DE3403738C2

DE3403738C2 -

Info

Publication number: DE3403738C2
Application number: DE3403738A
Authority: DE
Inventors: Helmut 7074 Moegglingen De Schafft
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1990-12-20
Also published as: DE3403738A1; US4647415A; US4925570A; GB2154461A; US4986913A; GB2154461B; BR8500470A; SU1625320A3; CH667218A5; GB8502429D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines formstabilen Filterkörpers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

us der US-PS 31 58 532 ist ein solches Verfahren zum Herstellen von Filterkörpern bekannt, die zum Filtrieren und/oder chemisch-physikalischen Behandeln von flüssigen und/oder gasförmigen Medien geeignet sind. Bei dem bekannten Verfahren werden mehrere Anschwemmungen aus Flüssigkeit und faserigen oder körnigen Filterhilfsmit tel oder einem Gemisch von körnigen und faserigen Filterhilfsmittel bereitgestellt, die sich in der Zusammensetzung der Filterhilfsmittel unterscheiden. Diese Anschwemmungen werden in bestimmten Verhältnissen miteinander gemischt und unter Zugabe eines Bindemittels zu einem Formkörper angeschwemmt, der somit Lagen mit unterschiedlichen Filtereigenschaften entsprechend der angeschwemmten Filterhilfsmittel aufweist. Der derart hergestellte Formkörper wird durch Aktivieren des Bindemittels unter Trocknung zu einem formstabilen Filterkörper stabilisiert.

Bei der Herstellung solcher Filterkörper werden die Anschwemmungen auf einem Träger, z.B. einem feinmaschi gen Sieb abgelegt, wobei zunächst die kleinsten bzw. feinsten Filterhilfsmittel angeschwemmt werden, die dann sukzessive mit gröberen Filterhilfsmitteln vermischt werden, bis die zuletzt abgelegte Schicht im wesentli chen nur aus den groben Filterhilfsmitteln besteht. Durch entsprechende Mischung der einzelnen Anschwemmun gen kann der Porendurchmesser des Filterkörpers über dessen Tiefe variiert werden.

Die Ablage der Anschwemmungen bzw. der Anschwemmungs mischungen erfolgt auf einem sehr feinmaschigen Träger, der auch die feinsten Filterhilfsmittel zurückhalten muß, da diese zuerst angeschwemmt werden. Die Anschwemmrichtung der erst feinen oder dann sukzessive immer gröber gemischten Anschwemmungen erfolgt somit in der gleichen Flußrichtung wie später beim Filtrieren.

Alle Filterhilfsmittel können bei dem bekannten Verfahren nur mit einer relativ niedrigen Flußgeschwin digkeit angeschwemmt werden, die durch den mittleren Porendurchmesser innerhalb der zuerst angeschwemmten Lage aus feinstem Filterhilfsmitteln und deren Größe sowie - allerdings in geringem Maße - durch den Porendurchmesser des feinmaschigen Trägers beschränkt ist. Bei derartig niedrigen Flußgeschwindigkeiten können aber sehr grobkörnige oder grobfaserige Filter hilfsmittel überhaupt nicht mehr angeschwemmt werden. Hierdurch wird die maximale Größe der anzuschwemmenden Filterhilfsmittel beschränkt.

Außerdem können die Porendurchmesser innerhalb der einzelnen Lagen der Filterhilfsmittel nur dann repro duzierbar eingestellt werden, wenn die Strömungsver hältnisse beim Anschwemmen ebenfalls reproduzierbar sind, wobei die Verbindung von Partikeln unterschied licher Filterhilfsmittel untereinander um so besser erfolgen kann, je höher die Flußgeschwindigkeit beim Anschwemmen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbes sertes Herstellungsverfahren der in Rede stehenden Art für Filterkörper anzugeben, mit dem Filter hoher mechanischer Stabilität mit reproduzierbaren Filterei genschaften hergestellt werden können, wobei hohe Flußgeschwindigkeiten beim Anschwemmen möglich sein sollen, so daß zum einen die Herstellungszeit verrin gert wird, zum anderen aber auch sehr grobe Filterhilfs mittel angeschwemmt werden können.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ange gebenen Merkmale gelöst.

