DE3943631C2

DE3943631C2 - Cross-flow liq. filtration by hollow membranes

Info

Publication number: DE3943631C2
Application number: DE3943631A
Authority: DE
Inventors: Massoud Prof. Dr. 3400 Goettingen De Karbachsch; Wilfried 6551 Weinsheim De Kaul; Gerhard Dr. 6227 Oestrich-Winkel De Strohm
Original assignee: Seitz Filter Werke Theo and Geo Seitz GmbH and Co
Current assignee: Pall Filtersystems GmbH
Priority date: 1989-05-20
Filing date: 1989-05-20
Publication date: 1992-10-29
Anticipated expiration: 2009-05-21

Abstract

A module (17) formed as a bundle of parallel capillary or hollow fibre membranes (41), whose precise type depends on the material to be filtered, has the opposite ends of the membranes mounted in distributor heads (29).Liq. to be filtered in a cross-flow process either flows inside the membrane interiors from an inlet (42), with filtrate extd. from the exterior of the tubular membranes, or in a second procedure with different distributor heads flows transversely over the membrane exteriors, with filtrate then flowing inside the membranes.Access to the membrane exteriors for either initial liq. or filtrate is via an annular space (43) formed between an inner sleeve (44a) round the distributor head, and an outer sleeve (45a) joined by a conical wall (49) to the main cylindrical casing

Description

Der vorliegende Erfindungsgegenstand ist eine Ausscheidung aus der P 39 16 511.6. Die Erfindung betrifft eine Membranfiltervorrichtung, zur Filtration von Fluiden im Crossflow-Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The present subject matter is a Elimination from P 39 16 511.6. The invention relates to a membrane filter device for Filtration of fluids according to the crossflow method Preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft ferner ein Membranfilter-Modul zum Einsatz in Membranfiltervorrichtungen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 4 sowie Strömungsverteilerköpfe für eine Membranfiltervorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 14.The invention further relates to a Membrane filter module for use in Membrane filter devices according to the preamble of Claim 4 and flow distribution heads for one Membrane filter device according to the preamble of Claim 14.

Eine Membranfiltervorrichtung und ein Membranfiltermodul der oben angesprochenen Art sind beispielsweise aus WO 88/01 895 bekannt. Bei dem aus dieser Druckschrift bekannten Membranfiltermodul ist auf den beiden Stirnseiten jeweils nur ein Zugang zu der jeweiligen Bündelstirnfläche, d. h. zum Inneren der Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen vorhanden. Der Zugang zum Inneren des Filtergehäuses und der Außenseite der Kapillar- bzw. Hohlfasermembranen ist im Endbereich des Filtergehäuses seitlich angeordnet. Dabei ist vorgesehen, daß das zu behandelnde Fluid am einen Ende des Filterhäuses in die seitlichen Öffnungen zugeführt und nach Vorbeiströmen an der Außenseite der Kapillar- oder Hohlfasermembranen an den seitlichen Öffnungen am anderen Ende des Filtergehäuses abgezogen wird.A membrane filter device and a Membrane filter module of the type mentioned above known for example from WO 88/01 895. With that known membrane filter module only one access to each of the two faces the respective bundle face, d. H. to the inside the capillary or hollow fiber membranes. Access to the inside of the filter housing and the Outside of the capillary or hollow fiber membranes laterally in the end area of the filter housing arranged. It is intended that the treating fluid in at one end of the filter housing the side openings fed and after Flowing past the outside of the capillary or Hollow fiber membranes at the side openings on other end of the filter housing is pulled off.

Das aus dem Fluid abgezogene Filtrat wird an den Bündelstirnflächen abgenommen und in mit diesen in Verbindung stehende Filtratleitungen übergeführt. Membranfiltervorrichtungen dieser Art haben jedoch den erheblichen Mangel, daß sie nur in einer von vornherein festgelegten Weise betrieben werden können. Dies gilt insbesondere in solchen Anwendungsfällen, bei denen der Strömungsquerschnitt des im Umlauf geführten zu behandelnden Fluids wesentlich größer einzustellen ist als der Strömungsquerschnitt des abzuziehenden Filtrats.The filtrate drawn off from the fluid is transferred to the Bundle end faces removed and in with these in Connected filtrate lines transferred. However, membrane filter devices of this type have the considerable lack that they are only in one of be operated in a predetermined manner can. This is especially true in such Applications where the flow cross section of the circulating fluid to be treated is to be set much larger than that Flow cross section of the filtrate to be drawn off.

Ähnliche Verhältnisse und Gegebenheiten bestehen auch bei Hohlfaser-Dialysegeräten wie sie beispielsweise aus der DE-PS 30 23 681 bekannt sind.Similar conditions exist even with hollow fiber dialysis machines like this are known for example from DE-PS 30 23 681.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Membranfiltervorrichtung der eingangs angegebenen Art mit möglichst geringem apparativem Aufwand die Möglichkeit zu schaffen, wahlweise eine Betriebsweise einzurichten, bei der das zu behandelnde Fluid durch das Innere der Kapillar- bzw. Hohlfasermembranen geführt und das Filtrat an der Außenseite der Kapillar- bzw. Hohlfasermembranen abgenommen wird oder eine Betriebsweise bei der das zu behandelnde Fluid an der Außenseite der Kapillar- bzw. Hohlfasermembranen entlang deren Umfangsfläche geführt und das Filtrat vom Inneren der Kapillar- oder Hohlfasermembranen abgezogen wird. Dabei sollen am Membranfiltermedium herrschende wechselnde Temperatureinflüsse und mechanische Spannungseinflüsse ohne nachteilige Wirkung auf die Abdichtung zwischen den unterschiedlichen strömenden Medien sein.In contrast, the object of the invention on the basis of a membrane filter device with the lowest possible equipment effort to create the possibility optionally set up an operating mode in which the fluid to be treated through the inside of the Capillary or hollow fiber membranes performed and that Filtrate on the outside of the capillary or Hollow fiber membranes is removed or a Operating mode with the fluid to be treated the outside of the capillary or hollow fiber membranes guided along the circumferential surface and the filtrate from the inside of the capillary or hollow fiber membranes is subtracted. The membrane filter medium prevailing changing temperature influences and mechanical stress influences without adverse Effect on the seal between the different streaming media.

Diese Aufgabe wird durch eine Membranfiltervorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 bzw. Membranfiltermodule gemäß Anspruch 4 und Strömungsverteilerköpfe gemäß Anpruch 14 gelöst. This object is achieved by a membrane filter device with the features of the characterizing part of claim 1 or membrane filter modules according to claim 4 and flow distribution heads according to claim 14 .

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.Advantageous embodiments of the invention are Subject of the respective dependent claims.

