 4.1, fungierend als Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung, geleitet wird.
  • Durch den Permeatanfall füllt sich die Impulszelle 4.1. Das Permeat verlässt am Austrittsbereich 15 die Impulszelle 4.1 und gelangt über ein elektromagnetisches Ventil 18 in einen Permeatbehälter (nicht näher dargestellt).
  • Zur Reinigung der im Membranmodul angeordneten Keramik-, Polymer- und/oder Sintermetallmembran beziehungsweise Membranelementen 3 wird die in 4 gezeigte bewegliche Behälterinnenwand 6.1 bei geschlossenem elektromagnetischen Ventil 18 in eine oszillierende Linearbewegung versetzt.
  • Das geschieht durch wechselseitiges Be- und Entspannen des rechten Gehäuseinnenraumes 7.1 mit Steuerluft und/oder Steuergas mit einem Vorspanndruck zwischen 1 bis 100 bar mit weiteren elektromagnetischen Ventilen 18.
  • Die Ansteuerung der Ventile 18 erfolgt elektronisch über nutzbare Digitalausgänge eines Steuergerätes 19. Eine im Steuergerät 19 implementierte Routine ermöglicht die anwendungsspezifische Einstellung und/oder Vorgabe von Frequenzen.
  • Ausführungsbeispiel 2
  • Eine steuertechnische Verbesserung der in 4 beschriebenen Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung wird vorteilhaft nach 5 dadurch realisiert, dass im Gehäuseinnenraum 7.1 ein im Gehäuse 5.1 befestigter induktiver Näherungsschalter 20 mit beispielsweise analogem Ausgang angeordnet ist mit einem Spannungsausgang von 0 bis 10 V beziehungsweise einem Stromausgang von 0–20 mA.
  • Der induktive Näherungsschalter 20 ermöglicht die Lage der bewegten Behälterinnenwand 6.1 zu erfassen. Die 5 zeigt den beschriebenen Aufbau, wobei folgende Betriebsarten realisierbar sind, die im 1. Fall dadurch gekennzeichnet sind, dass der beispielsweise induktive Näherungsschalter 20, wie bereits beschrieben, zur Erfassung der Position der bewegten Behälterinnenwand 6.1 genutzt wird, die im Steuergerät 19 elektronisch ausgewertet wird und/oder im 2. Fall durch eine im Steuergerät 19 implementierte Routine dazu verwendet werden kann, die Ventile 18 rechts neben der Impulszelle 4.1 zu schalten, damit die bewegliche Behälterinnenwand 6.1 in eine oszillierende Bewegung versetzt werden kann.
  • Kennzeichnend für die hier dargestellte Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung ist weiterhin, dass beim Schließen von Ventil 18 – am Austrittsbereich 15 – angeordnet in der Impulszelle 1 sowie dem rechten Gehäuseinnenraum 7.1 zur Stabilisierung der Nulllage der bewegten Behälterinnenwand 6.1 der gleiche Druck eingestellt wird. Vorteilhaft an dieser Ausführung ist, dass die bewegte Behälterinnenwand 6.1 geringer dimensioniert werden kann, beziehungsweise auf den für den Rückspül- und/oder Reinigungsvorgang vorgegebenen Differenzdruck ausgelegt ist.
  • Ausführungsbeispiel 3
  • Eine weitere vorteilhafte pneumatische Antriebsart der bewegten Behälterinnenwand 6.1 ergibt sich entsprechend 6 dadurch, dass eine Kolbenstange 21 eines einfach- und/oder doppelt wirkenden Pneumatikzylinders mit der bewegten Behälterinnenwand 6.1 lösbar und/oder unlösbar verbunden ist, wobei die Stellung des Kolbens 25 durch einen Positioner 24 erfasst wird.
  • Bei der hier dargestellten Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung wird die oszillierende Linearbewegung der bewegten Behälterinnenwand 6.1 dadurch realisiert, dass beim Start des Rückspül- und/oder Reinigungsvorganges die Ventile 18 geschlossen werden und in der Impulszelle 4.1 sowie im rechten Gehäuseinnenraum 7.1 der gleiche Druck eingestellt wird. Das erfolgt dadurch, dass der rechte Gehäuseinnenraum 7.1 über das Ventil 18 unterhalb der Impulszelle 4.1 so lange mit Steuerluft- und/oder Steuergas be- und entspannt wird, bis der Druck im rechten Gehäuseinnenraum 7.1 mit dem Druck in der Impulszelle 4.1 übereinstimmt.
