DE3152232C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Filtern einer Aufschlämmung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine zur Durch­ führung des Verfahrens geeignete Vorrichtung entsprechend dem Ober­ begriff des Anspruchs 2. Bei der Aufschlämmung kann es sich zum Beispiel um Bäckereihefe gemischt mit Kochsalz oder anderem aktiven Elektrolyt nach dem Zytorrhyse-Verfahren handeln, oder es können andere Pflanzen­ zellmaterialien mit oder ohne Salz gefiltert werden.

Bei solchen Verfahren wird zuerst die rotierende Filtertrommel mit einem Filterhilfsmittel, einem sogenannten Precoat, zum Beispiel Stärke, vor­ beschichtet. Das Filtern z. B. der mit Elektrolyt gemischten Hefeauf­ schwämmung wird von einem unter dem tiefsten Punkt der rotierenden Fil­ tertrommel angeordneten Trog aus durgeführt. Das Herauswaschen des Salzes erfolgt auf bekannte Weise, und der beim Filtervorgang gebildete Filterkuchen wird mittels eines Abnahmemessers abgenommen.

Beispiele des Standes der Technik auf diesem Gebiet sind das sogenannte Lundin-Filter oder das sogenannte Schnellfilter mit Bodentrog, die von AB Alfa Laval, Schweden, vermarktet werden.

Sehr geringe Veränderungen in der Konzentration, Zusammensetzung oder den Eigenschaften eines Produktes verlangen höchst unterschiedliche Kon­ taktzeiten zwischen Filteroberfläche und Aufschlämmung, um ein optimales Filterungsresultat zu ergeben. Aus diesem Grund sind die Filterungsre­ sultate mit den bekannten Filtern selten optimal, weil die Filter in den meisten Fällen nur für ein Produkt optimal angepaßt snid. Die erforder­ liche Änderung des Kontaktbereichs zwischen der Aufschlämmung und der aktiven Filteroberfläche kann zwischen einem Eintauchwinkel von 180°, d.h. wenn die halbe Filtertrommel in die Aufschlämmung eingetaucht ist, z. B. beim Filtern von Most in Weinkellern, und einem Eintauchwinkel von 1-2°, z. B. beim Filtern von Bodensätzen in Hefe in Weinkellern oder Brauereien, schwanken. Dies bedeutet, daß das Verhältnis zwischen Ein­ tauchzone und Trockenzone im ersten Fall 1 : 1 und im zweiten Fall von der Größenordnung 1 : 250 ist.

Wenn der Stand der Aufschlämmung im Trog bei herkömmlichen Bodentrogfil­ tern zwecks Reduzierung der Kontaktzeit gesenkt wird, und das Abnahme­ messer in seiner ursprünglichen Lage verbleibt, geht ein entsprechender Teil der aktiven Filteroberfläche verloren, und gleichzeitig entsteht Luftleckage. Die Folge ist somit verminderte Filterungsleistung. Wenn stattdessen der Stand der Aufschlämmung im Trog erhöht wird, ergibt dies eine optimale Filterungsleistung nur für eine sehr begrenzte Anzahl von Aufschlämmungen. Für die meisten Aufschlämmungen, z. B. in der Gärstoff­ industrie, kann die resultierende lange Kontaktzeit zwischen Filterober­ fläche und Aufschlämmung nicht zur Kuchenbildung ausgenutzt werden. Auch in diesem Fall ist das Ergebnis folglich eine beträchtlich verminderte Filterungsleistung.

Die meisten der gegenwärtig existierenden rotierenden Vakuumfilter wei­ sen somit den Nachteil auf, daß es schwierig ist, einen guten Ausgleich zwischen Belagzone und Trockenzone zu erhalten, d.h. zwischen dem Trom­ melteil, wo die Kuchenbildung erfolgt, und dem Trommelteil, wo der Fil­ terkuchen allmählich höchsten Trockengehalt erhält.

Ein hiermit zusammenhängendes Problem ist, daß bei einem einer bestimm­ ten Aufschlämmung angepaßten Trog der genannte Ausgleich während der Filterung sich ändert, weil das Messer in Beziehung zum Trog und zum Stand der Aufschlämmung bewegt wird.