Durch die Erfindung wird eine spezifische Strömungsgeometrie im Inneren des Membranfilter-Moduls erreicht, die es gestattet, daß je nach verwendetem Membrantyp wahlweise eine Überströmung der inneren oder der äußeren Oberfläche der Membran möglich ist. Es kommen hierzu Kapillarmembranen mit Innendurchmesser zwischen 0,5 und 2 mm wie auch Hohlfaser-Membranen mit Innendurchmesser bis zu 0,5 mm in Betracht. Neben der Anpassung der Betriebsweise an den verwendeten Membrantyp ist auch hierdurch eine verbesserte Anpassung an das zu behandelnde Fluid ermöglicht. Die Umstellung der Membranfiltervorrichtung von der einen auf die andere Betriebsweise läßt sich unter Austausch der Strömungsverteilerköpfe leicht bewerkstelligen.The invention is a specific Flow geometry inside the Membrane filter module achieved, which allows that depending on the type of membrane used, one Overflow of the inner or outer surface the membrane is possible. It comes to this Capillary membranes with an inner diameter between 0.5 and 2 mm as well as hollow fiber membranes Inner diameter up to 0.5 mm. Next adapting the mode of operation to the one used This also improves the membrane type Adaptation to the fluid to be treated enables. The changeover of the membrane filter device from the one to the other mode of operation can be under Exchange of the flow distribution heads easily accomplish.

Hinter jedem der stirnseitigen Zugänge des Filtergehäuses ist zweckmäßig ein freier Raum gebildet, wobei je nach Wahl der Strömungsverteilerköpfe die auf die Stirnseiten des Bündels von Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen führenden Räume als Verteilerraum und Sammelraum für das durch die Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen geführte Unfiltrat und die mit dem Inneren des Filtergehäuses verbundenen Räume als Sammelraum für das Filtrat oder wahlweise die auf die Stirnseiten des Bündels von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen führenden Räume als Sammelraum für das Filtrat und die mit dem Inneren des Filtergehäuses verbundenen Räume als Verteilerraum und Sammelraum für das an der Außenseite der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen vorbei durch den Innenraum des Filtergehäuses geführte Unfiltat anschließbar sind. Behind each of the front entrances of the The filter housing is expediently a free space formed, depending on the choice of Flow distribution heads on the front of the Bundle of capillary or hollow fiber membranes leading rooms as a distribution room and gathering room for through the capillary or hollow fiber membranes led unfiltrate and the with the inside of the Filter housing connected rooms as a collection room for the filtrate or alternatively the one on the face the bundle of capillary or hollow fiber membranes leading rooms as a collecting room for the filtrate and those connected to the inside of the filter housing Rooms as a distribution room and gathering room for that the outside of the capillary or Hollow fiber membranes pass through the interior of the Unfiltat guided filter housing can be connected.

Bevorzugt wird die Bildung von getrennten Zugängen an jeder Stirnseite des Membranfilter-Moduls mittels einer inneren Manschette gebildet, die eine zentrale Zuführung umgibt und selbst umgeben ist durch einen äußern ringförmigen Zugang, der nach außen hin von einer äußeren Manschette umgeben ist und an der inneren Manschette und dem Bündel von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen vorbei in den Innenraum des Filtergehäuses führt. Die beiden Enden des Membranbündels können dabei in den inneren Manschetten des Filtergehäuses gefaßt und mit einer elastischen Vergußmasse leckdicht vergossen oder in einem Plastomer leckdicht verschweißt sein, während an beiden Enden des Filtergehäuses der Freiraum zwischen der inneren und der äußeren Manschette auf die Außenseite der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen führt.The formation of separate accesses is preferred at each end of the membrane filter module an inner cuff that forms a central Feed surrounds and is surrounded by yourself outward circular access, outward from is surrounded by an outer cuff and on the inner cuff and the bundle of capillary or Hollow fiber membranes pass into the interior of the Filter housing leads. The two ends of the Membrane bundles can be inside Cuffs of the filter housing gripped and with a elastic casting compound leak-proof or in sealed in a plastomer while Clearance at both ends of the filter housing between the inner and outer cuff the outside of the capillary or Hollow fiber membranes leads.

Das Filtergehäuse des Membranfilter-Moduls kann aus Metall, insbesondere Edelstahl oder auch aus gegenüber dem zu behandelnden Fluid inertem Kunststoff bestehen. Bei Ausbildung des Filtergehäuses aus Kunststoff kann die innere und/oder äußere Manschette durch nicht produktberührende Edelstahlringe verstärkt sein, so daß einer Ausdehnung bzw. Schrumpfung des Plastomers infolge thermischen ode mechanischen Stresses entgegengewirkt wird.The filter housing of the membrane filter module can be made of Metal, especially stainless steel or also made of inert to the fluid to be treated Plastic. When training the Filter housing made of plastic can the inner and / or outer cuff through not stainless steel rings that come into contact with the product, see above that expansion or contraction of the plastomer due to thermal or mechanical stress is counteracted.

Die innere Manschette soll dabei axial gegenüber der Stirnseite der äußeren Manschette vorstehen, und zwar möglichst so weit, daß wenigstens eine auf die äußere Umfangsfläche der inneren Manschette gesetzte Ringdichtung freiliegt.The inner sleeve should be axially opposite the Protrude from the front of the outer cuff as far as possible that at least one on the outer peripheral surface of the inner sleeve Ring seal exposed.

Im Rahmen der Erfindung können Membranfilter-Vorrichtungen vorgesehen sein, die ausschließlich für die eine oder die andere Betriebsart gedacht sind. Es können jedoch auch Membranfilter-Vorrichtungen vorgesehen sein, die für beide Betriebweisen geeignet sind, so daß der Benutzer sich die eine oder andere Betriebsweise entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall auswählen kann. In jedem Fall ist es im Rahmen der Erfindung zweckmäßig, die Querschnitte zu dem mittigen stirnseitigen Zugang und die Querschnittsfläche zu dem äußeren stirnseitigen Zugang zum Membranfilter-Modul möglichst auf universelle Einsatzmöglichkeit abzustimmen.Within the scope of the invention Membrane filter devices can be provided exclusively for one or the other Operating mode are intended. However, it can also Membrane filter devices can be provided for both modes of operation are suitable, so that the User one way or another select according to the respective application can. In any case, it is within the scope of the invention expedient, the cross sections to the middle frontal access and the cross-sectional area too the external frontal access to the Membrane filter module if possible on universal Coordinate possible application.

In bevorzugter Ausführungsform kennzeichnen sich die Membranfiltermodule dadurch, daß die Querschnittsfläche des zwischen der inneren Manschette und der äußeren Manschette gebildeten Zuganges bzw. Ringraumes etwa 30% bis 75% der von der inneren Manschette umgebenen Querschnittsfläche ausmacht. Außerdem ist es zweckmäßig, wenn beim Membranfiltermodul der axiale Ringspalt, der zwischen dem inneren Ende der inneren Manschette und der Innenfläche des ringförmigen Mittelteiles im Filtergehäuse gebildet ist, eine axiale Länge aufweist, die etwa 30% bis 75% des Innendurchmessers des rohrförmigen Mittelteils beträgt. Auf diese Weise sind die Membranfiltermodule bezüglich der geometrischen Verhältnisse optimal an wechselnde Anströmarten anpaßbar.In a preferred embodiment, the Membrane filter modules in that the Cross-sectional area of between the inner Cuff and the outer cuff formed Access or annulus about 30% to 75% of that cross-sectional area surrounded by the inner sleeve matters. It is also useful if in the membrane filter module, the axial annular gap between the inner end of the inner sleeve and the inner surface of the annular central part in Filter housing is formed, an axial length has about 30% to 75% of Inner diameter of the tubular middle part is. That way they are Membrane filter modules with regard to the geometric Conditions optimal for changing flow types customizable.

