DE3612825C2

DE3612825C2 -

Info

Publication number: DE3612825C2
Application number: DE3612825A
Authority: DE
Inventors: Tadanori Toyoake Aichi Jp Komoda
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1985-04-17
Filing date: 1986-04-16
Publication date: 1989-02-23
Also published as: JPS61238304A; US4746341A; JPH0378130B2; DE3612825A1; FR2580517A1; US4810273A; FR2580517B1

Description

Die Erfindung betrifft einen porösen, planaren Keramikfilter gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 4 zur Herstellung eines porösen, planaren Keramikfilters.

Aus der US-PS 38 74 899, Beispiel 2, ist ein Verfahren zur Herstellung eines porösen, planaren Keramikfilters bekannt, bei dem zunächst auf eine der gegenüberliegenden Oberflächen eines porösen, planaren Trägers aus gesintertem Aluminiumoxid Aluminiumoxidpulver aufgebracht wird, worauf diese Oberfläche mit einem Wattebausch gerieben wird, wobei ein Teil des Aluminium oxidpulvers in die Poren des planaren Trägers gelangt. Der so behandelte poröse, planare Träger wird mit destilliertem Wasser getränkt, worauf über seiner oberen Oberfläche eine Suspension von Aluminiumoxidpulver gleichmäßig verteilt wird. Gleich zeitig wird an die untere Oberfläche des Trägers ein Vakuum angelegt, so daß auf seiner oberen Oberfläche eine ungebrannte Schicht für die Bildung der Filterschicht erhalten wird. Der Träger wird dann getrocknet und auf 700°C erhitzt, und dann wird die ungebrannte Schicht unter mechanischem Druck verdichtet. Schließlich wird der Träger mit der ungebrannten Schicht bei 1050°C gebrannt, um eine poröse Filtrierschicht zu bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den im Oberbegriff von Patentanspruch 1 beschriebenen planaren, porösen Keramik filter derart zu verbessern, daß er während des Betriebes minimales Verstopfen erleidet.

Diese Aufgabe wird durch einen planaren, porösen Keramikfilter mit den im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Keramikfilter verkleinern sich die Größe der Keramikteilchen der Filtrierschicht und die Größe der in der Filtrierschicht gebildeten Makroporen und damit die Masse der Keramikteilchen im wesentlichen kontinuierlich in einer Richtung von der Oberfläche des porösen Trägers aus auf eine freie Oberfläche der Filtrierschicht hin, die von der Ober fläche des porösen Trägers entfernt ist, so daß die Teilchen größe an der Grenze zu der Oberfläche des porösen Trägers maximal und an der Grenze zu der freien Oberfläche der Filtrier schicht minimal ist.

Die Größe der Makroporen an der Grenze zu der Oberfläche des porösen Trägers beträgt vorzugsweise 1 bis 5 µm, während die Größe der Makroporen an der Grenze zu der freien Oberfläche der Filtrierschicht vorzugsweise 0,1 bis 0,5 µm beträgt.

Der poröse Träger und die Filtrierschicht können aus einem Pulver eines Keramikmaterials wie Siliciumdioxid, Mullit, Zirko niumdioxid, Siliciumcarbid und Aluminiumoxid gebildet werden. Zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit des Keramikfilters wird geeigneterweise ein Pulver aus Aluminiumoxid verwendet. Es ist ferner vom Standpunkt der Kohärenz der Filtrierschicht mit dem porösen Träger nach dem Brennen der Filtrierschicht vorteilhaft, wenn der poröse Träger und die Filtrierschicht aus demselben Keramikpulver gebildet werden.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen porösen, planaren Keramikfilters mit einem aus einem Keramikmaterial gebildeten, porösen Träger und mit einer Filtrierschicht, die auf einer oberen Oberfläche des porösen Trägers gebildet wurde, durch folgende Verfahrensschritte:
Herstellung einer wäßrigen Suspension aus einem Keramikpulver,
Halten des porösen Trägers, so daß die obere Oberfläche sich im wesentlichen horizontal erstreckt,
Inberührunghalten der oberen Oberfläche des porösen Trägers mit der Suspension und Ablagern der Teilchen des Keramikpulvers auf der oberen Oberfläche des porösen Trägers, wodurch eine ungebrannte Schicht für die Filtrierschicht aus den abgelagerten Teilchen des Keramikpulvers gebildet wird,
Entfernung von wäßrigen Bestandteilen von dem porösen Träger und der ungebrannten Schicht aus den abgelagerten Teilchen und
Brennen des porösen Trägers und der ungebrannten Schicht, um die poröse Filtrierschicht zu bilden,
wobei zur Herstellung der wäßrigen Suspension ein Keramikpulver mit einer festgelegten Teilchengrößenverteilung eingesetzt wird und beim Inberührunghalten der oberen Oberfläche des porösen Trägers mit der Suspension die Suspension in einem stationären Zustand gehalten wird, bis sich die Teilchen des Keramik pulvers unter der Wirkung der Schwerkraft absetzen.