Durch die Anschwemmung der einzelnen Filterhilfsmit tel in einer Flußrichtung entgegengesetzt der Flußrich tung beim Filtrieren können zunächst die groben Filterhilfsmittel mit sehr hohen Flußgeschwindigkeiten abgelegt werden. Auch beim Anschwemmen der darauf folgenden feineren Filterhilfsmittel können somit hohe Flußgeschwindigkeiten erreicht werden. Hierdurch und durch die Ablage der Filterhilfsmittel ohne Turbulenz verzahnen sich die Partikel an den Grenz flächen der einzelnen Lagen, so daß eine sehr feste Flächenbindung zwischen den einzelnen Lagen und dadurch ein mechanisch stabiler Filterkörper erreicht wird. Zusätzlich ergeben sich Filterkörper mit gut reproduzierbaren Filtereigenschaften, die mit hohen Durchsatzleistungen betrieben werden können. Die speziellen Filtereigenschaften sind durch die Wahl der jeweiligen Filterhilfsmittel und/oder durch die Wahl der Verfahrensparameter bei der Herstellung einzustellen. Bevorzugt ist ein solcher Verfahrenspara meter die Flußrate der Anschwemmungen, die abhängig von den entsprechenden Filterhilfsmitteln unterschied lich eingestellt wird. Die Lagen werden mit Durchfluß geschwindigkeiten bis zu 500 hl/(m² × h) angeschwemmt. Bevorzugte Flußraten sind 100 bis 300 hl/(m² × h).

Das Aufbauen des Filterkörpers durch Anschwemmen der einzelnen Filterhilfsmittel erfolgt bevorzugt in einer durchströmbaren Gießform, in der auch das Stabilisieren des Filterkörpers erfolgt. Die Stabili sierung wird vorzugsweise durch Trocknen unter erhöhter Temperatur vorgenommen, z.B. bei einer Temperatur von etwa 140° in einem Trockenofen. Da ein frisch hergestellter Formkörper noch nicht die erforderliche Ausgangsfestigkeit aufweist, um aus der Gießform herausgenommen und in einen Trockenofen eingeführt werden zu können, kann der Formkörper in der Gießform vorzugsweise durch Hindurchblasen von gasförmigem Medium, vorzugsweise unter Wärmezufuhr, vorgetrocknet werden. Das Trocken mittels Hindurchblasen von gasför migem, vorzugsweise aufgeheizten Medium kann jedoch auch zur vollständigen Trocknung des Formkörpers verwendet werden.

Der stabilisierte getrocknete Filterkörper wird vorzugsweise an der Filtrat-Austrittsseite und vorzugs weise zusätzlich auch an der Unfiltrat-Eintrittsseite mit einer Lage versehen, die flüssigkeits- und gasdurch lässig, jedoch für Filterhilfsmittelteilchen undurch lässig und gegenüber dem Filtrat beständig ist. Solche für Filterhilfsmittelteilchen undurchlässige Schichten lassen sich beispielsweise durch Oberflächen versiegelung des Filterkörpers mit geeigneten Kunst stoffen, beispielsweise Kunststoffen auf Melaminharz basis erzeugen. Schließlich kann der formstabile getrocknete Filterkörper zumindest an seinen Rändern mit einer Einfassung oder Sicherung gegen Abbröckeln oder Beschädigung versehen werden. Bevorzugt wird der Filterkörper mit einer porösen Hülle, vorzugsweise aus Gewebe, rundum fest ummantelt, um so optimalen Schutz an den Rändern und auf der gesamten Oberfläche zu erhalten.

Für die Herstellung des Filterkörpers können die einzelnen Lagen der Filterhilfsmittel aus Materialien unterschiedlichster Filtrationseigenschaften zusammenge setzt sein, z.B. aus Filterhilfsmitteln unterschied licher Körnung oder unterschiedlicher Faserung, wobei auch Mischungen der Materialien möglich sind. Die benachbarten Lagen weisen durch das Ineinanderhaken feste gegenseitige Flächenverbindung auf. Werden mehrere derart hergestellte Filterhilfskörper zu einer Filter packung in einer Filtervorrichtung gestapelt und unter Aufrechterhaltung einer praktisch konstanten vorher festgelegten Flächenpressung zum Filtrieren von flüssi gen oder gasförmigen Medien benutzt, so kann eine mehrstufige Filtration in einer einzigen Filterpackung ausgeführt werden. Es hat sich dabei überraschend gezeigt, daß sowohl beim Stapeln der formstabilen Filterkörper zu einer Filterpackung als auch beim Rückspülen und Regenerieren der Filterpackungen die örtliche Anordnung der Filterhilfsmittel innerhalb des Filterkörpers nicht verloren geht. Derartige Filterkör per haben daher ein breites Anwendungsspektrum und lassen sich beispielsweise bei der Entfärbung, Desodo rierung, Enzymatisierung, Fermentation und anderen mehr auch in Verbindung mit einer Feinfiltration einsetzen.