  • Als Sollwert dient dabei der an der Druckmessstelle P1 ermittelte Druck. Stimmen die mit dem Steuergerät 19 elektronisch erfassten Druckmesswerte an den Druckmessstellen P1 und P2 überein, wird das z. B. verwendete magnetisch betätigte Ventil 18 unterhalb der Impulszelle 4.1 geschlossen gehalten. Anschließend wird die zum Rückspülen und/oder Reinigen eingesetzte bewegliche Behälterinnenwand 6.1 in eine oszillierende Linearbewegung versetzt.
  • Dazu werden die im Pneumatikzylinder befindlichen Hubräume 23 beziehungsweise 22 wechselseitig über die Ventile 18.1 und 18.2 mit Steuerluft und/oder Steuergas be- und entspannt, wobei der Kolben 25 im Pneumatikzylinder eine oszillierende Linearbewegung ausführt und die bewegliche Behälterinnenwand 6.1 in die für das Rückspülen und/oder Reinigen gewünschten Positionen fährt.
  • Die Frequenz, mit welcher die bewegte Behälterinnenwand 6.1 transversal schwingt, kann am Steuergerät 19 vorgegeben werden.
  • Ausführungsbeispiel 4
  • Weiter vorteilhaft ist ein Aufbau der Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung mit dem in 7 gezeigten pneumatischem Antrieb, wobei eine oszillierende Linearbewegung der bewegten Behälterinnenwand, z. B. als Membran und/oder Faltenbalg ausgeführt, durch einen kontrahierenden pneumatischen Muskel 26 erzeugt wird und die Position der bewegten Behälterinnenwand beispielsweise mit einem induktiven Stellungssensor 27, dessen analoges Ausgangssignal, das je nach Anwendung 0 beziehungsweise 4 bis 20 mA oder 0 bis 10 V betragen kann, im Steuergerät 19 aufgezeichnet und zur Regelung der Auslenkung der bewegten Behälterinnenwand verarbeitet wird.
  • Kennzeichnend für das Funktionsprinzip der hier dargestellten Ausführung der Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung ist, dass permeierendes Permeat aus dem Membranmodul am Einlassbereich 14 in die Impulszelle 4.1 eintritt, dabei die Impulszelle 4.1 mit Permeat gefüllt wird und am Auslassbereich 13 über das Ventil 18 beispielsweise einem Permeatbehälter (nicht näher dargestellt) zugeführt wird.
  • Mit einem induktiven Näherungsschalter 20 besteht die Möglichkeit, die Stellung der beweglichen Behälterinnenwand im Steuergerät 19 aufzuzeichnen oder über eine im Steuergerät 19 implementierte Routine eine Hublänge der beweglichen Behälterinnenwand zu selektieren.
  • Das wird dadurch erreicht, dass innerhalb des Messbereiches beispielsweise von 0 bis 50 mm des insbesondere induktiven Näherungsschalters 20 und/oder Stellungssensors 27 mit analogem Ausgang Schaltpunkte gesetzt werden, die im Steuergerät 19 ausgewertet werden und dazu dienen, die Be- und Entspannung des pneumatischen Muskels 26 mit dem beispielsweise elektromagnetisch betätigten Ventil 18.3 zu triggern.
  • Diese Ausführung der Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung 34 ist eine in Form eines Faltenbalges ausgeführte bewegliche Behälterinnenwand mit einem und/oder mehreren in der Impulszelle 4.1 angeordneten pneumatischen Muskeln 26, wobei die bewegliche Behälterinnenwand in einem Gehäuse 5.1 eingeschlossen ist sowie weiterhin die bewegliche Behälterinnenwand und das Gehäuse 5.1 unter Verwendung eines Dichtringes 28 durch eine Flanschverschraubung 29 kraft- und formschlüssig dichtend verbunden sind.