Die Suspension ist vorzugsweise eine wäßrige Suspension, kann jedoch auch eine alkoholische Suspension sein. Die Suspension enthält das Keramikpulver in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%. Das Keramikpulver wird schlecht dispergiert, wenn seine Menge 10 Gew.-% überschreitet, während eine vergleichsweise große Menge der Suspension erforderlich ist, um eine gegebene Menge der Filtrierschicht zu erhalten, wenn die Menge des Keramikpulvers weniger als 1 Gew.-% beträgt.

Vorzugsweise bestehen mindestens 80 Gew.-% des in der Suspension enthaltenen Keramikpulvers aus Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,5-10 µm. Wenn die Größe der Keramikpulverteilchen kleiner als 0,5 µm ist, ist die Zeit der natürlichen Sedimentation der Teilchen übermäßig lang, und die Größe der Makroporen an der Grenze zu der freien Oberfläche der Filtrierschicht kann nicht in dem Bereich von 0,1-0,5 µm gehalten werden. Wenn die Teilchengröße 10 µm übersteigt, ist es schwierig, die auf dem porösen Träger abgelagerte Schicht des Keramikpulvers zu brennen, und die Größe der Makroporen an der Grenze zu der Ober fläche des porösen Trägers kann nicht in dem Bereich von 1-5 µm gehalten werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der poröse Träger in eine Flüssigkeit eingetaucht, bevor die obere Oberfläche des Trägers mit der Suspension in Berührung gebracht wird, so daß Poren des Trägers mit Flüssigkeits mengen gefüllt werden, um Gas aus den Poren zu entfernen. Vorzugsweise wird der so behandelte poröse Träger mit den mit Flüssigkeit gefüllten Poren in die Suspension eingetaucht. In diesem Fall bewirkt die Flüssigkeit, die die Poren füllt, die Beseitigung von Nadellöchern, die sich sonst in der Filtrierschicht - beruhend auf der Anwesenheit des Gases in den Poren - bilden würden. Zur vollständigen Entfernung des Gases aus den Poren, wird vorzugsweise die Flüssigkeit auf einer erhöhten Temperatur (vorzugs weise am Siedepunkt) und/oder unter vermindertem Druck gehalten.

In dem erfindungsgemäßen porösen Keramikfilter werden die meisten der festen Teilchen, die in einer zu filtrierenden Flüssigkeit enthalten sind, festgehalten und als Kuchen an der Grenze zu der freien Oberfläche der Filtrierschicht, an der die Porengröße oder der Porendurchmesser am kleinsten ist, angesammelt. Die festen Teilchen, die durch eine poröse Struktur an der Grenze zu der Oberfläche der Filtrierschicht laufen, können durch die vergleichsweise großen Makroporen in der inneren porösen Struktur der Filtrierschicht und durch die Poren in dem porösen Träger bewegt werden und verlassen schließlich den Keramikfilter.