Die große Bandbreite der möglichen Filtermittelmischun gen ermöglicht es, für jedes Produkt und für jede Filtrationsaufgabe einen entsprechenden Filterkörper vorher in seinem Aufbau festzulegen und dementsprechend aus diesem Filterkörper eine optimal geeignete Filter packung zu bilden. So kann z.B. in vorteilhafter Ausgestaltung der Filterkörper aus aufeinanderfolgend feineren Filterhilfsmitteln gebildet werden. Mit einer aus einem solchen Filterkörper gebildeten Filterpackung kann eine sehr feine Filtration bis hin zu sicher entkeimender Filterwirkung erzielt werden. Es ist hierbei möglich, auf die zuletzt angeschwemmte feinste Lage noch eine oder mehrere zusätzliche Lagen aus jeweils gröber werdenden Filterhilfsmitteln anzuschwem men. Dies dient insbesondere zur Flußverteilung beim Rückspülen und zum Auffangen von Fasern.

Als Filterhilfsmittel können eine breite Palette von Materialien verwendet werden. Als körnige oder faserige Filterhilfsmittel organischer oder anorganischer Art können z.B. Filterhilfsmittel mit adsorbierenden Eigen schaften eingesetzt werden, wie Bentonit, Bleicherde, Kieselgel, Polyvinylpolypyrrolidon oder Aktivkohle. Ebenso können Filterhilfsmittel verwendet werden, die für enzymatische oder fermentative Behandlung des zu filtrierenden Mediums geeignete Mittel enthalten.

Verbrauchte Filterkörper können des weiteren zur Verwen dung ihres Gehaltes an Filterhilfsmitteln als Anschwemm filtermittel, bevorzugt bei Vorfiltrationen, in An schwemm-Filtrationsvorrichtungen verwendet werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 ein Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Filterkörpers;

Fig. 2 einen nach einem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Filterkörper in perspektivischer Darstellung;

Fig. 3 vergrößerte schematische Teilschnitte durch einen Filterkörper entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 2 für einen Filterkörper

a) mit Lagen aus faserigen Filterhilfsmitteln,
b) mit Lagen aus körnigen Filterhilfsmitteln und
c) mit Lagen aus Gemischen von faserigen und körnigen Filterhilfsmitteln;

Fig. 4 ein Filtergerät mit aus erfindungsgemäßen Filterkörpern gebildeten Filterpackungen in axialem Schnitt;

Fig. 5 eine Teildarstellung von Filterträgern und Filterpackungen in einem Gerät nach Fig. 4 und

Fig. 6 eine zeitliche Aufzeichnung des Druckabfalles und der Leistung an einer aus einem erfin dungsgemäßen Filterkörper gebildeten Filter packung mit zwischenzeitlicher Reinigung und Regenerierung.

Im Verfahrensschema nach Fig. 1 sind Materialzuteiler 11a, 11b, 11c...11g für verschiedene Filterhilfsmittel bzw. Gemisch von Filterhilfsmitteln vorgesehen. Jeder dieser Materialzuteiler 11a, 11b, 11c...11g ist über eine ge steuert zu betätigende Kolbenpumpe 12a, 12b, 12c...12g an eine gemeinsame Material-Sammelleitung 13 angeschlossen, an deren Anfang über eine mit ihrer Förderleistung steuer bare Kreiselpumpe 14 ein Tank 15 für Aufschwemmflüssigkeit angeschlossen ist. Die Material-Sammelleitung 13 führt zu einer Mischvorrichtung, beispielsweise Mischlaterne 16, von der eine Zuführungsleitung 17 für die gebildete Aufschwemmung zu der Gießform 18 führt. Die Gießform 18 ist im dargestellten Beispiel konisch ausgebildet und hat in ihrer Konusspitze einen Einlaßraum 19 für die Auf schwemmung. Von dort erstreckt sich ein Formhohlraum 22 unter den Gießformdeckel 21, in welchem der Formkörper 20 gebildet wird. Der Formhohlraum 22 ist nach unten mit einer Anschwemmplatte 23 begrenzt, an deren Rand ein Ring-Sammel kanal angeordnet ist. An diesen Ring-Sammelkanal 24 ist eine Flüssigkeits-Abflußleitung 25 angeschlossen, die in den Tank 15 für die Anschwemmflüssigkeit zurückführt.

Die Materialzuteiler 11a, 11b, 11c...11g sind ebenfalls in Art von Tanks ausgebildet, in denen verschiedene Filterhilfsmittel oder Filterhilfsmittel-Gemische enthalten sind. Diese Filterhilfsmittel können dort trocken oder bevorzugt auch in pastöser Form, vorgemischt mit Anschwemm flüssigkeit, gelagert sein. Der Anschwemmflüssigkeit ist bereits eine vorher bestimmte Menge von Bindemittel bei gemischt. Wenn das Bindemittel in der Anschwemmflüssigkeit gelöst ist, ist ein nachträgliches Zugeben von Bindemittel zur Anschwemmflüssigkeit nicht erforderlich. Lediglich ist von Zeit zu Zeit der Vorrat an Anschwemmflüssigkeit mit darin gelöstem Bindemittel zu ergänzen, da der in der Gießform 18 gebildete Formkörper bestimmte Mengen an in Anschwemmflüssigkeit enthaltendem dem Bindemittel beim Heraus nehmen aus der Gießform 18 mitnimmt.