Die gattungsbildende US-PS 38 69 389 zeigt einen in seiner Höhenlage verstellbaren Trog und darüber hinaus ein verstellbares Abnahmemesser. Das Messer ist nicht mit dem Trog verbunden, und es wird nur am Ende des Filtervorgangs an die Filtertrommel angestellt, um den Filterkuchen ab­ zunehmen und gegebenenfalls die Filteroberfläche zu reinigen und Precoat abzunehmen. Während des größten Teils des Filtervorgangs steht jedoch das Abnahmemesser entfernt von der Filtertrommel fest. Der Troginhalt steht nur am Anfang des Filtervorgangs oben in Berührung mit der Filtertrom­ mel, während anschließend sofort der Filtertrog abgesenkt wird und stän­ dig unterhalb der Filtertrommel ohne Berührung der Aufschlämmung mit der Filtertrommel steht. Es besteht keine Beziehung zwischem dem Trog und dem Abnahmemesser oder zwischen den Bewegungen dieser beiden Teile.

Auch bei dieser bekannten Vorrichtung ändert sich also während des Be­ triebs der Eintauchwinkel, so daß es nicht möglich ist, das Verhältnis zwischen Belegungszone und Trockenzone konstant zu halten. Ein Ausgleich des sich ständig ändernden Eintauchwinkels ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Filterverfah­ ren und eine hierfür geeignete Vorrichtung zu schaffen, bei dem bzw. bei der während des Filtervorgangs ein guter Ausgleich zwischen der Bele­ gungszone und der Trockenzone aufrechterhalten werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich für das Verfahren aus dem Patentanspruch 1 und für die Vorrichtung aus dem Patent­ anspruch 2.

Durch geeignete Einrichtungen wird also der Stand der Aufschlämmung im Trog auf konstanter Höhe gehalten, wodurch der ursprüngliche Eintauch­ winkel bestimmt ist. Das Abnahmemesser ist am Trog befestigt, und zumin­ dest der das Messer tragende Teil des Trogs ist während des Filtervor­ gangs auf die Filtertrommel zu bewegbar. Während des Filtervorgangs kann mit dem gebildeten Filterkuchen ständig eine sehr dünne Schicht auch des Precoat mit abgenommen werden, wodurch sich der wirksame Durchmesser der Filtertrommel allmählich verkleinert. Bei feststehendem Trog (und bei feststehendem Messer) würde sich somit der Abstand zwischen der Filter­ trommel und dem Niveau der Aufschlämmung vergrößern bzw. der Eintauchwin­ kel verkleinern. Zum Ausgleich hierfür wird erfindungsgemäß der Trog zu­ sammen mit dem Abnahmemesser allmählich auf die Filtertrommel zu bewegt, und zwar in einem solchen Maße, daß der Eintauchwinkel während des Be­ triebs konstant gehalten wird. Somit wird ständig ein guter Ausgleich zwischen der Beschichtungszone und der Trockenzone aufrechterhalten, und das Filter wirkt optimal.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird der Abstand zwischen der wirksamen Kante des Abnahmemessers und dem Stand der Aufschlämmung im Trog sehr klein gehalten, wodurch im wesentlichen der ganze Trommelum­ fang für den Filtervorgang ausgenutzt werden kann. Nur ein außerordent­ lich kleiner Umfangsteil der Trommel wird nicht für das Eintauchen oder Trocknen ausgenutzt. Dadurch sind Luftleckagen (ungewünschtes Eindringen oder Ansaugen von Luft in das Innere der Filtertrommel) praktisch ver­ mieden. Der Verbrauch von Precoat ist auf ein Minimum beschränkt, da die ganze Trommelumfangsfläche ausgenutzt werden kann.

In Weiterbildung der Vorrichtung nach Anspruch 3 wird erreicht, daß ver­ schiedene Eintauchwinkel für verschiedene zu filternde Medien einstell­ bar sind, wobei nach einmal erfolgter Einstellung der Eintauchwinkel für den Filtervorgang konstant bleibt.