Deshalb bleiben im wesentlichen keine festen Teilchen, die von der zu filtrierenden Flüssigkeit getrennt werden, in der porösen Struktur der Filtrierschicht. D. h., die innere, poröse Struktur wird nicht mit festen Teilchen verstopft oder zugepfropft. Nach einer geeigneten Betriebszeit kann der auf der Oberfläche der Filtrierschicht abgelagerte Filterkuchen leicht durch Waschen des Filters mit einer Waschflüssigkeit, die umgekehrt zu der Filtrierrichtung fließt, entfernt werden. Somit kann der Keramikfilter wieder vollständig regeneriert werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren setzen sich die Keramikteilchen von verschiedener Größe, die in der stationären, in Berührung mit der oberen Oberfläche des porösen Trägers gehaltenen Suspension suspendiert wurden, mit verschiedenen Sedimentationsgeschwindigkeiten ab und werden als Folge davon auf der oberen Oberfläche des porösen Trägers in der Reihenfolge der Teilchengröße abgelagert, so daß die Teilchen von vergleichsweise kleinen Ausmaß auf einer Schicht von Teilchen mit vergleichsweise großem Aus maß abgelagert werden. Somit verkleinert sich die Teilchen größe der erhaltenen ungebrannten Schicht im wesentlichen kontinuierlich in Richtung vom Boden aus auf die freie Oberfläche der Schicht hin, von der maximalen Größe am Boden zur minimalen Größe auf der freien Ober fläche: Entsprechend verkleinert sich die Größe der von den Keramikteilchen der ungebrannten Schicht gebildeten Poren im wesentlichen kontinuierlich in der gleichen Richtung. Durch Brennen der so gebildeten unge brannten Schicht nach Entfernung der wäßrigen Bestandteile wird der erfindungsgemäße poröse Keramikfilter hergestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Bildung der ungebrannten Schicht nur durch die natürliche Sedimentation der Keramikteilchen. Als Ergebnis wird der Filtrier schicht eine einheitliche Oberfläche, Glätte und Dicke verliehen. Um die Ablagerung der Keramikpulverteilchen zu fördern und die wäßrigen Bestandteile von der abgelagerten Schicht zu entfernen, kann ein verminderter Druck auf die Oberfläche des porösen Trägers gegenüber der Ober fläche, auf der die Keramikpulverteilchen als unge brannte Schicht abgelagert werden, ausgeübt werden, jedoch sollte der Grad des verringerten Drucks so festgelegt werden, daß die natürliche Sedimentation der Keramikteilchen nicht gestört wird. Das schnelle Verfahren erlaubt leichte Abstimmung der Filtrierschicht in ihrer Dicke und Porengröße durch Auswahl der Teilchengröße des Keramik pulvers, der Viskosität der Suspension, der Zeit des Inberührunghaltens des porösen Trägers mit der Suspension und anderer Kenngrößen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein vergrößerter Teilschnitt eines erfindungs gemäßen planaren, porösen Keramikfilters.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Beispiels einer Vorrichtung, die zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandt wird.