Im Betrieb wird der Kreislauf der Anschwemmflüssigkeit mit teils der Kreiselpumpe 14 durch die Gießform 18 mit der gewünschten Durchflußgeschwindigkeit aufrechterhalten. Dabei wird aus einem oder mehreren der Materialzuteiler 11a, 11b, 11c...11g durch Betätigung der jeweiligen Kolben pumpe 12a, 12b, 12c...12g Material in gewünschter Menge in die Materialsammelleitung 13 und damit in die in Kreis lauf geführte Anschwemmflüssigkeit eingeführt. In der Mischlaterne 16 erfolgt dann ein intensives Vermischen, so daß in der Zuführungsleitung 17 eine gut vermischte Aufschwemmung von Filterhilfsmittel vorliegt. Diese Auf schwemmung wird im Formhohlraum 22 verteilt, wobei die in der Aufschwemmung enthaltenen Filterhilfsmittel an die Anschwemmplatte 23 bzw. eine bereits auf der Anschwemm platte 23 gebildete Lage von Filterhilfsmittel angeschwemmt wird. Die praktisch von Filterhilfsmittel freie Auf schwemmflüssigkeit gelangt dann durch den Sammelringkanal 24 zur Rückleitung 25 und von dort zum Tank 15. Ist das Bindemittel in der Aufschwemmflüssigkeit nicht gelöst sondern dispergiert, so kann es bei dem in der Gießform stattfindenden Anschwemmvorgang auch zu einem Zurückhalten von Bindemittel in den angeschwemmten Lagen kommen. Man wird in diesem Fall entweder Bindemittel in vorher fest gelegter Menge ständig in den Tank 15 nachfüllen oder einen zusätzlichen Materialzuteiler für Bindemittel an die Materialsammelleitung 13 anschließen.

Für den Aufbau von Formkörpern bzw. Filterkörpern mit mehreren unterschiedlichen Lagen kann man bei einer Anlage nach Fig. 1 in aufeinanderfolgenden Zeiträumen aus verschiedenen Materialzuteilern 11a, 11b, 11c...11g mit den jeweiligen Kolbenpumpen 12a, 12b, 12c...12g unter schiedliche Filterhilfsmittel in verschiedenen Zeitab schnitten in die Materialsammelleitung 13 einführen.

Wenn in der oben beschriebenen Weise ein einlagiger oder mehrlagiger Formkörper 20 im Formhohlraum 22 der Gießform 18 aufgebaut worden ist, ist der Deckel 21 von der Gießform 18 abzunehmen und der gebildete Formkörper 20 herauszu nehmen und in einem Trockenofen unter Wärmeeinwirkung zu trocknen und zu stabilisieren. Falls es erforderlich ist, den Formkörper 20 vorzufestigen, um ihm die zum Herausnehmen aus der Gießform 18 notwendige Festigkeit zu geben, kann dies mittels Durchblasen von Druckluft geschehen. Das Herausnehmen des Formkörpers 20 aus der Gießform 18 kann mit geeigneten Mitteln erfolgen, die beispielsweise am Formdeckel 21 oder auch gesondert vorgesehen sein können.

Beispiele für den Aufbau eines erfindungsgemäßen Filter körpers 10 sind in den Fig. 2 und 3 erkennbar. Dieser Filterkörper 10 ist aus Filterhilfsmittel aufgebaut und hat im dargestellten Beispiel Kegelstumpfform. Der Filter körper 10 ist ringsum von einer porösen Hülle 31 umgeben. Diese poröse Hülle 31 besteht im dargestellten Beispiel aus Gewebe, wie es bisher für die Verwendung als Filtertuch bekannt ist, und hat einen außen über den äußeren Umfangsrand des Filterkörpers 10 zu legenden Schließrand 32, der mit einem Klettenverschluß oder in anderer geeigneter Weise auf dem auf der Außenseite des Filterkörpers 10 liegenden Hüllenteil zu befestigen ist. Diese poröse Hülle 31 wird nach dem Stabilisieren und Trocknen sowie evtl. Oberflächenversiegeln des Filter körpers 10 auf diesem angebracht.