Die Strömungsverteilerköpfe sind im Rahmen der Erfindung bevorzugt derart ausgebildet, daß die Membranfiltermodule lediglich mit ihren Endbereichen d. h. mit ihren inneren und äußeren Manschetten in die Aufnahmeöffnung der Strömungsverteilerköpfe einzustecken sind. Dabei wir die Abdichtung durch ringförmige Dichtelemente geschaffen, die auf die Umfangsfläche der Manschetten greifen. Hierdurch haben die Membranfilter-Module begrenzten, aber erheblichen Spielraum, um sich axial gegenüber den Strömungsverteilerköpfen verschieben zu können und auf diese Weise thermische und mechanische Spannungen zu vermindern oder zu verhindern.The flow distribution heads are part of the Invention preferably designed such that the Membrane filter modules only with their end areas d. H. with their inner and outer cuffs in the receiving opening of the flow distribution heads to be plugged in. We do the sealing created annular sealing elements that on the Grip the circumferential surface of the cuffs. Hereby the membrane filter modules have limited, however considerable scope to move axially against the To be able to move flow distribution heads and in this way thermal and mechanical Reduce or prevent tensions.

Die Strömungsverteilerköpfe sind bevorzugt so ausgebildet, daß sie zwei im wesentlichen ebene Seitenflächen und sich von Seitenfläche zu Seitenfläche durchgehend erstreckende Strömungskanäle aufweisen, die mit in der Aufnahmeöffnung für das Membranfiltermodul gebildeten Kammern in Verbindung stehen. Die Mündung der durchgehenden Kanäle kann an der einen Seitenfläche jedes Strömungsverteilerkopfes mit einer Aseptik-Dichtung und an der anderen Seitenfläche mit einer glatten, ebenen Anlagefläche versehen sein. Auf diese Weise läßt sich eine Mehrzahl von solchen Strömungsverteilerköpfen aneinandereihen. Dies wird noch erleichtert und verbessert, dadurch, daß in jedem Strömungsverteilerkopf eine sich parallel zu den durchgehenden Kanälen erstreckende, durchgehende Aufnahmebohrung (Auge) für eine Trag- und Spannstange angebracht ist.The flow distribution heads are preferably like this trained to be two substantially flat Side faces and going from side face to Side surface extending continuously Have flow channels that are in the Opening for the membrane filter module formed chambers are connected. The mouth the through channels can be on one Side surface of each flow distributor head with one aseptic seal and the other Side surface with a smooth, flat contact surface be provided. In this way one can A plurality of such flow distribution heads lined up. This will be made easier and improved by the fact that in each Flow distribution head parallel to the continuous channels extending, continuous Location hole (eye) for a support and Tension rod is attached.

Im Rahmen der Erfindung können die Strömungsverteilerköpfe in zwei Arten vorgesehen sein, die sich hinsichtlich der Verbindung der durchgehenden Strömungkanäle mit der einen oder anderen Kammer in der Aufnahmeöffnung für das Membranfiltermodul unterscheiden.Within the scope of the invention, the Flow distribution heads are provided in two types be concerned with the connection of the continuous flow channels with one or other chamber in the opening for the Differentiate between membrane filter module.

Wie bereits ausgeführt betrifft die Erfindung auch ein Membranfilter-Modul, das sich durch die ausschließlich stirnseitige Anordnung der Zugänge an beiden Enden kennzeichnet. Ein solches Membranfilter-Modul ist eine besonders sicher und einfach handhabbare Einheit und läßt sich bei praktisch gleichem Grundaufbau mit Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen unterschiedlicher Typen auslegen. Durch das Zusammenwirken mit Strömungsverteilerköpfen unterschiedlicher Art können derartige Filtermembran-Module je nach Filtertyp und Einsatzart leicht für die eine oder andere Betriebsweise eingesetzt werden.As already stated, the invention also relates a membrane filter module, which is characterized by the only the arrangement of the entrances on the front marks both ends. Such one Membrane filter module is a particularly safe and easy-to-use unit and can be practically the same basic structure with capillary or Hollow fiber membranes of different types lay out. By interacting with Flow distribution heads of different types can such filter membrane modules depending on Filter type and type of use easy for one or the other other modes of operation are used.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Membranfiltervorrichtung in Form eines fahrbaren Gerätes in Seitenansicht, wobei der Schaltkasten und die Umwälzpumpe des Gerätes teilweise weggebrochen sind; Figure 1 shows a membrane filter device according to the invention in the form of a mobile device in side view, the switch box and the circulation pump of the device are partially broken away.

Fig. 2 die Endbereiche eines in der Vorrichtung nach Fig. 1 benutzbaren Membranfiltermoduls mit Filtergehäuse aus Edelstahl, teilweise axial geschnitten; FIG. 2 shows the end regions of a membrane filter module with filter housing made of stainless steel, which can be used in the device according to FIG. 1, partially cut axially;

Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht des Membranfiltermoduls gemäß Fig. 2; FIG. 3 shows an end view of the membrane filter module according to FIG. 2;

Fig. 4 die stirnseitigen Enden eines in der Vorrichtung nach Fig. 1 benutzbaren Membranfilter-Moduls mit Filtergehäuse aus Kunststoff, teilweise axial geschnitten; FIG. 4 shows the front ends of a membrane filter module with filter housing made of plastic, partially axially cut, which can be used in the device according to FIG. 1;

Fig. 5 einen für Membranfilter-Module gemäß Fig. 2 bis 4 zu benutzenden Strömungsverteilerkopf erster Art im Schnitt 5-5 der Fig. 6; . Fig. 5 a for membrane filter modules according to FIG 2 to 4-to-use flow distributor head of the first type in the section 5-5 of Fig. 6;

Fig. 6 den Strömungsverteilerkopf gemäß Fig. 5 in den Schnitten 6a-6a und 6b-6b in Fig. 5; ... 6 shows the flow distributor head according to Figure 5 in sections 6a-6a and 6b-6b in Figure 5;

Fig. 7 einen mit Membranfilter-Modulen nach Fig. 2 bis 4 zu benutzenden Strömungsverteilerkopf zweiter Art, im Schitt 7-7 in Fig. 8; . Fig. 7 is a second to 4 with membrane filter modules of Figure 2 to be used flow distributors head type, in Schitt 7-7 in Fig. 8;

Fig. 8 den Strömungsverteilerkopf zweiter Art gemäß Fig. 7 in den Schnitten 8a-8a und 8b-8b in Fig. 7. Fig. 8 shows the flow distribution head of the second type shown in Fig. 7 in the sections 8a-8a and 8b-8b in Fig. 7.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handel es sich um ein Membranfiltergerät 21 zur Behandlung von Getränken, beispielsweise Wein. Auf einem fahrbaren Geräterahmen 22 sind ein Flüssigkeitsbehälter 23, eine Umwälzpumpe 24 und eine Förderpumpe 25 für das zu behandelnde Gut angebracht. Ferner trägt der Geräterahmen 22 die eigentlichen Filtereinrichtungen 26 mit den erforderlichen Leitungsanschlüssen und Leitungsverbindungen.The exemplary embodiment shown in FIG. 1 is a membrane filter device 21 for the treatment of beverages, for example wine. A liquid container 23 , a circulation pump 24 and a feed pump 25 for the material to be treated are attached to a mobile device frame 22 . Furthermore, the device frame 22 carries the actual filter devices 26 with the necessary line connections and line connections.

