DE2501733B2

DE2501733B2 - Verfahren zur Ermittlung der Umschaltpunkte für Mischflüssigkeiten bei Filtrationsprozessen

Info

Publication number: DE2501733B2
Application number: DE2501733A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Seitz-Werke GmbH
Current assignee: Seitz-Werke GmbH
Priority date: 1975-01-17
Filing date: 1975-01-17
Publication date: 1978-11-30
Also published as: ES443734A1; NL7514155A; ATA932175A; JPS5197064A; IT1052467B; DE2501733A1; FR2297663A1; BE837256A; FR2297663B1; DD123857A5; ZA76171B; DE2501733C3; JPS5790B2; AT345306B; GB1533632A; US4045342A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung ^wl der Umschaltpunkte für Mischflüssigkeiten bei der Filtration mit Anschwemm-, Schichten- oder Messefiltern durch Bestimmung der Flüssigkeitsdichte mittels eines Dichtemessers im Filterauslauf, dessen Meßweite mit einstellbaren Sollweiten kontinuierlich verglichen ^hi und zur automatischen Umschaltung herangezogen werden.

Bei der Getränkefiltration mittels Anschwemm-,

Schichten- oder Messefiltern wird für die während der Vor- und Nachlaufphase einsetzende Flüssigkeitsverdrängung innerhalb des Filters eine weitestgehende genaue Abgrenzung des Getränkes von der Vor- oder Nachlaufflüssigkeit verlangt, die je nach gegebener Zusammensetzung zur weiteren Verwertung in den einen oder anderen Tank geleitet wird oder in die Kanalisation abfließt Diese Forderung gilt vor allem für die Bierfiltration, wobei die Vor- oder Nachlaufflüssigkeit sowohl Wasser als auch eine vom zu filtrierenden Bier unterschiedliche Biersorte sein kann, die in einen besonderen Tank zu leiten ist Die in allen diesen Fällen für die jeweilige Transportrichtungsänderung der Flüssigkeit maßgebenden Umschaltpunkte sind durch verschiedenartige Meßverfahren ermittelbar.

So ist es durch die »THORMETALL-INFORMATION« Blatt 714 004—223 der Firma THORMETALL-Gesellschaft mbH, 4 Düsseldorf 30, bekannt, die Umschaltpunkte für Wasser/Vorlauf und Vorlauf/Bier bzw. Bier/Nachlauf und Nachlauf/Wasser durch Dichtemessung der vom Filter abströmenden Flüssigkeit zu ermitteln. Hierzu ist am Filterauslauf ein Dichtemesser angeordnet, dessen Meßwerte in einem Schaltgerät mit einstellbareil Sollwerten kontinuierlich und automatisch verglichen werden. Entsprechen die gemessenen Werte den Sollwerten, dann lösen vorhandene optische und akustische Vorrichtungen Signale aus, welche den Bedienungsmann oder vorhandene Magnetventile veranlassen, die Transportrichtung der Flüssigkeit zu ändern, auch können zusätzliche Kontakte zur automatischen Umschaltung von Ventilen belegt werden. Durch die bei der bekannten Methode maßgebende Orientierung der Meßwerte an den gewählten Sollwerten, welche die obere und untere Toleranzgrenze für die jeweilige Produktendichte kennzeichnen, ist die Bestimmung der richtigen Umschaltpunkte nicht immer gewährleistet. So kann es bei der Filtration von ein und derselben Biersorte vorkommen, daß die ermittelten Meßwerte die Sollwerte kurzzeitig nach oben oder nach unten überschreiten und die Anzeige von Umschaltpunkten erfolgt oder unterbleibt, obwohl der jeweils größte Dichtewert des Bieres noch nicht gemessen oder bereits gemessen wurde.

Durch Paukner und Chaniotis »Die Bestimmung des Extraktgehaltes von Bier bei der Filtration durch Leitfähigkeitsmessung«, BRAUWELT, Jg. 96 (1956) Nr. 89, S. 1587-1590 ist es ferner bekannt, die Umschaltpunkte für Vor- und Nachlauf sowie für unterschiedliche Biersorten durch elektrische Leitfähigkeitsmessungen der Mischflüssigkeit bzw. des Bieres zu ermitteln. Auch hierbei werden die fortlaufend am Ein- und Auslauf des Filters gemessenen Leitfähigkeitswerte mit einem Sollwert verglichen.