In den Beispielen der Fig. 3 weist der Filterkörper 10 eine Mehrzahl von Lagen auf. Im Beispiel der Fig. 3a sind neun Lagen a bis i im Filterkörper 10 vorgesehen, die aus fasrigen Filterhilfsmitteln aufgebaut sind. Die Lagen a bis g sind - in der durch den Pfeil 33 ange deuteten Filtrationsfließrichtung - aufeinanderfolgend feiner ausgebildet, ausgehend von einer im wesentlichen als Verteiler für das Unfiltrat wirkenden, sehr groben Lage a bis hin zu einer scharf und entkeimend filtrierenden sehr feinen Lage g. Auf die sehr feine Lage g folgt - in Filtrationsfließrichtung 33 gesehen - eine mittel grobe Lage h, die beispielsweise der Lage b oder c entpre chen kann. Auf diese mittelgrobe Lage h folgt eine sehr grobe Lage i, die als Sammler für das Filtrat an der Filtrataustritt-Seite der aus dem Filterkörper 10 gebil deten Filterpackung fungiert. Die mittelgrobe Lage h fungiert dabei im wesentlichen als Trennung zwischen der sehr groben Lage i und der sehr feinen Lage g.

Im Beispiel der Fig. 3b ist ein analoger Aufbau von Lagen i bis r aus körnigen Filterhilfsmitteln vorgesehen. Für diesen Aufbau gelten sinngemäß die gleichen Gesichts punkte wie sie oben in Verbindung mit dem Beispiel nach Fig. 3a erläutert sind. Im Unterschied zum Beispiel nach Fig. 3a folgt in Filtrationsfließrichtung 33 auf die sehr feine Lage o eine mittelfeine Lage p, die beispielsweise der Lage m entsprechen könnte. Auf diese mittelfeine Lage q folgt - in Filtrationsfließrichtung gesehen - eine mittelgrobe Lage 9, beispielsweise ähnlich der Lage l oder der Lage k. Hierauf folgt dann - in Filtrationsfließrichtung 33 gesehen - die sehr grobe Lage r, die beispielsweise der Lage j entsprechen kann.

Im Beispiel der Fig. 3c sind die Lagen s bis z aus Gemischen von körnigen und fasrigen Filterhilfsmitteln aufgebaut. Im übrigen gelten die gleichen Gesichtspunkte wie sie in Verbindung mit dem Beispiel nach Fig. 3a oben erläutert worden sind. Allerdings folgt im Beispiel der Fig. 3c auf die sehr feine Lage x - in Filtrationsfließ richtung 33 gesehen - noch eine ganz besonders feine Lage x′, die beispielsweise für hochwirksame Entkeimungs filtration geeignet sein kann.

Die in Fig. 3 gezeigten Beispiele sollen nur prinzipielle Möglichkeiten wiedergeben. Beispielsweise könnte auch ge mischter Aufbau mit Lagen aus rein körnigem Filterhilfs mittel, Lagen aus rein fasrigem Filterhilfsmittel und Lagen aus Gemischen von fasrigen und körnigen Filterhilfs mitteln vorgesehen werden, beispielsweise ein Lagenauf bau - in Filtrationsfließrichtung 33 gesehen - von: j, k, c, d, w, x, x1, y, r oder dergleichen.

Als Beispiel für die Anwendung eines Filterkörpers nach Fig. 2 und 3 ist in den Fig. 4 und 5 ein Filtergerät 40 wiedergegeben, bei dem die Filterkörper 10 zusammen mit ihrer Hülle 31 zwischen starre Filterträger 41 ein zusetzen sind. Diese Filterträger 41 sind im dargestellten Beispiel als konische, ringförmige Platten ausgebildet, die beim Übereinanderschichten Zwischenräume bilden. In jeden Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Filterträ gern 41 paßt ein Filterkörper 10 nach Fig. 2 und 3 hinein, wobei die poröse Hülle 31 sich auf die Oberflächen der benachbarten Filterträger 41 legt, und die Umfangsränder der gebildeten Filterpackungen umschließt. Der rechte Teil der Fig. 5 zeigt eine Anzahl übereinandergesetzter Filterträger 41 mit dazwischen eingelegten Filterkörpern 10. Jeder Filterträger 41 trägt an der Oberseite ein mit Führungskanälen 42 ausgebildetes Traggerüst 43 für den Filterkörper 10 und an der Unterseite ein mit Führungs kanälen 44 ausgebildetes Auflagegerüst 45. Der Stapel von Filterträgern 41 und Filterkörpern 10 wird um eine mittige Zugstange 46 angeordnet, die am oberen Teil einen Kraftübertragungskörper 47 trägt, der sich auf einen ober sten Filterträger 48 auflegt. Die Zugstange 46 ist am un teren Ende mit einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Anord nung 49 verbunden, mit der eine gesteuerte Zugkraft an der Zugstange 46 ausgeübt werden kann. Zur Verbindung mit einem Filtratablauf 50 ist jeder Filterträger 41 am Außenumfang mit einem oder mehreren Verbindungsstutzen 51 versehen. Diese Verbindungsstutzen 51 stehen in Verbindung mit den Kanälen 44 des Auflagegerüstes 45. Von diesen Verbindungsstutzen 51 sind flexible Verbindungsrohre 52 oder Schläuche zu entsprechenden Anschlüssen 53 am rohr förmigen Filtratablauf 50 geführt. Der Unfiltrat-Zulauf 54 ist zentral an dem das Paket von Filterträgern 41 und Filterkörpern 10 aufnehmenden Kessel 55 angebracht. Dabei stehen die Kanäle 42 in dem Auflagegerüst 43 jedes Filterträgers 41 mit dem Kesselinnenraum 56 in Verbindung.