Während Anspruch 4 eine Ausbildung zur Erzielung eines größtmöglichen Eintauchwinkels kennzeichnet, bezieht sich Anspruch 5 auf Möglichkeiten zur Erzielung kleinerer Eintauchwinkel. Die Ansprüche 6 und 7 betreffen die Ausbildung des Trogs zur Abgabe des Filterkuchens sowie die Anord­ nung des Abnahmemessers in bezug auf die Abgabestelle für den Filterku­ chen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch im Vertikalschnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 zeigt schematisch im Vertikalschnitt eine zweite Ausführungsform.

In Fig. 1 ist ein rotierendes Vakuumfilter 10 gezeigt, das in der durch den Pfeil 11 angedeuteten Richtung rotieren kann. Unter der Trommel 12 befindet sich ein Trog 4. Dies ist eine herkömmliche Konstruktion eines rotierenden Vakuumfilters.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist am vorderen Ende 3 des Troges 4 ein Abnahmemesser 1 fest an einer Halterung 2 am Trog 4 angebracht. Vorzugsweise am hinteren Ende des Troges ist ein Ausgleichschaber 6 fest angebracht, der die Aufgabe hat, die Dicke des Filterkuchens 8 zu regeln, um ein wirk­ sames Auswaschen von Salz zu erhalten, das z. B. in einem Hefekonzentrat zugeführt worden ist.

Der Ausgleichschaber besteht aus einem elastischen Material, z. B. Gummi, Vulcan®, Tricolan®.

Der Trog wird von einer Vorschubeinrichtung 7 getragen, die hydraulische oder pneumatische Zylinder 13 oder Schnecken­ spindeln oder entsprechende Hebemittel enthält.

Der Trog 4 nimmt von seiner vorderen bis zu seiner hinteren Kante normalerweise einen Winkel von etwa 40-60° des Umkrei­ ses der Filtertrommel in Fig. 1 ein. Der Trog kann jedoch größer oder kleiner ausgeführt werden, um größere oder klei­ nere Eintauchwinkel zu bewirken, d.h. die Winkel, bei denen zwischen Filteroberfläche und Aufschlämmung Kontakt besteht.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist somit die Vorderkante 3 des Troges 4 mit einem Abnahme­ messer 1 für den Filterkuchen 8 ausgerüstet. Das Messer bildet ein integriertes Teil des Troges.

Die Vorschubeinrichtung 7 ist in der Lage, während des Filte­ rungsvorganges den Trog 4, der die mit Elektrolyt gemischte Aufschlämmung 14 enthält, kontinuierlich in der Richtung zur Trommelmitte, d.h. in Fig. 1 gerade aufwärts, zu bewegen.

Gleichzeitig mit der Bewegung der Trommel 4 werden das im Trog 4 zur Abnahme des Filterkuchens 15 fest angebrachte Ab­ nahmemesser 1 und, vorkommendenfalls, der Ausgleichschaber 6 aufwärts durch die Precoatschicht bewegt, die dabei während der Drehung der Trommel 12 in einer dünnen Schicht zusammen mit dem Filterkuchen abgeschält wird. Der Flüssigkeitsstand in dem Trog wird durch einen Überlauf 5, konstantgehalten.

Der genannte Stand wird, wie in Fig. 1 gezeigt, etwas unter dem Niveau des Abnahmemessers gehalten.

Aufgrund des konstanten Aufschlämmungsstandes im Trog, in Ver­ bindung mit der Aufwärtsbewegung des Troges, verbleibt der Eintauchwinkel während der Aufwärtsbewegung des Troges kon­ stant, ungeachtet der Dicke der Precoatschicht.

Die Aufschlämmung wird somit unmittelbar hinter dem Messer 1 zugeführt. Die Filtertrommel 12 wird hierbei rund um ihren ganzen Umkreis, mit Ausnahme des kurzen, zwischen dem Messer 1 und der Oberfläche 9 der Aufschlämmung liegenden Trommel­ umkreisteiles, mit Filterkuchen 8 beschichtet. Dieser kurze Teil sollte allgemein 20-50 mm betragen.

Der Trog 4 ist bei dieser Ausführungsform für optimalen Ein­ tauchwinkel angepaßt, der somit während des ganzen Filte­ rungsvorganges konstant ist. Die Filterung wird hierdurch äußerst effizient.