Ausgehend von der bekannten Methode, die Umschaltpunkte durch Bestimmung der Flüssigkeitsdichte mittels eines im Filterauslauf angeordneten Dichtemessers zu ermitteln, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Verfahrensweise anzugeben, die zur Ermittlung der Umschaltpunkte für Mischflüssigkeiten bei der Filtration mit Anschwemm-, Schichten- oder Massefiltern bewußt auf vorgegebene Sollwerte verzichtet und den Vergleich der gemessenen Flüssigkeitswerte mit den Sollwerten vermeidet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man die Messungen in definierter Zeitfolge vornimmt und die ermittelten Werte miteinander auf Gleichwertigkeit vergleicht und bei voneinander abweichender Wertigkeit jeweils einen ersten Umschaltpunkt

und bei gegebener Gleichwertigkeit einen nachfolgenden Umschaltpunkt festlegt

Das vorgeschlagene Verfahren trägt somit jeglicher Änderung der Dichte der Mischflüssigkeit Rechnung und gibt bei Änderungen zwischen glcchen oder gleichartigen Dichtewerten jeweils einen ersten Umschaltpunkt, bei gleichbleibenden Werten jeweils den nachfolgenden Umschaltpunkt an. Dadurch werden sowohl Vorlauf als auch Nachlauf oder bei Biersortenwechsel Zwischenlauf erkennbar und die jeweiligen Umschaltpunkte für den Bedienungsmann bestimmbar.

Für diese Bestimmung der Umschaltpunkte durch ständige Ermittlung und Vergleich von Dichtewerten auf Gleichwertigkeit ist nach weitergehender Erfindung vorgesehen, daß man zur Festlegung des ersten Umschaltpunktes einen ermittelten Dichtewert als Bezugswert speichert und ihn mit einem nachfolgend ermittelten Dichtewert auf abweichende Wertigkeit vergleicht und sodann zur Festlegung des nachfolgenden Umschaltpunktes den bei Festlegung des ersten Umschaltpunktes nach Speicherung des Bezugswertes ermittelten Dichtewert seinerseits als Bezugswert speichert und ihn mit einem oder mehreren nachfolgend ermittelten Dichtewerten vergleicht und bei Wertabweichung den jeweils nachfolgend ermittelten Dichtewert seinerseits als Bezugswert speichert und diesen wiederum mit nachfolgend ermittelten Dichtewerten vergleicht und von diesen jeweils bei Wertabweichung einen als Bezugswert speichert, und zwar so lange, bis Gleichwertigkeit zwischen einem gespeicherten und einem ermittelten Wert besteht.

Hierbei kann die von der Erfindung geforderte Gleichwertigkeit zwischen einem gespeicherten und einem ermittelten Dichtewert innerhalb einer frei wählbaren Toleranz gegeben sein. Gemäß weitergehender Erfindung wird zweckmäßigerweise bei steigenden Dichtwerten die positive Abweichung vom Bezugswert, bei fallenden Dichtewerten die negative Abweichung vom Bezugswert angezeigt und die definierte Zeitfolge dem Filtervolumen und der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit innerhalb des Filters angepaßt.