Nach dem Einsetzen der Filterkörper 10 zwischen den Filterträgern 41 und Schließen des Kessels 55 hat vor Beginn des Filtrationsvorganges die Aktivierung der Filter körper 10 zu erfolgen. Hierzu wird der Kessel 55 mit Wasser, vorzugsweise heißem Wasser oder Naßdampf-Wassergemisch, gefüllt und durchgespült. Gleichzeitig wird mit dem Zylinder-Kolben-Aggregat 49 eine vorher festgelegte konstante Zugkraft an der Zugstange 46 ausgeübt. Während dieses Aktivierungsvorganges wird das Bindemittel aus dem Filterkörper 10 gelöst. Dazu ist es zweckmäßig, Flüssig keit, beispielsweise Heißwasser, durch die Filterkörper 10 zu pressen. Dies kann wahlweise in Filtrationsfließrichtung oder entgegen Filtrationsfließrichtung erfolgen. Unter diesem Aktivierungsvorgang werden die Filterkörper 10 in die im linken Teil der Fig. 5 dargestellten Filter packung 60 übergeführt. Hierbei kann ein Zusammendrücken des Paketes von Filterträgern 51 und Filterkörpern 10 um ein gewisses Maß eintreten. Jedoch wird bei diesem Zu sammendrücken die Anordnung und der Zusammenhalt der Lagen a bis i bzw. j bis r bzw. s bis z des Filterkörpers voll aufrecht erhalten. Der Filterkörper 10 verformt sich gering fügig in die an den Filterträgern vorgesehenen Freiräume. insbesondere auch im Bereich der vorzugsweise einzusetzen den Dichtungsringe 61 und 62, um eine sichere Abdichtung zwischen den Kanälen 42 des Trägergerüstes 43 und den Kanälen 44 des Auflagegerüstes 45 zu bilden. Dadurch ist sämtliches, dem Filtergerät 40 zugeführtes Produkt ge zwungen, eine der Filterpackungen 60 zu durchsetzen, um vom Innenraum 56 des Kessels 55 zum Filtratablauf 50 zu gelangen. Diese Abdichtung wird dadurch ständig gewähr leistet, daß mit der Kolben-Zylinder-Anordnung 49 ein konstanter Druck auf die Zugstange 56 und damit ein kon stanter Anpreßdruck der Filterpackungen 60 an die Filter träger 41 aufrechterhalten wird.

Wie Fig. 6 zeigt, baut sich im Filtrationsbetrieb unter Aufrechterhaltung konstanter Filterleistung von beispiels weise etwa 10 hl/m² × h ein zeitlich zunehmender Druck abfall an den Filterpackungen 60 auf, beispielsweise von 1,0 bar bis 2,3 bar. Dieser Druckabfall wird im Fil trationsbetrieb ebenso wie die Filtrationsleistung über wacht. Wenn beim Erreichen des jeweils zugelassenen maxi malen Druckabfalles von beispielsweise 2,3 bar die Fil trationsleistung abzufallen beginnt, wird der Filtra tionsvorgang unterbrochen. Die Filterpackungen werden dann unter Beibehaltung des Anpreßdruckes der Filterträger 41 mit Spülflüssigkeit zurückgespült und neu sterilisiert. Der Filtrationsvorgang wird dann wieder eingeleitet, wobei dann wieder unter Aufrechterhaltung konstanter Filtrationsleistung ein Aufbau des Druckabfalls an den Filterpackungen 60 im Verlauf der Filtrationszeit eintritt. Nach mehr maligen Filtrationsabläufen und zwischenzeitigem Rück spülen wird im allgemeinen die Wirksamkeit des Rück spülens geringer, was sich durch schnelleren Aufbau des Druckabfalles, d.h. Verkürzung der Filtrationsperioden zwischen dem Rückspülen äußert. Es kann dann ein Regene rieren der Filterpackungen vorgenommen werden. Auch bei diesem Regenerieren verbleiben die Filterpackungen 60 zwischen den Filterträgern 41, und es wird auch die Zugkraft an der Zugstange 46 und damit der Anpreßdruck der Filter träger 41 aufrechterhalten bzw. auf eine für das Regene rieren der Filterpackungen 60 geeigneten Wert eingestellt. Das Regenerieren erfolgt in Art eines Rückspülens, jedoch nicht mit Filtrat sondern mit flüssigen, zugelassenen chemischen Regeneriermitteln, die dazu geeignet sind, auch organische Rückstände (Trübungsstoffe), insbesondere Eiweiße und Polyphenole aus den Filterpackungen 60 zu lösen. Ferner wird durch diese Regeneriermittel eine intensive Reinigung der porösen Hülle 31 und der Filter hilfsmittel in der Filterpackung 60 selbst vorgenommen. Daran ist eine Nachbehandlung mit einer Säurelösung anzu schließen, mit der auch anorganische Verunreinigungen be seitigt werden.