Fig. 3 ist eine Fig. 1 entsprechender Schnittansicht, die ein Beispiel eines planaren, porösen Keramikfilters zeigt, der nach einem bekannten Verfahren hergestellt wurde.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein scheiben förmiger, poröser Träger 1 aus einem Keramikmaterial gezeigt. Dieser poröse Träger 1 wird wie nachstehend beschrieben hergestellt, bevor er in einen stationären Behälter 5 einer in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung eingesetzt wird. Anfangs wird der poröse Träger 1 in ein Becken mit kochendem Wasser eingetaucht, so daß die Poren des porösen Trägers 1 mit dem Wasser gefüllt werden. Somit wird das in den Poren vorhandene Gas entfernt. Danach wird der poröse Träger 1 an der Luft abgekühlt. Der so hergestellte poröse Träger 1 wird horizontal in dem Bodenteil des stationären Behälters 5, wie in Fig. 2 ausgeführt, eingebaut, so daß der poröse Träger 1 in einem vorher in den Behälter 5 eingeführten Wasservolumen untergetaucht wird, so daß die Oberfläche des Wassers ungefähr 1 bis 2 cm über der oberen Ober fläche des untergetauchten, porösen Trägers 1 liegt. Bezugszeichen 6 zeigt einen eingefügten O-Ring zur Gewährleistung einer Abdichtung zwischen dem umgebenden Teil des porösen Träger 1 und der gegenüberliegenden, inneren Oberfläche des Behälters 5. In der Zwischenzeit wird eine Suspension 7 hergestellt, die ein Keramikpulver mit einer festgelegten Teilchengrößenverteilung enthält. Mit dem in den stationären Behälter 5, wie vorstehend beschrieben, in Position eingebauten, porösen Träger 1 wird der Behälter 5 mit der hergestellten Suspension 7 gefüllt. Die Suspension 7 wird stationär im Behälter 5 während eines geeigneten Zeitraums von ungefähr 5 bis ungefähr 60 min gehalten. Während dieser Haltezeit setzen sich die Keramikteilchen von verschiedenen Größen mit verschiedenen natürlichen Sedimentationsgeschwindigkeiten ab und werden folglich auf einer oberen Oberfläche 1 a des porösen Trägers 1 in Reihenfolge ihrer Größe abge lagert, so daß die Keramikteilchen mit vergleichsweise großem Ausmaß vor den Keramikteilchen mit vergleichs weise kleinem Ausmaß abgelagert werden. Auf diese Weise wird eine ungebrannte Schicht aus den Keramikteilchen auf der oberen Oberfläche 1 a des porösen Trägers 1 gebildet. Danach wird der Behälter 5 durch Öffnen eines Abflußventils 8 entwässert, das in einer Abflußleitung angeordnet ist, die mit dem Boden des stationären Behälters 5 in Verbindung steht. Nachdem das Abflußventil wieder in seine geschlossene Stellung übergeführt wurde, wird eine Vakuumpumpe 9, die auch mit dem Boden des Behälters 5 in Verbindung steht, in Betrieb gesetzt, um den porösen Träger 1 unter einem festgelegten verringerten Druck zu halten. Eine untere Oberfläche 1 b des porösen Trägers 1 wird dem verminderten Druck ausgesetzt, wodurch die in dem porösen Träger 1 und in der abgelagerten Schicht aus den Keramikteilchen verbliebenen wäßrigen Bestandteile entfernt werden. Der poröse Träger 1 mit der abgelagerten Schicht wird dann aus dem Behälter 5 genommen und an Luft getrocknet. Der getrocknete, poröse Träger 1 wird bei einer zur Sinterung der Keramikteilchen der abgelagerten Schicht geeigneten Temperatur gebrannt. Somit wird ein planarer, poröser Keramikfilter 4 mit einer einstückig gebildeten Filtrierschicht 2 hergestellt.

Beispiele

Der scheibenförmige, poröse Träger 1 wurde aus einem Keramikpulver gebildet, dessen Hauptbestandteile eine Aluminiumoxidpulvermasse mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 60 µm war. Der gebrannte, poröse Träger 1 hat einen Durchmesser von 150 mm, eine Dicke von 3 mm und eine maximale Porengröße von 50 µm. Danach wurde der poröse Träger 1 in kochendes Wasser eingetaucht und darin 3 h lang gelassen, um das Gas aus der porösen Struktur des porösen Trägers 1 zu entfernen. Der poröse Träger 1 wurde dann in den stationären Behälter 5 eingebaut, so daß die obere Oberfläche 1 a des porösen Trägers 1 sich 2 cm unter der Wasserober fläche des Behälters 5 befindet. In der Zwischenzeit wurde eine Suspension für die Bildung der Filtrierschicht 2 als 95%ige Wasseraufschlämmung hergestellt, die eine keramische Pulvermasse, vermischt mit einer kleinen Menge von Natrium aluminat als Entflockungsmittel oder Dispergiermittel, enthält.