Es zeigen Fig. 1, 2 das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Beispiels einer hierzu geeigneten Vorrichtung.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist der Anschwemmfilter, bei dem es sich selbstverständlich auch um einen Schichten- oder Massefilter nach Art einer Filterpresse oder eines Kesselfilters handeln kann, mit 10 bezeichnet. Er trägt an einer Frontseite 11 je einen Einlauf- und Auslaufstutzen 12 und 13, wobei am Einlaufstutzen 12 eine nicht näher dargestellte Leitung für die dem Filter 10 zuzuführende Flüssigkeit und am Auslaufstutzen 13 mittels einer Verschraubung 14 eine die Flüssigkeit vom Filter 10 abführende Leitung 15 angeschlossen ist. Die Leitung 15 führt zu einem Drucktank 16, mit dessen Eingangsleitung 17 sie ebenfalls durch eine weitere lösbare Schraubverbindung 18 verbunden ist. In die Leitung 15 zwischengeschaltet ist ein zweckmäßigerweise pneumatisch betätigbares 3-Wege-Ventil 19. Es ist mit einer Umschalteinrichtung 20 versehen, deren Steuerleitung I (F i g. 2) zu einem Steuergerät 21 führt, das zweckmäßigerweise auf Stützen 22 aufsitzt und wobei die Leitung 15 an dem benachbarten Stützenpaar durch Rohrklemmen 23 lösbar angebracht ist. In die Leitung 15, zwischen Ventil 19 und dem Filterauslaufstutzen 13, zweckmäßigerweise in unmittelbarer Nähe des Ventils 19, ist ferner ein Drosselorgan 36 eingesetzt. Es ist durch eine von der Leitung 15 abführende und wieder einmündende Bypass-Leitung 35 überbrückt, in die ein Dichtemeßwert-Aufnehmer 24 eingeschaltet ist Von der Leitung 15 zweigt eine an einem Ausgangsstutzen 25 des Ventils 19 angeschlossene Leitung 26 ab. Sie führt 2U einem weiteren Drucktank 27 und ist mit dessen Eingangsleitung 28 ebenfalls durch eine Schraubverbindung 29 verbunden und durch eine weitere Rohrklemme 30 an einer Stütze 22 fixiert In die Leitung 26 zwischengeschaltet ist ein weiteres 3-Wege-Ventil 31 mit einer Umschalteinrichtung 32 und einer davon ebenfalls zum Steuergerät 21 führenden Steuerleitung II. Am 3-Wege-Ventil 31 ist ein sich zu einem Abflußkanal 33 erstreckendes Rohrstück 34 angeschlossen.

Wie aus F i g. 2 weiter ersichtlich, steht der Meßwertaufnehmer 24 mit einem Meßwertanpasser 38 in Verbindung, an den wiederum ein Meßwertausgeber 39 angeschlossen ist Meßwertanpasser 38 und Meßwertausgeber 39, die innerhalb des Steuergeräts 21 angeordnet sind, bilden zusammen mit dem Aufnehmer 24 eine Meßkette, die von einem ebenfalls innerhalb des Steuergerätes 21 angeordneten Netzgerät 40 ebenso versorgt wird wie der mit dem Netzgerätanschluß 37 über die Leitung b verbundene Meßwertaufnehmer 24.

2ϊ Das Netzgerät 40 ist mit einem am Gerät 21 angebrachten Schalter 41, der zugleich den Ein- und Ausschalter für die Meßkette 24, 38, 39 bildet, an das betriebliche Versorgungsnetz 42 an- bzw. abschaltbar.

Der Meßwertanpasser 38 besitzt einen Ausgang 43

«· für ein Gerät 44, das den vom Aufnehmer 24 in der Bypass-Leitung 35 ermittelten Dichtewert der Flüssigkeit in Form von fortlaufend aufeinanderfolgenden Ziffern anzeigt. Demgegenüber weist der Meßwertausgeber 39 einen Ausgang 45 für ein Gerät 46 auf, das bei

J' steigenden Dichtewerten die positive Abweichung vom gespeicherten Bezugswert, bei fallenden Werten die negative Abweichung vom gespeicherten Bezugswert anzeigt. Der Fußwertausgeber 39 besitzt außerdem einen Eingang 47 für eine Schalteinrichtung 48 zum

■"> Bereitschalten des Meßwertausgebers 39 für den Voroder Nachlauf sowie Ausgänge 49, 50 für je einen elektropneumatischen Wandler 51, 52 zum Betätigen der den 3-Wege-Ventilen 19, 31 jeweils zugeordneten Umschalteinrichtungen 20 und 32. Angeschlossen sind