Will man sich die ständige Überwachung des Druckabfalles an den Filterpackungen 60 ersparen, so ist es auch durchaus möglich, die Rückspülvorgänge und Regeneriervorgänge in Zeitabständen vorzunehmen, die anhand von Erfahrungswerten vorher festzulegen sind.

Die Rückspülvorgänge und Regeneriervorgänge lassen sich an den aus den Filterkörpern 10 gebildeten und unter ständigem Anpreßdruck gehaltenen Filterpackungen 60 dadurch noch weitgehend verbessern, daß man bei Abschluß eines Filtra tionsvorganges bzw. Spülvorganges, Reinigungsvorganges bzw. Regeneriervorganges das Filtrat bzw. die Spül-, Rei nigungs- bzw. Regeneriermittel auf ein vernachlässigbares Minimum austreibt. Hierzu kann man den Anpreßdruck an den Filterpackungen 60 auf einen stark erhöhten Wert hochfahren, ohne die Filterpackung zu schädigen, auch wenn es sich um eine mehrlagige Filterpackung handelt. Die auf diese Weise stark zusammengepreßten Filterpackungen 60 geben dann schon den wesentlichen Teil des bei Beendigung des Filtrationsvorganges zurückgehaltenen Filtrats bzw. der zurückgehaltenen Spül-, Reinigungs- bzw. Regeneriermittel ab. Letzte Reste bis auf ein vernachlässigbares Minimum lassen sich dann noch dadurch beseitigen, daß die Filter packungen mit einem inerten Gas durchblasen werden. Diese Arbeitsweise empfiehlt sich, wenn besonders hochwertige Produkte zu filtrieren sind, beispielsweise bei der Her stellung von Weinbrand u.dgl. Außerdem empfiehlt sich diese Arbeitsweise, wenn eines oder mehrere beim Rückspülen, Regenerieren, Auswaschen, Säurenachbehandlung und Steri lisieren benutzten Mittel zur Vermeidung von Umwelt belastung möglichst vollständig aufgefangen werden soll bzw. sollen.

Ist die Filterpackung nach mehrmaligem Regenerieren und oftmaligem Rückspülen verbraucht, so wird das aus den Filterträgern 21 und den Filterpackungen 60 gebildete Filterpaket auseinandergenommen und mit neuen Filter körpern 10 bestückt, die dann in der oben beschriebenen Weise vor dem ersten Filtrationsvorgang aktiviert und in Filterpackungen übergeführt werden. Die Feststellung, ob die Filterpackungen 60 verbraucht und auszuwechseln sind, wird entweder aufgrund des ständig überwachten Druckabfalles vorgenommen oder aufgrund von Erfahrungs werten anhand der Betriebsdauer bzw. der Anzahl der vor genommenen Rückspülvorgänge und Regeneriervorgänge ge troffen. Vor dem Herausnehmen des Filterpakets aus dem Filtergerät 40 wird noch ein Regeneriervorgang an den Filterpackungen 60 vorgenommen.

Die verbrauchten Filterpackungen haben trotz der Entfer nung der Bindemittel noch ausreichend festen inneren Zusammenhalt, daß jede Filterpackung nach Trocknen aus ihrer porösen Hülle 31 herausgenommen werden kann. Die poröse Hülle wird dann nach entsprechender Reinigung zur Aufnahme eines neuen Filterkörpers 10 benutzt, während die verbrauchte, noch in Art eines relativ festen Körpers zusammenhaltende Filterpackung mehr oder weniger zerkleinert nach Sterilisieren als Filterhilfsmittel in Anschwemm- Filtrationsverfahren, insbesondere für Vorfiltrationszwecke benutzbar ist.