  • Ausführungsbeispiel 5
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung 34 ist nach 8 dadurch gegeben, dass ein gekapselter elektromagnetischer Tauchspulenantrieb 26 bestehend aus einer Tauchspule 30 und einem beweglichen Schaft 35, der durch eine Kolben- bzw. Schaftstange 21 mit der beweglichen Behälterinnenwand 6.1 verbunden sowie über eine Halterung 32 am Gehäuse 5.1 befestigt ist, mit dem die bewegliche Behälterinnenwand 6.1 in eine oszillierende Linearbewegung versetzbar ist.
  • Die Funktionsweise der hier gezeigten Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung 34 mit elektromagnetischem Tauchspulenantrieb 31 ist wie bereits im Zusammenhang mit den Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtungen 34, die einen pneumatischen Antrieb bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass permeierendes Permeat aus dem Membranmodul dem Einlassbereich 14 zugeleitet wird, wobei die Impulszelle 4.1 mit dem anfallenden Permeat befüllt wird, das am Auslassbereich 15 über das Ventil 18 einem Permeatbehälter zugeführt wird.
  • Das Rückspülen und/oder die Reinigung der im Membranmodul angeordneten Membran und/oder des Membranelements 3 wird durch eine im Steuergerät 19 implementierte Routine durchführbar gestaltet. Diese realisiert bei geschlossenen Ventilen 18 und 18.1, dass der an den Druckmessstellen P1 und P2 gemessene Druck übereinstimmt, indem Steuerluft und/oder Steuergas mit dem Ventil 18.2 in den Gehäuseinnenraum 7.1 eindosiert wird, was durch zeitlich getriggertes Be- und Entspannen erreicht wird.
  • Stimmen die an den Druckmessstellen P1 und P2 gemessenen Drücke überein, wird das Ventil 18.2 geschlossen. Anschließend wird der elektromagnetische Tauchspulenantrieb 31 frequenzgesteuert in Betrieb genommen, wobei die bewegliche Behälterinnenwand 6.1 eine oszillierende Linearbewegung ausführt, die den Reinigungs- und/oder Rückspülvorgang einleitet.
  • Nach Beendigung des frei wählbaren Bewegungsvorganges sind die Ventile 18, 18.2 und 18.1 geöffnet und der Gehäuseinnenraum 7.1 ist entspannt.
  • Ausführungsbeispiel 6
  • Eine weitere vorteilhafte ausführung der Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung 34 besteht entsprechend 9 darin, dass ein gekapselter elektromagnetischer Linearmotor 33 vorhanden ist, der mit der beweglichen Behälterinnenwand 6.1 über eine Kolben- oder Aktuatorstange 21 gekoppelt ist, damit diese in eine oszillierende Linearbewegung gebracht werden kann, wobei er mit dem Gehäuse 5.1 durch eine Halterung 32 verbunden ist.
  • Wie bereits bei der in 8 beschriebenen Reinigungs- und/oder Rückspülvorrichtung 34 mit elektromagnetischem Tauchspulenantrieb 31 wird das Rückspülen und/oder die Reinigung durch eine im Steuergerät 19 implementierte Routine kontrolliert.
  • Der Reinigungs- und/oder Rückspülvorgang kann hiermit durch das Schließen der Ventile 18 und 18.1 sowie die Angleichung des an der Druckmessstelle P2 gemessenen Druckes eingeleitet werden, bis dieser mit dem an der Druckmessstelle P1 gemessenen Druck übereinstimmt. Dazu wird ein zeitlich getriggertes Be- und Entspannen des Gehäuseinnenraumes 7.1 durchgeführt. Stimmen die an den Druckmessstellen P1 und P2 gemessenen Drücke überein, wird das Ventil 18.2 geschlossen.
  • Danach ist der elektromagnetische Linearantrieb und/oder Linearmotor 33 frequenzgesteuert aktivierbar und die bewegliche Behälterinnenwand 6.1 ist in eine oszillierende Linearbewegung versetzbar. Nach der Beendigung eines gepulsten Rückspülens und/oder Reinigens sind die Ventile 18, 18.2 und 18.1 geöffnet und es ist der Gehäuseinnenraum 7.1 entspannt.