⁴'» die Wandler 51 und 52 an ein mit 53 bezeichnetes Druckluftnetz des Betriebes mit der Leitung III. Auch von den zum Steuergerät 21 führenden Leitungen I und

11 ist die Leitung I am Wandler 51, die Leitung II am Wandler 52 angeschlossen. Anstelle der von Hand

■>» betätigbaren Schalteinrichtung 48 ist der Meßwertausgeber 39 über den Eingang 47 auch mit einer Fernbedienungseinrichtung beeinflußbar, die beispielsweise aus einem Programmschaltwerk, einer Leitfähigkeitsmeßeinrichtung oder Dichtemeßeinrichtung beste-

>■"· hen kann, wobei deren Meßwertgeber in der Zuleitung

12 des Filters 10 angeordnet ist und welcher die Zuführung von Bier oder Wasser dem Meßwertausgeber 39 signalisiert.

Hieraus ergibt sich folgende Verfahrensweise für eine '·" Bierfiltration mit Filtervor- und -nachlauf, wobei Tank 16 als Biertank und Tank 27 als Gemischtank dienen soll:

Nachdem das Drosselorgan 36 so eingestellt ist, daß in der Bypaß-Leitung 35 eine zur Meßwertaufnahme ' geeignete Strömung herrscht und die Meßeinrichtung mit dem Schalter 41 eingeschaltet und auf Vorlauf »V« mittels der Schalteinrichtung 48 eingestellt ist, steht jeweils an den Ausgängen 49,50 des MeßwertausEebers