Die im oben erläuterten Beispiel angeführte konische Form des Filterkörpers 10 ist nur als Beispiel genannt. In entsprechender Weise lassen sich Filterkörper jeglicher gewünschter Form, beispielsweise in Form quadratischer oder kreisrunder Platten gewünschter Abmessungen herstellen. Desgleichen ist die Benutzung der Filterkörper 10 und der daraus gebildeten Filterpackungen 60 auch in anderen Filtergeräten als in solchen gemäß Fig. 4 möglich.

Bezugszeichenliste

10 Filterkörper
11a bis 11g Materialzuteiler
12a bis 12g Kolbenpumpe
13 Material-Sammelleitung
14 Kreiselpumpe
15 Tank
16 Mischlaterne
17 Zuführungsleitung
18 Gießform
19 Einlaßraum
20 Formkörper
21 Gießformdeckel
22 Formhohlraum
23 Anschwemmplatte
24 Ring-Sammelkanal
25 Flüssigkeits-Abflußleitung
31 poröse Hülle
32 Schließrand
33 Pfeil (Filtrationsfließrichtung)
40 Filtergerät
41 Filterträger
42 Führungskanäle
43 Traggerüst
44 Kanäle
45 Auflagegerüst
46 Zugstange
47 Kraftübertragungskörper
48 Filterträger
49 Zylinder-Kolben-Anordnung
50 Filtratablauf
51 Verbindungsstutzen
52 Verbindungsrohre
53 Anschlüsse
54 Führungskanäle
55 Kessel
56 Kesselinnenraum
60 Dichtungsring
62 Dichtungsring
a bis z Lagen von 10

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines formstabilen Filterkör pers zum Filtrieren und/oder chemisch-physikalischen Be handeln von flüssigen und/oder gasförmigen Medien, bei dem mehrere Anschwemmungen aus Flüssigkeit und fasrigen oder körnigen Filterhilfsmitteln oder einem Gemisch von körnigen und fasrigen Filterhilfsmitteln bereitgestellt werden, die sich in der Zusammensetzung der Filterhilfs mittel unterscheiden, anschließend diese Anschwemmungen unter Zugabe eines Bindemittels zu einem Formkörper an geschwemmt werden, der Lagen mit unterschiedlichen Fil tereigenschaften entsprechend der angeschwemmten Filter hilfsmittel aufweist, und anschließend der Formkörper durch Aktivieren des Bindemittels unter Trocknung zu dem formstabilen Filterkörper stabilisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterhilfsmittel in einer Fluß richtung angeschwemmt werden, die entgegengesetzt der Flußrichtung beim Filtrieren ist, und daß die Flußrate. der Anschwemmungen im Bereich von mindestens 5 hl/(m² × h) unter Vermeidung von Turbulenzen einge stellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußrate der Anschwemmungen abhängig von den ent sprechenden Filterhilfsmitteln unterschiedlich einge stellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Bilden des Formkörpers aus den Anschwemmungen in einer durchströmbaren Gießform und das Stabilisieren zum Filterkörper ebenfalls in dieser Gießform vorgenommen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper durch zeitlich aufeinanderfolgendes Anschwemmen von Lagen aus aufeinanderfolgend feineren Filterhilfsmitteln gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zuletzt angeschwemmte feinste Lage noch eine oder mehrere zusätzliche Lagen aus gröber werdenden Filterhilfsmitteln angeschwemmt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschwemmen der Lagen mit Durchflußgeschwindigkeiten bis 500 hl/(m² × h) vorgenommen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschwemmen der Lagen mit Durchflußgeschwin digkeiten zwischen 100 und 300 hl/(m² × h) vorgenom men wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der stabilisierte, getrocknete Filterkörper an der Filtrat-Austrittsseite, vorzugs weise zusätzlich auch an der Unfiltrat-Eintritts seite mit einer Lage versehen wird, die flüssigkeits- und gasdurchlässig, jedoch für Filterhilfsmittel teilchen undurchlässig und gegenüber dem Filtrat beständig ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der formstabile Filterkörper zumindest an seinen Rändern mit einer Einfassung und Sicherung versehen, vorzugsweise in seiner Gesamt heit mit einer porösen Hülle, bevorzugt aus Gewebe, rundum fest ummantelt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen körnige Filter hilfsmittel verwendet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen faserige Filter hilfsmittel organischer und/oder anorganischer Art verwendet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß Filterhilfsmittel mit adsorbierenden Eigenschaften, wie Bentonit, Bleicherde, Kieselgel, Polyvinylpolypyrrolidon oder Aktivkohle verwendet werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Filterhilfsmittel ver wendet werden, die für enzymatische und/oder fermen tative Behandlung des zu filtrierenden Mediums geeignete Mittel enthalten.