  • Die Erregung der v. g. Antriebe kann auch mittels eines Frequenzgenerators in Zusammenspiel mit dem Steuergerät 19 erfolgen.
  • Ausführungsbeispiel 7
  • 10 zeigt den konstruktiven und apparativen Aufbau gemäß dem Stand der Technik, wobei als Membranmodul, die in DE 20 2006 007 961.0 beschriebenen Membranelemente 3 und Gehäuse mit glatten Dichtflächen eingesetzt werden. Das keramische Membranelement 3 im Gehäuse des Membranmoduls verfügt z.B. über die aufgeführte Eigenschaften:
    Membrandurchmesser: 25 mm
    Membranmaterial: TiO2
    Länge: 600 mm
    Membranfläche: 0,2 m2
    Molekulargewicht cut-off: 50 kDa
    Mittlere Porengröße: 0,04 μm
  • Ausführungsbeispiel 8
  • Hier ist anstelle der in 10 beschriebenen und den Stand der Technik repräsentierenden Reinigungsvorrichtung 34 die in 4 gezeigte Anordnung enthalten, wobei, um den direkten Kontakt von Permeat und Steuerluft und/oder Steuergas auszuschließen eine in
  • 4 gezeigte Reinigungsvorrichtung 34 mit bewegter Behälterinnenwand 6.1 integriert ist.
    Membrantyp: Membranelement 3 mit glatten Dichtflächen entsprechend DE 20 2006 007 961.0
    Membrandurchmesser: 25 mm
    Membranmaterial: TiO2-Keramik
    Länge Membranelement: 600 mm
    Membranfläche: 0,2 m2
    Molekulargewicht cut-off: 50 kDa
    Mittlere Porengröße: 0,04 μm
  • Ausführungsbeispiel 9
  • Anstelle der in 10 gezeigten und den Stand der Technik repräsentierenden Reinigungsvorrichtung 34 ist die in 5 gezeigte Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung 34 mit bewegter Behälterinnenwand 6.1 eingeordnet, die sich von der gemäß Ausführungsbeispiel 8 beschriebenen Rückspül- beziehungsweise Reinigungsvorrichtung 34 dadurch unterscheidet, dass ein induktiver Stellungssensor 27 und/oder Näherungsschalter 20 und/oder Positioner 24 eingesetzt wird, der sowohl zur Erfassung der Position der bewegten Behälterinnenwand 6.1 und/oder zur Ansteuerung der elektromagnetisch betätigten Ventile 18.2, 18.1 und 18 nutzbar ist.
  • Ausführungsbeispiel 10
  • Die Separation der in Ausführungsbeispiel 9 beschriebenen Proteinlösung wird in einer ähnlichen Einrichtung durchführbar gestaltet, jedoch wird anstelle der in 5 gezeigten und den Stand der Technik repräsentierenden Reinigungsvorrichtung 34 die in 6 gezeigte erfindungsgemäße Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung 34 mit beweglicher Behälterinnenwand 6.1 eingeordnet, die sich von den in Ausführungsbeispiel 8 und 9 beschriebenen Rückspül- beziehungsweise Reinigungsvorrichtungen 34 dadurch unterscheidet, dass ein Pneumatikzylinder über eine Kolbenstange 21 mit einer bewegten Behälterin nenwand 6.1 verbunden ist, diese antreiben kann und deren Position dabei indirekt durch einen induktiven Stellungssensor 27 erfassbar ist, wodurch die Position des Kolbens 25 bestimmbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Reinigungs- und/oder Rückspülvorrichtung 34 eignet sich insbesondere zur Ablösung von Membranbelägen und/oder Ablagerungen auf der Membranoberfläche von keramischen, polymeren-, gesinterten metallischen Membranelementent 3, ausgeführt als Kapillar-, Rohr- und/oder Wickelmodule für die Mikro-, Ultra- und Nanofiltration sowie die Umkehrosmose.