39 ein Signal an, das zur Umschaltung der Wandler 51, 52 führt. Dadurch werden die beiden Umschalteinrichtungen 20, 32 der 3-Wege-Ventile 19, 31 mit Druckluft beaufschlagt und die Ventile 19, 31 jeweils auf rechtwinkligen Durchgang verstellt. In dieser Ventilstellung ist über die Leitung 15, Ventil 19, Leitung 26, Ventil 31, Flohrstück 34 eine zum Kanal 33 führende Leitungsverbindung hergestellt und der Zulauf zu den beiden Tanks 16, 27 gesperrt. Strömt daraufhin dem Filter 10 über den Einlaufstutzen 12 Filtergut zu, dann verdrängt dieses aus dem Filter das noch vom Spülvorgang beispielsweise vorhandene Wasser, das über die bestehende Leitungsverbindung in den Kanal 33 abfließt. Sobald der hinter dem Filterausgang 13 in der Bypaß- Leitung 35 vom Meßwertaufnehmer 24 zuerst gemessene Dichtewert der abfließenden Flüssigkeit vom Meßwertanpasser 38 als Bezugswert gespeichert ist, wird in einer definierten Zeit zum gespeicherten Wert ein weiterer vom Aufnehmer 24 ermittelter Dichtewert im Meßwertanpasser 38 mit dem Bezugswert verglichen. Weicht bei dem Vergleich, der nach jeweiliger Dichtemessung vorgenommen wird und wobei das Gerät 44 gleichzeitig den jeweils gespeicherten Bezugswert und die ermittelten Dichtewerte in Form von aufeinanderfolgenden Ziffern anzeigt und außerdem das Gerät 46 die positive Abweichung erkennen läßt, der ermittelte Dichtewert vom Bezugswert ab, so ergibt sich der erste Umschaltpunkt und der Meßwertanpasser 38 löscht das am Ausgang 50 des Meßwertausgebers 39 anstehende Signal. Es wird dadurch der Wandler 52 stromlos und nimmt eine Schaltlage ein, bei der die Umschalteinrichtung 32 über die Steuerleitung II entlüftet wird und das 3-Wege-Ventil 31 die Verbindung zum Kanal 33 unterbricht und mit einem geraden Flüssigkeitsdurchgang über die Leitung 26 und die Eingangsleitung 28 die Verbindung und den Flüssigkeitstransport zum Tank 27 herstellt. Die Verbindung zum Tank 27 bleibt so lange bestehen, bis der Meßwertanpasser 38, der den bei Festlegung des ersten Umschaltpunktes maßgebenden Bezugswert noch gespeichert hat und diesen Wert mit den weiterhin in definierter Zeitfolge fortlaufend vom Aufnehmer 24 ermittelten Dichtewerten vergleicht und bei voneinander abweichender Wertigkeit jeweils den nachfolgend ermittelten Dichtewert seinerseits als Bezugswert speichert und auch diesen Wert sodann mit den weiter ermittelten Dichtewerten fortlaufend vergleicht und bei erneuter Wertabweichung jeweils einen Dichtewert wiederum als Bezugswert speichert, bis er Gleichwertigkeit zwischen einem zuvor als Bezugswert gespeicherten und einem nachfolgend gemessenen Dichtewert festgestellt hat. Auch hierbei werden im Gerät 44 und 46 in Form der aufeinanderfolgenden Ziffern die Bezugswerte und Dichtewerte sowie die positive Abweichung angegeben. Bei Gleichweritgkeit, die im Gerät 44 durch Stillstand der Ziffernfolge und Angabe des als Bezugswert gespeicherten letzten Dichtewertes ersichtlich wird und den nachfolgenden Umschaltpunkt ergibt, löst der Meßwertanpasser 38 das am Ausgang des Meßwertausgebers anstehende Signal aus. Der Wandler 51 nimmt dadurch eine Schaltlage ein, bei der über die Steuerleitung I die Umschalteinrichtung 20 entlüftet wird und das 3-Wege-Ventil 19 die Verbindung zu den Leitungen 26, 28 und dem Tank 27 abschaltet und im geraden Durchgang durch die gesamte Leitung 15 den Zufluß zum Tank 16 herstellt, der das filtrierte Bier aufnimmt
Für die Nachlaufphase mil der dafür vorgesehenen Verdrängungsflüssigkeit, z. B. Wasser, wird die Schalteinrichtung 48 auf Nachlauf »N« umgestellt. Registrierl danach der Meßwertanpasser 38 einen vom Aufnehmei 24 gemessenen Dichtewert, der gegenüber dem im Meßwertanpasser 38 noch vom Filtrationsvorgang stammenden zuletzt gespeicherten Bezugswert abweicht, dann ergibt sich der erste Umschaltpunkt und der Meßwertausgeber 39 erhält vom Meßwertanpassei 38 ein Signal, das daraufhin am Ausgang 49 ansteht und den Wandler 51 zum Umschalten des 3-Wege-Ventils 19 beeinflußt. Dieses unterbricht den zum Tank 16 führenden Flüssigkeitsweg und gibt ihn für das vom Filter 12 abfließende Filtergut-Verdrängungsflüssigkeitsgemisch, z. B. Bier-Wasser-Gemisch, über die Leitungen 15, 26, 28 zum Tank 27 frei. Die Stellung des Ventils 19 bleibt so lange beibehalten, bis der Meßwertanpasser 38, der den bei Festlegung des ersten Umschaltpunktes maßgebenden Bezugswert noch gespeichert hat und diesen Wert mit den weiterhin in definierter Zeitfolge fortlaufend vom Aufnehmer 24 ermittelten Dichtewerten vergleicht und bei voneinander abweichender Wertigkeit jeweils den nachfolgend ermittelten Dichtewert seinerseits als Bezugswert speichert und auch diesen Wert sodann mit den weiter ermittelten Dichtewerten fortlaufend vergleicht und bei erneuter Wertabweichung jeweils einen Dichtewert wiederum als Bezugswert speichert, bis er Gleichwertigkeit zwischen einem zuvor als Bezugswert gespeicherten und dem nachfolgend gemessenen Dichtewert feststellt. Auch hierbei wird im Gerät 44 in Form der aufeinanderfolgenden Ziffern die bereits mit Einsetzen der Vorlaufphase begonnene Anzeige für die Bezugswerte und die Dichtewerte vorgenommen und im Geräi 46 die negative Abweichung angegeben. Bei Gleichwertigkeit, die auch beim Nachlauf im Gerät 44 durch Stillstand der Ziffernfolge und Angabe des als Bezugswert gespeicherten letzten Dichtewertes ersichtlich wird, erscheint am Ausgang 50 des Meßwertausgebers 39 wiederum ein Signal, das die Umschaltung de« Wandlers 52 bewirkt, der seinerseits die Umschalteinrichtung 32 zum Verstellen des 3-Wege-Ventils 31 betätigt, das den zum Tank 27 führenden Flüssigkeitsweg abschaltet und für die Verdrängungsflüssigkeit über den Rohrstutzen 34 den Weg zum Kanal 33 freigibt.