Die eigentliche Filtereinrichtung ist aus Membranfilter-Modulen 27 aufgebaut, die jeweils ein rohrförmiges Filtergehäuse 28a bzw. 28b (Fig. 2 bis 4) aufweisen. An jedes Ende jedes Membranfiltermoduls 27 ist ein Strömungsverteilerkopf 29 angesetzt. Im dargestellten Beispiel sind die Membranfilter-Module 27 vertikal angeordnet, derart, daß die Strömungsverteilerköpfe mit ihren Seitenflächen dicht bei dicht zu einer oberen Reihe und einer unteren Reihe aufgereiht sind, während sich die Membranfilter-Module 27 zwischen dieser oberen Reihe von Strömungsverteilungsköpfen 29 und der unteren Reihe von Strömungsverteilerköpfen 29 erstrecken. The actual filter device is constructed from membrane filter modules 27 , each of which has a tubular filter housing 28 a or 28 b ( FIGS. 2 to 4). A flow distribution head 29 is attached to each end of each membrane filter module 27 . In the example shown, the membrane filter modules 27 are arranged vertically such that the flow distribution heads are lined up with their side faces close to an upper row and a lower row, while the membrane filter modules 27 are located between this upper row of flow distribution heads 29 and the extend lower row of flow distribution heads 29 .

Die Filtereinrichtung 26 weist im dargestellten Beispiel eine an die beiden oberen Reihen von Strömungsverteilerköpfen 29 angesetzte Strömungsverteilerplatte 30 und eine ebenso an die beiden unteren Reihen von Strömungsverteilerköpfen angesetzte Strömungsverteilerplatte 30 auf. Beide Strömungsverteilerplatten sind mittels eines Trägerrahmens 31 fest auf dem Geräterahmen 22 montiert. Die beiden Strömungsverteilerplatten tragen die Anschlüsse 32 für den Flüssigkeitsumlauf. An der Unterseite der unteren Strömungsverteilerplatte 30 ist der Filtratauslauf und an der oberen Strömungsverteilerplatte 30 in gleicher Anordnung und Ausbildung der Be- und Entlüftungsanschluß 34 angebracht, so daß bei entsprechender Ventileinstellung auch der Be- und Entlüftungsanschluß 34 als Filtratauslauf und der Filtratauslauf 33 lediglich als Entleerungsanschluß benutzt werden können. Die Strömungsverteilerplatten 30 sind mit Aufnahmebohrungen für feste, starre Montage von Trag- und Spannstangen 36 versehen, derart, daß sich von jeder Strömungsverteilerplatte 30 zwei Trag- und Spannstangen 36 in Parallelstellung horizontal in gewünschten gegenseitigen Abstand der beiden Reihen von Membranfilter-Modulen 27 und Strömungsverteilerköpfen 29 erstrecken. Auf diese Trag- und Spannstangen 36, die in der Fig. 1 gestrichelt angedeutet sind, sind die Strömungsverteilerköpfe 29 aufgereiht und längs der Trag- und Spannstangen 36 zusammengepreßt. Am Ende der jeweiligen Reihe von aufgereihten Strömungsverteilerköpfen 29 ist eine Endzugplatte 38 angeordnet, die zugleich den flüssigkeitsdichten Abschluß der Reihe von Strömungsverteilerköpfen 29 bildet und das Widerlager für eine auf das Ende der Trag- und Spannstange 39 gesetzten Spannvorrichtung 39 und Spannschraube 40. Durch das Zusammenwirken der in den Strömungsverteilerplatten fest und starr montierten Trag- und Spannstangen 36 mit nicht dargestellten Zwischenelementen, den Endzugplatten 38 und den Spannvorrichtungen 39 wird ein fester stabiler Aufbau der Filtereinrichtung 26 gewährleistet. Durch axial nachgiebige Ausbildung der Spannvorrichtungen 39 wird eine konstante gegenseitige Anpassung der Strömungsverteilerplatten 30, Zwischenelemente und Endzugplatten 38 mit den Seitenflächen der Strömungsverteilerköpfe 29 sowie der Strömungsverteilerköpfe 29 untereinander sichergestellt, insbesondere auch hinsichtlich thermischer Dehnung und Spannungen, beispielsweise bei Temperaturänderungen im Betrieb wie sie z. B. beim Desinfizieren und Entkeimen der Filtereinrichtung mittels Durchströmen mit Dampf auftreten.The filter device 26 has in the example shown on a top of the two rows of flow headers 29 scheduled flow distribution plate 30 and a lower as well as to the two rows of flow distributor heads scheduled flow distributor plate thirtieth Both flow distributor plates are fixedly mounted on the device frame 22 by means of a support frame 31 . The two flow distributor plates carry the connections 32 for the liquid circulation. On the underside of the lower flow distributor plate 30 , the filtrate outlet and on the upper flow distributor plate 30 are attached in the same arrangement and design of the ventilation connection 34 , so that, with appropriate valve setting, the ventilation connection 34 also acts as the filtrate outlet and the filtrate outlet 33 only as a drain connection can be used. The flow distribution plates 30 are provided with receiving bores for fixed, rigid mounting of support and tension rods 36 , such that each support plate 30 has two support and tension rods 36 in a parallel position horizontally in the desired mutual distance between the two rows of membrane filter modules 27 and flow distribution heads 29 extend. The flow distributor heads 29 are lined up on these support and tension rods 36 , which are indicated by dashed lines in FIG. 1, and pressed together along the support and tension rods 36 . At the end of the respective series of arrayed flow distributor heads 29 a Endzugplatte 38 is arranged, which also forms the liquid-tight termination of the series of flow distribution heads 29 and the abutment for a set to the end of the supporting and clamping rod 39 clamping device 39 and clamping screw 40th The interaction of the supporting and tensioning rods 36 , which are rigidly and rigidly mounted in the flow distribution plates, with intermediate elements (not shown), the end pulling plates 38 and the tensioning devices 39 ensures a solid, stable structure of the filter device 26 . By axially resilient design of the clamping devices 39 , a constant mutual adaptation of the flow distributor plates 30 , intermediate elements and end tension plates 38 with the side faces of the flow distributor heads 29 and the flow distributor heads 29 with one another is ensured, in particular also with regard to thermal expansion and stresses, for example in the event of temperature changes in operation such as, for example, B. occur during disinfection and sterilization of the filter device by flowing through with steam.

Wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, weisen die Membranfilter-Module 27 ein rohrförmiges Filtergehäuse 28a bzw. 28b auf, in welchem jeweils ein Bündel von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 untergebracht ist. Diese Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 sind der jeweiligen Filtrationsaufgabe entsprechend gewählt und können als Hohlfaser-Membranen einen inneren Durchmesser bis zu 0,5 mm und als Kapillarmembranen einen inneren Durchmesser zwischen 0,5 und etwa 2 mm aufweisen. Die Wahl der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 bestimmt den Typ des jeweiligen Membranfilter-Moduls 27, während das Filtergehäuse 28a bzw. 28b zumindest in seiner äußeren Ausbildung für alle Typen des Membranfilter-Moduls 27 gleich ist und dadurch den Austausch von Membranfiltermodulen 27 unterschiedlichen Typs ohne weiteres zuläßt. Dies gilt insbesondere hinsichtlich der Ausbildung des Filtergehäuses 28a bzw. 28b an seinen Endbereichen. Es ist an jedem Endbereich des Membranfiltermoduls 27 ein Paar von Zugängen vorgesehen, und zwar ein zentraler Zugang 42, der zu den inneren Durchlässen der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 führt und ein ringförmiger Zugang 43 der den zentralen Zugang 42 ringförmig umgibt und zur Außenseite der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 bzw. zum Innenraum des rohrfömrigen Filtergehäuses 28a bzw. 28b. Die beiden Zugänge 42 und 43 sind im dargestellten Beispiel durch die Anordnung zweier koaxialer Manschetten, nämlich einer inneren Manschette 44a bzw. 44b und einer äußeren Manschette 45a bzw. 45b gebildet. Das Bündel von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 ist durch den Innenraum 46 des rohrförmigen Filtergehäuses 28a bzw. 28b hindurch bis in die innere Manschette 44a bzw. 44b geführt. Innerhalb der inneren Manschette 44a bzw. 44b ist der Endbereich des Bündels von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 zu einem Pfropfen 47 mittels einer elastischen Vergußmasse leckdicht vergossen oder in einem Plastomer leckdicht verschweißt. Nach dem Vergießen bzw. Verschweißen wird die Stirnseite des Bündels von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 bzw. des Pfropfens 47 abgeschnitten, so daß die Zugänge zu den Durchlässen der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 wieder geöffnet werden.As shown in FIGS. 2 to 4 show, the filter membrane modules 27 have a tubular filter housing 28 a and 28 b, in which a bundle of capillary or hollow fiber membranes is housed 41st These capillary or hollow fiber membranes 41 are selected in accordance with the particular filtration task and can have an inner diameter of up to 0.5 mm as hollow fiber membranes and an inner diameter of between 0.5 and about 2 mm as capillary membranes. The choice of the capillary or hollow fiber membranes 41 determines the type of the respective membrane filter module 27 , while the filter housing 28 a or 28 b is at least the same for all types of the membrane filter module 27 and thus the exchange of membrane filter modules Allows 27 different types. This applies in particular with regard to the design of the filter housing 28 a or 28 b at its end regions. A pair of accesses are provided at each end portion of the membrane filter module 27 , namely a central access 42 leading to the inner passages of the capillary or hollow fiber membranes 41 and an annular access 43 annularly surrounding the central access 42 and to the outside the capillary or hollow fiber membranes 41 or the interior of the tubular filter housing 28 a or 28 b. The two accesses 42 and 43 are formed in the example shown by the arrangement of two coaxial sleeves, namely an inner sleeve 44 a and 44 b and an outer sleeve 45 a and 45 b. The bundle of capillary or hollow fiber membranes 41 is guided through the interior 46 of the tubular filter housing 28 a or 28 b into the inner sleeve 44 a or 44 b. Within the inner sleeve 44 a or 44 b, the end region of the bundle of capillary or hollow fiber membranes 41 is leak-sealed cast into a plug 47 by means of an elastic casting compound or welded leak-tight in a plastomer. After potting or welding, the end face of the bundle of capillary or hollow fiber membranes 41 or the plug 47 is cut off, so that the accesses to the passages of the capillary or hollow fiber membranes 41 are opened again.

Die innere Manschette 44a bzw. 44b steht axial gegenüber der äußeren Manschette 45a bzw. 45b so weit vor, daß auf den vorstehenden Teil mindestens ein Dichtungselement, beispielsweise eine Ringdichtung 48 aufgesetzt werden kann. Der zwischen der inneren Manschette 44a bzw. 44b und der äußeren Manschette 45a bzw. 45b gebildete ringförmige Zugang 43 steht radial gegenüber dem Innenraum 46 des rohrförmigen Filtergehäuses 28a bzw. 28b vor und wird durch eine konische Wand 49 in den Innenraum 46 des Filtergehäuses 28a bzw. 28b übergeführt. Es wird hierdurch zwischen dem Zugang 43 und dem Innenraum 46 des Filtergehäuses 28a bzw. 28b ein im wesentlichen ringförmiger Freiraum 50 gebildet. Die äußere Manschette 45a bzw. 45b weist eine zylindrische äußere Umfangsfläche 51 auf, die mit einer im Strömungsverteilerkopf 29 bzw. 29a bzw. 29b angebrachten Ringdichtung 52 zusammenwirkt (vergl. Fig. 5 bis 8).The inner sleeve 44 a or 44 b is axially opposite the outer sleeve 45 a or 45 b so far that at least one sealing element, for example an annular seal 48 can be placed on the projecting part. The annular access 43 formed between the inner sleeve 44 a and 44 b and the outer sleeve 45 a and 45 b protrudes radially opposite the interior 46 of the tubular filter housing 28 a and 28 b and is through a conical wall 49 in the Interior 46 of the filter housing 28 a or 28 b transferred. As a result, an essentially annular free space 50 is formed between the access 43 and the interior 46 of the filter housing 28 a or 28 b. The outer sleeve 45 a or 45 b has a cylindrical outer peripheral surface 51 which interacts with an annular seal 52 attached in the flow distributor head 29 or 29 a or 29 b (see FIGS. 5 to 8).

Das Filtergehäuse 28a der Membranfiltermodule 27 kann gemäß Fig. 2 und 3 aus Edelstahl bestehen, wobei die Manschette 44a und 45a aus Edelstahlringen gebildet und mittels fest angebrachter Abstandhalter 53 in koaxialer Stellung gehalten wird. Das so gebildete Manschettenpaar ist dann mittels der konischen Wand 49 an die Rohrwand des Filtergehäuses 28a angeschweißt.The filter housing 28 a of the membrane filter modules 27 can consist of stainless steel according to FIGS. 2 and 3, the sleeve 44 a and 45 a being formed from stainless steel rings and being held in a coaxial position by means of fixed spacers 53 . The pair of cuffs thus formed is then welded to the tube wall of the filter housing 28 a by means of the conical wall 49 .