Der Hauptbestandteil der verwendeten keramischen Pulvermasse war ein Aluminiumoxidpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 µm. Dieses Aluminiumoxidpulver wurde in einer Kesselmühle hergestellt, so daß 80 Gew.-% des Aluminiumoxidpulvers aus Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,5-10 µm bestehen. Die in einer Menge von 50 cm² hergestellte Suspension wurde in den Behälter 5 eingeführt, gerührt und dann 10 min lang stationär gehalten. Nachdem der Behälter 5 entwässert worden war, wurde der poröse Träger 1 einem verminderten Druck von 96,0 bis 97,3 kPa 2 min lang ausgesetzt, um die wäßrigen Bestandteile von dem porösen Träger 1 und der abgelagerten Schicht der Keramikteilchen zu ent fernen. Die Einzelheiten der Filtrierschicht 2 des so erhaltenen, porösen Keramikfilters 4 werden in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1 gibt auch die Besonderheiten der Filtrierschicht des nach einem bekannten Verfahren hergestellten, planaren, porösen Keramikfilters an, das die folgenden Schritte beinhaltet:

- Herstellung einer 60%igen Wassersuspension mit dem gleichen Keramikpulver wie im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet,
- Eintauchen des gleichen porösen Trägers wie im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet in die hergestellte Suspension,
- Inberührunghalten seiner einen Oberfläche mit der hergestellten Suspension unter Bildung einer abgelagerten, ungebrannten Schicht für die Bildung der Filtrierschicht,
- Trocknen und Brennen der ungebrannten Schicht, um die Filtrierschicht herzustellen.

Tabelle 1

Um die maximale Porengröße der in Tabelle 1 gezeigten Filtrierschicht zu messen, wurden die hergestellten Keramikfilter in Wasser eingetaucht. Die Porengröße wurde aus der Oberflächenspannung des Wassers in den Poren der Filtrierschicht relativ zu dem zur Entfernung des Wassers aus den Poren angewandten Luftdruck erhalten. Zur Messung der Dicke und Teilchengröße der Filtrier schicht wurden die Keramikfilter quer durchgeschnitten. Die Dicke und die Teilchengröße wurden an den durchge schnittenen Oberflächen mit einem stereoskopischen Mikroskop gemessen. Die Filtriergeschwindigkeit wurde bei einem Filtrierdruck von 0,98 N/cm² erhalten (ein Druck, der an den entgegengesetzten Seiten des Keramik filters veränderlich ist).

Es wurden Filtrierversuche mit dem erfindungsgemäßen Keramikfilter und mit bekannten Keramikfiltern durchgeführt. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Es wurde eine Aufschlämmung oder eine in den Versuchen verwendete Probenflüssigkeit durch Zugeben eines Elektrokorundpulvers (8000 Schleifmittel, erhältlich von Fujimi-Kenmazai Kogyo Kabushiki Kaisha in Japan mit Teilchengrößen von 0,5-1,5 µm) zu Wasser hergestellt, so daß die Konzentration 1000 ppm betrug. Die hergestellte Aufschlämmung wurde 2 h lang mit den Keramikfiltern bei einem Filtrierdruck von 9,8 N/cm² filtriert. Nach den Filtriervorgängen wurden die Keramik filter zur Entfernung der Filterkuchen mit einem Strom von Waschflüssigkeit in einer der Filtrierrichtung ent gegengesetzten Richtung gewaschen. Es wurden Wieder gewinnungsverhältnisse berechnet durch Vergleichen der Filtriergeschwindigkeiten der gewaschenen Keramikfilter mit den Filtriergeschwindigkeiten vor den Filtrierver suchen (Nominalfiltriergeschwindigkeiten).