  • Vorteilhaft ist außerdem, daß ein direkter Kontakt von Steuerluft und/oder Steuergas mit dem Permeat und/oder Filtrat vermieden wird und unerwartet geringe Hublängen der bewegten Behälterinnenwand 6.1 ausreichen, um einen vergleichsweise optimalen Reinigungseffekt zu erzielen, wobei zusätzlich die Möglichkeit besteht, den Reinigungsvorgang permanent und/oder zeitlich getaktet bei variabler und/oder zeitlich getakteter Frequenz durchzuführen.
  • Ausführungsbeispiel 11
  • Hier wird anstelle der in 10 gezeigten und den Stand der Technik repräsentierenden Reinigungsvorrichtung 34 die in 7 gezeigte Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung 34 mit beweglicher Behälterinnenwand 6.1 eingeordnet, die sich von den in den Ausführungsbeispielen 8 bis 10 beschriebenen pneumatischen Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtungen 34 dadurch unterscheidet, dass zum Antrieb der beweglichen Behälterinnenwand 6.1 ein pneumatischer Muskel 26 vorhanden ist und bei dem die Position der bewegten Behälterinnenwand 6.1 durch einen z. B. induktiven Stellungssensor 27 überwacht wird oder wie in Ausführungsbeispiel 9 beschrieben, durch das Setzen von Schaltpunkten im Steuergerät 19 zur Steuerung der Schritte Bespannen, Entspannen und Betrieb, eingesetzt wird.
  • Ausführungsbeispiel 12
  • Es wird anstelle der in 10 gezeigten und den Stand der Technik repräsentierenden Reinigungsvorrichtung 34 die in 8 dargestellte Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung 34 mit beweglicher Behälterinnenwand 6.1 eingeordnet, die sich von den in den Ausführungsbeispielen 8 bis 11 beschriebenen Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtungen 34 dadurch unterscheidet, dass zum Antrieb der beweglichen Behälterinnenwand 6.1 ein elektromagnetischer Tauchspulenantrieb 31 verwendet wird, der vorzugsweise über folgende Parameter verfügt:
    Spitzenkraft Fmax [N] 1000
    Dauerkraft FDauer [N] 450
    Spitzenstrom Imax [A] 40
    Kraftempfindlichkeit Fsensitivity [NA] 25
  • Ausführungsbeispiel 13
  • Es wird anstelle der in 10 gezeigten und den Stand der Technik repräsentierenden Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtungen 34 die in 9 dargestellte Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtung mit beweglicher Behälterinnenwand 6.1 eingeordnet, die sich von den in den Ausführungsbeispielen 8 bis 12 beschriebenen Rückspül- und/oder Reinigungsvorrichtungen 34 dadurch unterscheidet, dass zum Antrieb der beweglichen Behälterinnenwand 6.1 ein elektromagnetischer Linearantrieb und/oder Linearmotor 33 nutzbar ist, der vorzugsweise in diesem Ausführungsbeispiel über folgende Parameter verfügt:
    Spitzenkraft Fmax [N] 1800
    Dauerkraft FDauer [N] 356
    Spitzenstrom Imax [A] 51,2
    Kraftempfindlichkeit [NA N] 8
  • Es kann vorgesehen werden, dass zwischen den Impulszellen ein Reaktor mit einer Kompositpackung, ein Membranreaktor und/oder ein Apparat zur Permentation, ein Mischer und/oder ein Extraktionsapparat, ein Wärmetauscher, ein oder mehrere Rohr/-e verspannt sind.
  • Die elektromagnetisch betätigbaren Ventile 18, 18.1, 18.2, 18.3 und 18.4 können auch als Rückschlagventile oder -klappen ausgebildet sein. Die bewegten Behälterinnenwände 6.1, 6.2 und 6.3 sind durch eine Feder in den Gehäuseinnenräumen 7.1, 7.2 und 7.3 fixiert.
  • Es kann vorgesehen werden, dass zwischen den Impulszellen ein Reaktor mit einer Kompositpackung, ein Membranreaktor und/oder ein Apparat zur Fermentation, ein Mischer und/oder ein Extraktionsapparat, ein Wärmetauscher, ein oder mehrere Rohre verspannt sind.