Im Beispiel der Fig. 4 besteht das Filtergehäuse 28b aus gegenüber dem zu behandelnden Fluid inertem Kunststoff, beispielsweise einem Polyolefin. Im Unterschied zur Ausführung des Filtergehäuses aus Edelstahl gemäß Fig. 2 und 3 kann das Filtergehäuse 28b einstückig geformt sein. Es ist aber auch möglich, die Gesamtheit von innerer Manschette 44b, äußerer Manschette 45b, Abstandshalter und konischer Wand in einem Stück zu formen und an den rohrförmigen Teil des Filtergehäuses 28b an beiden Enden anzukleben oder anzuschweißen. Im Unterschied zu dem aus Edelstahl hergestellten Filtergehäuse 28a ist bei Herstellung des Filtergehäuses 28b aus Kunststoff eine Verstärkung der inneren Manschette 44b mit einem Edelstahlring 54 zu empfehlen, um einer Ausdehnung bzw. Schrumpfung des Kunststoffes infolge thermischen Stresses entgegenzuwirken. Eine entsprechende Verstärkung mit einem Edelstahlring kann auch in der äußeren Manschette 45b vorgesehen werden. In jedem Fall soll jedoch der Edelstahlring 54 derart eingeformt sein, daß er nicht mit dem Produkt in Berührung kommt.In the example of Fig. 4, the filter housing 28 from b to the fluid to be treated inert plastic material such as a polyolefin. In contrast to the design of the filter housing made of stainless steel according to FIGS. 2 and 3, the filter housing 28 b can be formed in one piece. But it is also possible to form the entirety of inner sleeve 44 b, outer sleeve 45 b, spacer and conical wall in one piece and to glue or weld to the tubular part of the filter housing 28 b at both ends. In contrast to the filter housing 28 a made of stainless steel, a reinforcement of the inner sleeve 44 b with a stainless steel ring 54 is recommended when manufacturing the filter housing 28 b from plastic in order to counteract expansion or shrinkage of the plastic as a result of thermal stress. A corresponding reinforcement with a stainless steel ring can also be provided in the outer sleeve 45 b. In any case, however, the stainless steel ring 54 should be molded in such a way that it does not come into contact with the product.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen die bei einem Membranfilter-Gerät 21 nach Fig. 1 einzusetzenden Strömungsverteilerköpfe in zwei unterschiedlichen Ausführungen. Ist beabsichtigt, die Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 mit ihrem inneren Durchlaß in der Umlaufströmung der zu behandelnden Flüssigkeit anzuordnen, so sind Strömungsverteilerköpfe 29a in der Ausführung nach den Fig. 5 und 6 einzusetzen. Ist dagegen beabsichtigt, die Strömung der zu behandelnden Flüssigkeit an der Außenseite der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 vorbeizuführen, so sind Strömungsverteilerköpfe 29b gemäß Fig. 7 und Fig. 8 einzusetzen. In beiden Fällen weisen die Strömungsverteilerköpfe 29a bzw. 29b an ihrer einen Stirnseite eine Aufnahmeöffnung 45a zum Einführen eines Endes des Filtergehäuses 28a bzw. 28b eines Membranfilter-Moduls 27 auf. Ferner hat jeder dieser Strömungsverteilerköpfe 29a bzw. 29b zwei einander entgegengesetzt liegende parallele Seitenflächen 57 und 58, zwischen denen sich rechtwinkelig zur Aufnahmeöffnung 56 angeordnete Strömungskanäle 59 und 60 erstecken. Die Aufnahmeöffnung 56 ist mittels einer Innenmanschette 61 in zwei den stirnseitigen Zugängen 42 und 43 (Fig. 2 bis 4) des Filtergehäuses 28a bzw. 28b (Fig. 2 bis 4) entsprechenden Kammern, nämlich eine zentrale Kammer 62 und eine Ringkammer 63 unterteilt. Die die zentrale Kammer 62 und die Ringkammer 63 voneinander trennende Innenmanschette 61 ist dabei so ausgebildet, daß sie die Innenmanschette 44a bzw. 44b des Filtergehäuses 28a bzw. 28b aufnimmt, wobei die auf die innere Manschette 44a bzw. 44b gesetzten Dichtungselemente 48 mit der Innenfläche der Innenmanschette 61 zusammenwirken. Die die Ringkammer 63 umgebende manschettenartige Umfangswand 64 trägt am Einlaß in die Aufnameöffnung 56 die auf die äußere Umfangsfläche 51 der äußeren Manschette 45a bzw. 45b des Filtergehäuses 28a bzw. 28b greifende Ringdichtung 52. Da die Strömungsverteilerköpfe 29a, 29b im Beispiel der Fig. 5 bis 8 aus Kunststoff, insbesondere Polyolefin hergestellt sind, sind die Innenmanschette 61 und der Öffnungsrand der Umfangswand 64 mit eingeformten Metallringen, insbesondere Edelstahlringen 65, 66 verstärkt. Figs. 5 to 8 show the case of a membrane filter device 21 of FIG. 1 employed flow distributor heads in two different versions. If it is intended to arrange the capillary or hollow fiber membranes 41 with their inner passage in the circulating flow of the liquid to be treated, then flow distribution heads 29 a in the embodiment according to FIGS. 5 and 6 are to be used. If, however, intended to limit the flow of such flow distributor heads 29 are b in FIG. 7 and FIG. 8 use by out liquid to be treated on the outside of the capillary or hollow fiber membranes 41st In both cases, the flow distribution heads 29 a and 29 b have on one end face a receiving opening 45 a for inserting one end of the filter housing 28 a and 28 b of a membrane filter module 27 . Furthermore, each of these flow distribution heads 29 a and 29 b has two mutually opposite parallel side surfaces 57 and 58 , between which flow channels 59 and 60 which are arranged at right angles to the receiving opening 56 extend. The receiving opening 56 is by means of an inner sleeve 61 in two chambers corresponding to the front accesses 42 and 43 ( FIGS. 2 to 4) of the filter housing 28 a and 28 b ( FIGS. 2 to 4), namely a central chamber 62 and an annular chamber 63 divided. The inner sleeve 61 which separates the central chamber 62 and the annular chamber 63 is designed such that it accommodates the inner sleeve 44 a and 44 b of the filter housing 28 a and 28 b, the inner sleeve 44 a and 44 b set sealing elements 48 interact with the inner surface of the inner sleeve 61 . The sleeve-like peripheral wall 64 surrounding the annular chamber 63 carries at the inlet into the receiving opening 56 the ring seal 52 which engages on the outer peripheral surface 51 of the outer sleeve 45 a or 45 b of the filter housing 28 a or 28 b. Since the flow distribution heads 29 a, 29 b in the example of FIGS. 5 to 8 are made of plastic, in particular polyolefin, the inner sleeve 61 and the opening edge of the peripheral wall 64 are reinforced with molded metal rings, in particular stainless steel rings 65 , 66 .