Tabelle 2

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wird, wenn sich die Zahl der Filtrierversuche (Filtriervorgänge) vergrößert, die Wiedergewinnungsgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Keramikfilters in sehr geringem Maße herabgesetzt, verglichen mit derjenigen des bekannten Keramikfilters. Die Filtrierschicht des bekannten Keramikfilters wird nach dem Waschvorgang zunehmend mit dem aus den feinen Schleifteilchen, die in der Aufschlämmung enthalten sind, gebildeten Filter kuchen verstopft, wenn der Filtriervorgang wiederholt wird. D. h., die feinen Schleifteilchen neigen dazu, in der porösen Struktur der Filtrierschicht zu bleiben, in der der Porendurchmesser überall in Richtung der Dicke der Schicht einheitlich ist. Im Gegensatz dazu ist die Verstopfungsgeschwindigkeit in dem erfindungsgemäßen Keramikfilter beträchtlich niedrig, wobei die Porengröße der Filtrierschicht sich in Richtung von der freien Ober fläche aus auf den porösen Träger hin vergrößert. Diese Verteilung der Porengröße in Richtung der Dicke der Filtrierschicht ist sehr wirksam zur Verhinderung des Verstopfens der Filtrierschicht mit festen Teilchen (wie die in den Versuchen verwendeten Schleifteilchen), die sich von einer zu filtrierenden Aufschlämmung getrennt haben.

Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen planaren, porösen Keramikfilter wird einem in dem bekannten Verfahren hergestellten planaren, porösen Keramikfilter, wobei eine Oberfläche eines porösen Trägers in Berührung mit einer Suspension gebracht wird, eine Filtrierschicht 15 verliehen, die aus Keramik teilchen 16 von verschiedenen Größen, wie in Fig. 3 dargestellt, gebildet wurde. In diesen Keramikfiltern neigen einige der festen Teilchen, die in einer zu filtrierenden Flüssigkeit oder Aufschlämmung enthalten sind, dazu, in einer inneren, porösen Struktur der Filtrierschicht 15 festgehalten zu werden. Unter dieser Bedingung kann der Keramikfilter durch den umgekehrten Waschvorgang, wie vorstehend gezeigt, nicht wieder vollständig regeneriert werden. D. h., der Keramikfilter bleibt teilweise verstopft. Ein Träger für Keramikfilter, der nach einem aus der US-PS 43 56 215 bekannten Verfahren hergestellt wird, besitzt eine zweite abgelagerte Schicht mit einer freien Oberfläche. Diese zweite abgelagerte Schicht hat eine poröse Struktur ähnlich der der vorstehend gezeigten Filtrierschicht 15 und wird deshalb leicht verstopft. Wenn eine Filtrierschicht mit einer porösen Struktur, die der Struktur der Filtrierschicht des erfindungsgemäßen Keramikfilters ähnlich ist, nach dem Verfahren der vorstehenden US-PS hergestellt werden soll, ist es notwendig, viele verschiedene Schlickerflüssigkeiten herzustellen, die Keramikpulver in einer Suspension mit jeweils verschiedenen Bereichen der Teilchengröße enthalten. Daß heißt, es ist erforderlich, den porösen Träger mit den verschiedenen Schlickerflüssigkeiten in Berührung zu bringen und jede der gebildeten, abgelagerten Filtrier schichten nacheinander zu trocknen. Dieses Verfahren ist äußerst beschwerlich und ist auf keine Weise wirtschaftlich durchführbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch anders durchge führt werden, als es vorstehend beschrieben wurde. Zum Beispiel kann der stationäre Behälter 5 von der Suspension 7 entwässert werden, indem man ein Ventil 10 statt des vorgehend beschriebenen Abflußventils 8 öffnet. Das Ventil 10 ist in einer Leitung ange ordnet, die mit dem Behälter 5 in einer Höhe, die etwas über der oberen Oberfläche 1 a des in Position in den Behälter 5 eingebauten Keramikfilters 1, wie in Fig. 2 gezeigt, in Verbindung steht. In der dargestellten Ausführungsform wird die Vakuumpumpe 9 verwendet zur Entfernung der wäßrigen Bestandteile aus dem porösen Träger mit einer ungebrannten Schicht, die auf dessen oberer Oberfläche abgelagert ist, jedoch kann die Entfernung der wäßrigen Bestandteile mit einer Zentrifugalkraft (mit einer Zentrifuge), durch natürliches Berieseln oder durch andere geeignete Verfahren ausgeführt werden. Das Konzept der Erfindung ist auf planare, poröse Keramikfilter in verschiedenen Anordnungen anwendbar, und nicht nur als scheibenförmiger Keramik filter, der nur zu erläuternden Zwecken beschrieben worden ist.