Wie bereits einleitend erwähnt, ist jedoch der Eintauchwinkel für verschiedene Aufschlämmungen verschieden, so daß ver­ schiedene Tröge verfügbar sein müssen, die Eintauchwinkel von 180° bis 1-2°, je nach Aufschlämmung, zulassen.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die vor allem für kleine Anlagen vorgesehen ist, in denen kleine Mengen von Aufschläm­ mungen mit verschiedenen Filterungseigenschaften gefiltert werden sollen, ist die Möglichkeit der Änderung des Eintauch­ winkels mit ein und demselben Trog gegeben.

In Fig. 2 ist solch ein Trog 16 gezeigt, dessen Tiefe ausreicht, solche größten Eintauchtiefen, wie sie möglicherweise erfor­ derlich sein können, zu ermöglichen. Der Trog 16 gem. dieser Ausführungsform ist mit einer oder mehreren Öffnungen oder Schlitzen 17, 18, 21 im Trogboden auf der Höhe versehen, bei der die betreffenden Eintauchwinkel erhalten werden. In den Schlitzen 17, 18, 21 ist die Anordnung eines Abnahmemessers 19 vorbereitet. Fig. 3 zeigt mit durchgezogenen Linien das weiter unten am Trog placierte Messer 19, und mit gestrichelten Linien ist eine Messerlage angedeutet, die der in Fig. 1 ge­ zeigten entspricht. Es wird natürlich jeweils nur ein Abnahme­ messer 19 angewendet, und Abdeckmittel 20 oder entsprechende Mittel sind angeordnet, um durch geeignete Halteglieder 22 die Schlitze 17, 21 dichtend zu verschließen, in denen das Abnahmemesser 19 nicht angeordnet ist.

Das Abnahmemesser 19 ist somit vom Boden des Troges 4 aufrecht­ stehend befestigt, wenn ein Eintauchwinkel gewünscht ist, der kleiner als größte Winkel ist.

Der Trog ist auch bei dieser Ausführungsform auf der in Fig. 1 gezeigten Vorschubeinrichtung 7 abgestützt, die den Trog aufwärts zur Trommelmitte vorschiebt. Der Stand der Aufschläm­ mung im Trog wird, ungeachtet der Lage des Abnahmemessers 19, eine kurze Strecke unter dem Abnahmemesser 19 gehalten.

Um den Stand der Aufschlämmung konstant zu halten, kann für jede fragliche Messerlage ein Überlauf 25, 26, 27 vorgesehen werden.

Von diesen Überläufen 25, 26, 27 ist derjenige, welcher der jeweiligen Messerlage entspricht, verbunden, während die übrigen zwei geschlossen sind.

Der durch das Abnahmemesser 19 abgenommene Filterkuchen 23 wird durch die fragliche Öffnung 18 unmittelbar vor dem Messer 19, in Bewegungsrichtung der Trommel 12 gesehen, abgegeben. Die Öffnungen 17, 18, 21 haben folglich eine für solche Abgabe ausreichende Größe. Das Abnahmemesser 19 erstreckt sich ferner längs der ganzen, oder im wesentlichen der ganzen axialen Länge der Trommel 12 und ist zu den Seiten des Troges 16 durch geeignete Dichtmittel (nicht gezeigt) so abgedichtet, daß die Aufschlämmung 14 nicht am Messer 19 nach rechts in Fig. 2 vorüberpassieren kann.

Das Messer 19 ist mittels geeigneter Halteglieder 24, in denen oder gegen die das Messer 19 fixiert ist, in einem Schlitz 18 befestigt.

Bei der Abgabe des abgeschälten Filterkuchens folgen auch Teile Teile der Precoatschicht mit.

Mit dieser Ausführungsform läßt sich somit ein und dieselbe Anlage leicht der jeweiligen Aufschlämmung anpassen, die dabei mit konstantem Eintauchwinkel gefiltert wird, unge­ achtet der Lage, in der das Abnahmemesser angeordnet ist.

Gemäß beiden Ausführungsformen der Erfindung wird der Eintauch­ winkel vor dem Filterungsvorgang dadurch eingestellt, daß der Abstand des Troges 4 zur Trommel mit der Vorschubein­ richtung 7 eingestellt wird.