An dem der Aufnahmeöffnung 56 gegenüberliegenden Ende weisen die Strömungsverteilerköpfe 29a bzw. 29b ein Auge 67 in Form einer von der Seitenfläche 57 zur Seitenfläche 58 durchgehenden Bohrung auf. Mit diesem Auge 67 werden die Strömungsverteilerköpfe 29a, 29b auf die jeweilige Trag- und Spannstange des Membranfiltergerätes aufgereiht. An der einen Seitenfläche 58 sind die durchgehenden Strömungskanäle 59 und 60 mit einem Aseptik-Dichtungsring 68 umgeben, der sich gegen die glatte Seitenfläche 57 des benachbart aufgereihten Strömungsverteilerkopfes 29a bzw. 29b legt. Bei dem in Fig. 5 und 6 gezeigten Strömungsverteilerköpfen 29a erster Art ist der Strömungskanal großen Querschnitts, der zur Führung des im Umlauf befindlichen, zu behandelnden Fluids gedacht ist, über einen Zwischenkanal 69 mit der zentralen Kammer 62 in Verbindung. Während der für das Abführen des Filtrats gedachte Strömungskanal 60 kleineren Querschnitts mit der Ringkammer 63 in Verbindung steht. Im Unterschied hierzu ist bei den Strömungsverteilerköpfen 29b zweiter Art, wie sie in dem Fig. 7 und 8 gezeigt sind, die zentrale Kammer 62 über einen Zwischenkanal 70 an den Strömungskanal 60 kleineren Querschnitts angeschlossen, während die Ringkammer 63 über einen Anschnitt 71 mit dem Strömungskanal 59 größeren Querschnitts in Verbindung steht.At the end opposite the receiving opening 56 , the flow distribution heads 29 a and 29 b have an eye 67 in the form of a bore extending from the side surface 57 to the side surface 58 . With this eye 67 , the flow distribution heads 29 a, 29 b are lined up on the respective support and tension rod of the membrane filter device. On one side surface 58 , the continuous flow channels 59 and 60 are surrounded by an aseptic sealing ring 68 , which lies against the smooth side surface 57 of the adjacent flow distributor head 29 a and 29 b. In the flow distributing heads 29 a of the first type shown in FIGS. 5 and 6, the flow channel of large cross section, which is intended for guiding the fluid to be treated in circulation, is connected to the central chamber 62 via an intermediate channel 69 . While the flow channel 60 intended for the removal of the filtrate is connected to the annular chamber 63 with a smaller cross section. In contrast to this, in the case of the flow distribution heads 29 b of the second type, as shown in FIGS. 7 and 8, the central chamber 62 is connected to the flow channel 60 of smaller cross section via an intermediate channel 70 , while the annular chamber 63 is connected to the flow chamber via a gate 71 Flow channel 59 of larger cross section is connected.

Soll das zu behandelnde Fluid durch die Innendurchlässe der Kapillar- oder Hohlfasermembranen geleitet werden, dann ist ein Satz von Strömungsverteilerköpfen 29a gemäß Fig. 5 und 6 zu benutzen. Soll dagegen das zu behandelnde Fluid an der Außenseite der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 durch das Filtergehäuse geführt werden, so ist ein Satz von Strömungsverteilerköpfen 29b gemäß Fig. 7 oder 8 einzusetzen.If the fluid to be treated is to be passed through the inner passages of the capillary or hollow fiber membranes, then a set of flow distribution heads 29 a according to FIGS. 5 and 6 should be used. If, on the other hand, the fluid to be treated is to be passed through the filter housing on the outside of the capillary or hollow fiber membranes 41 , a set of flow distribution heads 29b according to FIG. 7 or 8 is to be used.

Im Betrieb des in den Fig. 1 gezeigten Membranfiltergerätes 21 wird ein ständiger Umlauf des zu behandelnden Gutes, beispielsweise von Wein von der Umwälzpumpe 24 aufrechterhalten. Das von der Umwälzpumpe 24 geförderte Gut kann beispielsweise über die oberen Strömungsverteilerköpfe 29 zugeführt werden, während das zurücklaufende Gut von den unteren Strömungsverteilerköpfen 29 gesammelt und zur Umwälzpumpe 24 zurückgeführt wird. Werden Strömungsverteilerköpfe 29a gemäß Fig. 5 und 6 benutzt, dann erfolgt in der oberen Reihe von Strömungsverteilerköpfen die Verteilung des zu behandelnden Gutes über die Kammern 62 auf die mittigen Zulässe 42 der Membranfilter-Module 27 und von dort durch die inneren Durchlässe der Kapillar- oder Hohlfasermembranen 41, um am unteren mittleren Zugang 42 in die Kammer 62 der unteren Reihe von Strömungsverteilerköpfen 29a zu gelangen, um von dort in den Durchlässen 59 gesammelt zu werden.In the operation of the membrane filter device 21 shown in FIG. 1, a constant circulation of the material to be treated, for example wine, is maintained by the circulation pump 24 . The material conveyed by the circulation pump 24 can be supplied, for example, via the upper flow distribution heads 29 , while the returning material is collected by the lower flow distribution heads 29 and returned to the circulation pump 24 . Are flow distribution heads used 29 a of FIG. 5 and 6, then the distribution takes place in the upper row of the flow distributor heads of the material to be treated through the chambers 62 to the central Zulässe 42 of the membrane filter modules 27 and from there through the inner passages of the capillary or hollow fiber membranes 41 to get to the chamber 62 of the lower row of flow distributing heads 29 a at the lower middle access 42 to be collected from there in the passages 59 .

Werden stattdessen Strömungsverteilerköpfe 29b gemäß Fig. 7 und 8 eingesetzt, dann erfolgt der Strömungsverlauf durch das Filterhäuse 28b an der Außenseite der Kapillar- oder Hohlfasermenbran 41 vorbei, während das Filtrat an den zentralen Zugängen der Membranfilter-Module 27 abgezogen und ebenfalls über die Strömungskanäle 60 gesammelt und über die an die obere Strömungsverteilerplatte 30 angesetzte Armatur abgegeben wird.If flow distribution heads 29 b according to FIGS. 7 and 8 are used instead, then the flow course through the filter housing 28 b past the outside of the capillary or hollow fiber membrane 41 , while the filtrate is drawn off at the central accesses of the membrane filter modules 27 and also via the Flow channels 60 collected and released via the fitting attached to the upper flow distribution plate 30 .