  • Die elektromagnetisch betätigbaren Ventile 18, 18.1, 18.2, 18.3 und 18.4 können auch als Rückschlagventile oder -klappen ausgebildet sein. Die bewegten Behälterinnenwände 6.1, 6.2 und 6.3 können durch eine Feder in den Gehäuseinnenräumen 7.1, 7.2 und 7.3 fixiert sein.
    • 1.1
    Konnektor
    1.2
    Konnektor
    2
    Gehäuse
    3
    Membranelement
    4.1
    Impulszelle
    4.2
    Impulszelle
    4.3
    Impulszelle
    5.1
    Gehäuse
    5.2
    Gehäuse
    6.1
    Behälterinnenwand
    6.2
    Behälterinnenwand
    6.3
    Behälterinnenwand
    7.1
    Gehäuseinnenraum – der Impulszellen
    7.2
    Gehäuseinnenraum – der Impulszellen
    7.3
    Gehäuseinnenraum – der Impulszellen
    8
    Retentatkreislauf
    9
    Leitung Arbeitsluft/-gas
    10
    Leitung Arbeitsluft/-gas
    11
    Permeatstutzen
    12
    Retentateingang
    13
    Auslassbereich
    14
    Einlassbereich
    15
    Austrittsbereich
    15.1
    Linearaktuator
    15.2
    Linearaktuator
    16
    Signalprozessor
    V1 bis V12
    Ventile
    FCV
    Ventil
    P1 bis P5
    Druckmessstellen
    T1
    Temperaturmessstelle
    T2
    Temperaturmessstelle
    P01
    Pumpe
    FC1
    Durchflussmessung
    B
    Kreislaufbehälter
    17
    Antrieb
    18
    elektromagnetisches Ventil,
    18.1
    elektromagnetisches Ventil,
    18.2
    elektromagnetisches Ventil,
    18.3
    elektromagnetisches Ventil,
    18.4
    elektromagnetisches Ventil,
    19
    Steuergerät
    20
    induktiver Näherungsschalter
    21
    Kolbenstange
    22
    Hubraum
    23
    Hubraum
    24
    Positioner
    25
    Kolben
    26
    pneumatischer Muskel
    27
    induktiver Stellungssensor
    28
    Dichtring
    29
    Flanschverschraubung
    30
    Tauchspule
    31
    Tauchspulenantrieb
    32
    Halterung
    33
    elektromagnetischer Linearantrieb und/oder -motor
    34
    Rückspül- bzw. Reinigungsvorrichtung
    35
    beweglicher Schaft

Claims (12)

  1. Einrichtung, bestehend aus einer modifizierten Anordnung von Elementen zur Reinigung frei beweglicher Membranen in membrangestützten Prozessen zur Unterbindung und Vermeidung von Konzentrationspolarisation und/oder Scaling und/oder Fouling, auf den Gebieten der Mikro-, Ultra- und Nanofiltration, der Umkehrosmose, der Trennung von gasförmigen und flüssigen Mischungen und/oder von membrankatalytisch geführten Prozessen, gekennzeichnet dadurch, dass ein und/oder mehrere Membranelemente (3) mit glatten Dichtflächen und/oder in jeder anderen Bauan – ausgeführt als Hohlfaser-, Kapillar-, Rohr-, Wickelelement und/oder jeder anderen Ausbildung – durch Konnektoren (1.1) bzw. (1.2) mit Impulszellen (4.1) bzw. (4.2) in Wirkverbindung stehen, weiterhin zwischen den Impulszellen (4.1) und (4.2) und Gehäusen (5.1) und (5.2) bewegliche Behälterinnenwände (6.1) und (6.2) dichtend verspannt sind, in eine oszillierende Linearbewegung mit 10–3 bis 1 MHz und/oder jede beliebige Frequenz mit definierter Auslenkungslänge und/oder Amplitude versetzt werden können, wodurch das in einem Retentatraum eines Membranelements (3) mit glatten Dichtflächen enthaltene Medium, insbesondere die darin enthaltenen Bestandteile in einen Zustand versetzt werden, der es ermöglicht, an der Membranoberfläche haftende Beläge abzulösen und/oder deren Bildung zu unterdrücken, sowie weiterhin zur Unterstützung dieses Effektes bei Bedarf und/oder permanent und/oder in jeder anderen Art und Weise eine bewegliche Behälterinnenwand (6.3), die zwischen einer Impulszelle (4.3) und einem Gehäuse (5.3) mit einem Gehäuseinnenraum (7.3) dichtend verspannt ist, eine oszillierende Linearbewegung ausführen kann, um Permeat aus einer weiteren Impulszelle (4.3) von der Permeatseite impulsartig in einen Retentatraum zu pressen.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit zwischen den Impulszellen (4.1) und (4.2) angeordnetem Reaktor, der eine Kompositpackung enthält.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 mit zwischen den Impulszellen (4.1) und (4.2) angeordnetem Membranreaktor und/oder einem Apparat zur Fermentation.