Wie vorstehend beschrieben, hat der erfindungsgemäße planare, poröse Keramikfilter eine Filtrier schicht, die einheitliche Dicke besitzt und wirksam gegen Verstopfen geschützt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf einfache Weise und mit einer einfachen Vorrichtung ausgeführt werden. Der erfindungsgemäße Keramikfilter wird geeigneterweise zur Filtration von Bakterien, Lebensmitteln oder ähnlichem und in Bioreaktoren oder anderer Ausrüstung zur Bearbeitung verschiedener Flüssigkeiten verwendet.

Claims

1. Poröser, planarer Keramikfilter mit einem aus einem Keramikmaterial gebildeten, porösen Träger und mit einer Filtrier schicht, gebildet aus einer Makroporen aufweisenden gebrannten Masse aus einem Keramikpulver, das in einem Stück auf einer Oberfläche des porösen Trägers abgelagert ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Größe der in der gebrannten Masse des Keramikpulvers gebildeten Makroporen sich im wesentlichen kontinuierlich in einer Richtung von der Oberfläche des porösen Trägers aus auf eine freie Oberfläche der Filtrierschicht hin, die von der Oberfläche des porösen Trägers entfernt ist, verkleinert.

2. Poröser, planarer Keramikfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Makroporen an der Grenze zu der Oberfläche des porösen Trägers 1 bis 5 µm beträgt, während die Größe der Makroporen an der Grenze zu der freien Oberfläche der Filtrierschicht 0,1 bis 0,5 µm beträgt.

3. Poröser, planarer Keramikfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der poröse Träger und die Filterschicht aus einer Masse von Teilchen gebildet werden, die im wesentlichen aus Aluminiumoxidteilchen besteht.

4. Verfahren zur Herstellung eines porösen, planaren Keramik filters mit einem aus einem Keramikmaterial gebildeten, porösen Träger und mit einer Filtrierschicht, die auf einer oberen Oberfläche des porösen Trägers gebildet wurde, nach einem der Ansprüche 1 bis 3 durch folgende Verfahrensschritte:
Herstellung einer wäßrigen Suspension aus einem Keramikpulver,
Halten des porösen Trägers, so daß die obere Oberfläche sich im wesentlichen horizontal erstreckt,
Inberührunghalten der oberen Oberfläche des porösen Trägers mit der Suspension und Ablagern der Teilchen des Keramikpulvers auf der oberen Oberfläche des porösen Trägers, wodurch eine ungebrannte Schicht für die Filtrierschicht aus den abge lagerten Teilchen des Keramikpulvers gebildet wird,
Entfernung von wäßrigen Bestandteilen von dem porösen Träger und der ungebrannten Schicht aus den abgelagerten Teilchen und
Brennen des porösen Trägers und der ungebrannten Schicht, um die poröse Filtrierschicht zu bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der wäßrigen Suspension ein Keramikpulver mit einer festgelegten Teilchen größenverteilung eingesetzt wird und daß beim Inberührunghalten der oberen Oberfläche des porösen Trägers mit der Suspension die Suspension in einem stationären Zustand gehalten wird, bis sich die Teilchen des Keramikpulvers unter der Wirkung der Schwerkraft absetzen.

5. Verfahren nach Anspruch 4 mit folgendem zusätzlichem Schritt:
Eintauchen des porösen Trägers in eine Flüssigkeit, wodurch die Poren in dem porösen Träger mit Mengen dieser Flüssigkeit gefüllt werden, so daß Gas aus den Poren entfernt wird, bevor die obere Oberfläche des porösen Trägers mit der Suspension in Berührung gebracht wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Träger in die Flüssig keit eingetaucht wird, während sie zum Sieden gebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Suspension ein organisches Lösungsmittel enthält.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß mindestens 80 Gew.-% des Keramikpulvers aus Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 10 µm bestehen.