Findet während der Filtration ein Wechsel der Biersorte statt, wobei die Sorten unterschiedliche Dichtewerte besitzen und für jede Sorte ein separater Tank vorgesehen ist, dann wird bei der Schaltstellung Vorlauf »V« der ermittelte Dichtewert des aus dem Filter austretenden Bieres mir dem gespeicherter Bezugswert des zuvor filtrierten Bieres verglichen und bei abweichender Wertigkeit ein erster Umschaltpunki festgelegt. Der nachfolgende Umschaltpunkt ergibt sich dann, sobald der letzte eingespeicherte Bezugswen beim Vergleich mit einem nachfolgend ermittelter Dichtewert gleichwertig ist. Ändert sich erneut die Biersorte, dann wird ein jeweils erster und weiterei Umschaltpunkt in der vorbeschriebenen Weise festgelegt, wobei die im Gerät 44 angezeigte Ziffernfolge ein« den jeweiligen Dichtewerten entsprechende steigende oder fallende Tendenz aufweisen kann. Für die Transportrichtungssteuerung der unterschiedlicher Biersorten kann oftmals auf den ersten Umschaltpunki verzichtet und mittels des nachfolgenden Umschaltpunktes das Bier unmittelbar in den vorgesehenen Tank geleitet werden. Das vorangehende Biergemisch gelangt dadurch in den Tank der zuvor filtrierter Biersorte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ermittlung der Umschaltpunkte für Mischflüssigkeiten bei der Filtration mit Anschwemm-, Schichten- oder Massefiltern durch Bestimmung der Flüssigkeitsdichte mittels eines Dichtemessers im Filterauslauf, dessen Meßweite mit einstellbaren Sollweiten kontinuierlich verglichen und zur automatischen Umschaltung herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Messungen in definierter Zeitfolge vornimmt und die ermittelten Werte miteinander auf Gleichwertigkeit vergleicht und bei voneinander abweichender Wertigkeit jeweils einen ersten Umschaltpunkt und bei gegebener Gleichwertigkeit is einen nachfolgenden Umschaltpunkt festlegt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Festlegung des ersten Umschaltpunktes einen ermittelten Dichtewert als Bezugswert speichert und ihn mit einem nachfolgend ermittelten Dichtewert auf abweichende Wertigkeit vergleicht und sodann zur Festlegung des nachfolgenden Umschschaltpunktes den bei Festlegung des ersten Umschaltpunktes nach Speicherung des Bezugswertes ermittelten Dichtewert seinerseits als Bezugswert speichert und ihn mit einem oder mehreren nachfolgend ermittelten Dichtewerten vergleicht und bei Wertabweichung den jeweils nachfolgend ermittelten Dichtewert seinerseits als Bezugswert speichert und diesen wiederum mit nachfolgend ermittelten Dichtewerten vergleicht und von diesen jeweils bei Wertabweichung einen als Bezugswert speichert, und zwar so lange, bis Gleichwertigkeit zwischen einein gespeicherten und einem ermittelten Wert besteht. ■«

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichwertigkeit zwischen einem gespeicherten und einem ermittelten Dichtewert innerhalb einer frei wählbaren Toleranz gegeben ist. ⁴⁽⁾

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Dichtewerte sowie die Bezungswerte in Form von aufeinanderfolgenden Ziffern angezeigt werden. *^r>

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei steigenden Dichtewerten die positive Abweichung vom gespeicherten Bezugswert, bei fallenden Dichtewerten die negative Abweichung vom gespeicher- ^r>» ten Bezugswert angezeigt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die definierte Zeitfolge dem Filtervolumen und der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit innerhalb ^r>r> des Filters angepaßt ist.