  4. Einrichtung nach Anspruch 1 mit zwischen den Impulszellen (4.1) und (4.2) angeordnetem Mischer und/oder einem Extrationsapparat.
  5. Einrichtung nach Anspruch 1 mit zwischen den Impulszellen (4.1) und (4.2) angeordnetem Wärmetauscher.
  6. Einrichtung nach Anspruch 1 mit zwischen den Impulszellen (4.1) und (4.2) verspannten Rohren oder einem verspannten Rohr.
  7. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die elektro-magnetisch betätigbaren Ventile (V8) und/oder (V11) als ein Rückschlagventil oder als eine Rückschlagklappe modifizierbar sind.
  8. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die bewegten Behälterinnenwände (6.1), (6.2) und/oder (6.3) durch eine Feder in den Gehäuseinnenräumen (7.1), (7.2) und/oder (7.3) fixiert sind.
  9. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass als Aktuatoren Pneumatikzylinder, pneumatische Muskel (26), elektromagnetische Tauchspulenantriebe (31) sowie elektromagnetische Linearantriebe und/oder Linearmotoren (33) angeordnet sind.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, dass beim Einbau von elektromagnetischen Tauchspulenantrieben (31) elektromagnetischen Linearantrieben und/oder Linearmotoren (33) die definierte Auslenkung einer beweglichen Behälterinnenwand (6.1), (6.2) und/oder (6.3) durch einen Frequenzgenerator und/oder in einem Steuergerät (19) integrierte analoge Ausgänge schaltbar ist.
  11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 9, gekennzeichnet dadurch, dass die Aktuatoren mit einer beweglichen Behälterinnenwand (6.1), (6.2), (6.3) lösbar oder unlösbar verbunden sind.
  12. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 8 und 10, gekennzeichnet dadurch, dass als Material für die beweglichen Behälterinnenwände (6.1), (6.2) und (6.3) elastische Kunststoffe, Polymere, Polymergemische, Verbundstoffe, Metalle und/oder metallische Legierungen eingesetzt sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102013004001A1 (de) 2013-03-08 2014-09-11 Universität Bremen Vorrichtung zum Auftrennen einer Partikel enthaltenden wässrigen Phase und Verfahren zu dessen Reinigung
CN105536543A (zh) * 2015-12-14 2016-05-04 广东创源节能环保有限公司 一种振动式立式卷式膜过滤装置
WO2018145714A1 (en) * 2017-02-10 2018-08-16 Sani Membranes Aps Vibrating filter-plate assembly device
DE102018000362A1 (de) * 2018-01-18 2019-07-18 Bastian Wesselmann Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013004001A1 (de) 2013-03-08 2014-09-11 Universität Bremen Vorrichtung zum Auftrennen einer Partikel enthaltenden wässrigen Phase und Verfahren zu dessen Reinigung
CN105536543A (zh) * 2015-12-14 2016-05-04 广东创源节能环保有限公司 一种振动式立式卷式膜过滤装置
WO2018145714A1 (en) * 2017-02-10 2018-08-16 Sani Membranes Aps Vibrating filter-plate assembly device
DE102018000362A1 (de) * 2018-01-18 2019-07-18 Bastian Wesselmann Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen
DE102018000362B4 (de) 2018-01-18 2023-04-27 Bastian Wesselmann Vorrichtung zum Erzeugen von Schwingungen sowie Vorrichtung zum Filtern von Flüssigkeiten

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