Durch die vorliegende Erfindung wird somit während des ganzen Filterungsvorganges ein guter Ausgleich zwischen Beschich­ tungszone und Trockenzone aufrechterhalten, da der Eintauch­ winkel konstant bleibt.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Ver­ minderung des Verbrauches von Precoat, da im wesentlichen der ganze Umkreis der Trommel ausgenutzt wird.

In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Vorschubeinrichtung 7 so konstruiert sein, daß sie den Trog 4 aufwärts parallelverschiebt oder ihn unter leichter Schrägstellung bewegt. Gemäß einer abgewandelten Ausführungs­ form ist der Trog 4 jedoch mittels einer Lagereinrichtung 25 schwenkbar montiert, die in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet, und die zwischen der unteren Oberfläche des Troges und der Auflage angeordnet ist. Die Vorschubeinrich­ tung, die mehrere Glieder entsprechend den vorstehend beschrie­ benen enthält, liegt an einer Stelle längs dem Trog mit Abstand zur Lagereinrichtung. Die Lagereinrichtung kann z. B. im tiefsten bzw. im mittleren Punkt des Troges, oder links davon, in Fig. 2 bzw. Fig. 1 liegen. Die Vorschubeinrichtung schließt hier nur ihren rechten Teil 7, 13 in Fig. 1 und 2 ein.

Wenn vorstehend und in den Ansprüchen vom Trog gesagt ist, daß er zur Mitte der Trommel bewegt wird, so bezieht sich dies zumindest auf den Trogteil, an dem das Abnahmemesser 1, 19 befestigt ist. Die Bewegung ist natürlich nicht darauf be­ schränkt, völlig radial zur Trommelmitte zu geschehen.

Die vorliegende Erfindung löst somit auf einfache und billige Weise das in der Beschreibungseinleitung genannte Problem.

Claims (7)

1. Verfahren zum Filtern einer Aufschlämmung, z. B. von Hefe oder Pflanzen­ zellmaterialien, auf einem Vakuumfilter (10) mit einer rotierenden Filter­ trommel (12), unter der ein die Aufschlämmung (14) enthaltender Trog (4; 16) auf und ab sowie ein Abnahmemesser (1; 19) für den Filterkuchen (8) in bezug auf die Filtertrommel (12) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Stand der Aufschlämmung (14) im Trog (4; 16) konstant gehalten
- und das Abnahmemesser (1; 19) zusammen mit zumindest einem Teil des Troges (4; 16) während des Filtervorgangs in Richtung der Filtertrommel (12) bewegt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Vakuumfilter (10) mit einer rotierenden Filtertrommel (12), unter der ein auf und ab bewegbarer, die Aufschlämmung (14) enthaltender Trog (4; 16) sowie ein in bezug auf die Filtertrommel (12) bewegbares Abnahmemesser (1; 19) für den Filterkuchen (8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- das Abnahmemesser (1; 19) am Trog (4; 16) befestigt ist,
- der Trog (4; 16) auf einer Vorschubeinrichtung (7) abgestützt ist, durch die wenigstens der das Annahmemesser (1; 19) tragende Teil des Trogs (4; 16) in Richtung der Filtertrommel (12) bewegbar ist,
- und der Trog (4; 16) Einrichtungen (5; 25, 26, 27) zur Konstanthal­ tung des Standes der Aufschlämmung (14) im Trog (4; 16) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnahme­ messer (19) abnehmbar und in verschiedenen Stellungen am Trog (16) befestigbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnahmemesser (1; 19) an der Oberkante des Troges (4; 16) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnahmemesser (19) aufrecht am Boden des Troges (16) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Boden des Troges (16) zur Abgabe des von der rotierenden Filtertrommel (12) abgenommenen Filterkuchens (23) Öffnungen oder Schlitze (17, 18, 21) befinden, die durch Abdeckmittel (20) verschließbar sind und an denen das Abnahmemesser (19) befestigbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen oder Schlitze (17, 18, 21) in Drehrichtung der rotierenden Filtertrommel (12) vor dem Abnahmemeser (19) angeordnet sind.