DE3152232C2 - - Google Patents
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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.
- 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.
- 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.
Applications Claiming Priority (2)
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