Die abgezogene Filtratmenge wird durch die Förderpumpe oder Speisepumpe 25 aus dem Flüssigkeitsbehälter 23 in den Flüssigkeitsumlauf nachgefördert. Die während des Betriebes auftretende zunehmende Konzentration von Trübstoffen in der in Umlauf geführten Flüssigkeit macht es erforderlich, den Betrieb von Zeit zu Zeit zu unterbrechen, um das Gerät zu entleeren und zu reinigen. Es ist mit dem dargestellten Gerät aber auch möglich, einen Teil der in Umlauf geführten Flüssigkeit abzuziehen und zu sammeln oder einem andern Filtergerät zuzuführen.The amount of filtrate drawn off is conveyed from the liquid container 23 into the liquid circulation by the feed pump or feed pump 25 . The increasing concentration of turbid substances in the circulating liquid that occurs during operation makes it necessary to interrupt the operation from time to time in order to empty and clean the device. However, it is also possible with the device shown to draw off and collect part of the liquid circulating or to feed it to another filter device.

BezugszeichenlisteReference symbol list

21 Membranfilter-Gerät
22 Geräterahmen
23 Flüssigkeitsbehälter
24 Umwälzpumpe
25 Förderpumpe
26 Filtereinrichtung
27 Membranfilter-Modul
28a, b Filtergehäuse
29a, b Strömungsverteilerkopf
30 Strömungsverteilerplatte
31 Trägerrahmen für 30
32 Anschlüsse für Flüssigkeitsumlauf
33 Filtratauslauf
34 Be- und Entlüftungsanschluß
36 Trag- und Spannstangen
38 Endzugplatte
39 Spannvorrichtung
40 Spannschraube
41 Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen
42 zentraler Zugang
43 ringförmiger Zugang
44a, b innere Manschette
45a, b äußere Manschette
46 Innenraum
47 Pfropfen
48 O-Ring-Dichtung
49 konische Wand
50 Freiraum
51 äußere Umfangsfläche von 45a bzw. 45b
52 Ringdichtung
53 Abstandshalter
54 Edelstahlring
56 Aufnahmeöffnung
57 Seitenflächen
58 Seitenflächen
59 Strömungskanal großen Querschnitts
60 Strömungskanal kleineren Querschnitts
61 Innenmanschette
62 zentrale Kammer
63 Ringkammer
64 Umfangswand
65 Edelstahlringe
66 Edelstahlringe
67 Auge
68 Aseptik-Dichtungsring
69 Zwischenkanal
70 Zwischenkanal
71 Ausschnitt 21 Membrane filter device
22 device frame
23 liquid container
24 circulation pump
25 feed pump
26 filter device
27 Membrane filter module
28 a, b filter housing
29 a, b flow distribution head
30 flow distribution plate
31 support frames for 30
32 connections for liquid circulation
33 filtrate outlet
34 Ventilation connection
36 support and tension rods
38 end pull plate
39 tensioning device
40 clamping screw
41 capillary or hollow fiber membranes
42 central access
43 circular access
44 a, b inner cuff
45 a, b outer cuff
46 interior
47 grafts
48 O-ring seal
49 conical wall
50 free space
51 outer peripheral surface of 45 a and 45 b
52 ring seal
53 spacers
54 stainless steel ring
56 receiving opening
57 side faces
58 side faces
59 large cross-section flow channel
60 flow channel of smaller cross-section
61 inner sleeve
62 central chamber
63 ring chamber
64 peripheral wall
65 stainless steel rings
66 stainless steel rings
67 eye
68 Aseptic sealing ring
69 intermediate channel
70 intermediate channel
71 detail

Claims

1. Membrane filter device for micro- and ultrafiltration of fluids in the crossflow process with a membrane filter module, which has capillary or hollow fiber membranes in the form of a bundle in a tubular filter housing, the two ends of the membrane bundle being leak-tightly encapsulated with an elastic casting compound or in one Plastomer are welded leak-tight, and with a pair of flow distribution heads attached to both ends of the filter housing, each of which has a receiving opening ( 56 ) on one end face for introducing one end of the filter housing ( 28 a and 28 b) and two opposing parallel side faces has between which flow channels ( 59 , 60 ) arranged at right angles to the receiving opening ( 56 ) for one end of the filter housing ( 28 a, 28 b), the receiving opening ( 56 ) having two the accesses of the filter housing ( 28 a, 28 b ) corresponding chambers ( 62 , 63 ) and each each of these chambers ( 62 , 63 ) is connected to one of the connecting channels ( 59 , 60 ), characterized by the features:

a) at both ends of the filter housing ( 28 a, 28 b) receiving the bundle of capillary or hollow fiber membranes ( 41 ) are two leak-tightly separated from each other, but both are arranged on the respective front side of the filter housing ( 28 a, 28 b) Accesses ( 42 , 43 ) are formed, the accesses ( 42 ) leading to the bundle end faces being arranged approximately centrally on each end face of the filter housing ( 28 a, 28 b) and each being surrounded by an annular, inner sleeve ( 44 a, 44 b) which is fixed axially inwardly extending in the respective end region of the filter housing, while the second access ( 43 ) leading to the interior of the filter housing on each end face of the filter housing ( 28 a, 28 b) in an annular region between the inner sleeve ( 44 a, 44 b) and in the peripheral wall of the filter housing ( 28 a, 28 b) merging, outer sleeve ( 45 a, 45 b) is formed, and
b) the flow distributing heads ( 29 ) attached to the two ends of the filter housing ( 28 a, 28 b) and containing the connecting channels to the front accesses ( 42 , 43 ) of the filter housing ( 28 a, 28 b) are in terms of the design of their connecting channels different training courses provided and interchangeable.

2. Membrane filter device according to claim 1, characterized in that the receiving opening ( 56 ) for the filter housing by an inner sleeve ( 61 ) is divided into the two chambers, namely a central chamber ( 62 ) and an annular chamber ( 63 ), in the assembled state of The filter housing ( 28 a, 28 b) and the flow distributor head ( 29 ) encompasses the inner sleeve ( 61 ) of the flow distributor head ( 29 ), the axially protruding inner sleeve ( 44 a, 44 b) of the filter housing ( 28 a, 28 b) and the sleeve-like peripheral wall ( 64 ) of the flow distributor head ( 29 ) engages with at least one seal on the peripheral surface of the outer sleeve ( 45 a, 45 b) of the filter housing ( 28 a, 28 b).

3. Membrane filter device according to claim 1 or 2, characterized in that the receiving opening ( 56 ) of the flow distribution heads ( 29 ) and each end of the filter housing ( 28 a, 28 b) to limited, mutual axial displacement while maintaining the seals and the flow connections are.

4. Membrane filter module for use in membrane filter devices for micro- and ultrafiltration of fluids in the crossflow process, a flow distributor head being attachable to each end of the tubular filter housing of the membrane filter module and the flow distributor heads being able to be arranged in a row to form a row of membrane filter modules arranged essentially parallel to one another, thereby characterized in that at both end ends of the bundle of capillary or hollow fiber membranes ( 41 ) receiving filter housing ( 28 a, 28 b) two leak-tightly separated but both arranged on the respective end face of the filter housing are formed, a central access frontal access ( 42 ) which leads to the bundle end face which is tightly combined by casting or welding but which leaves the flow connection to the interior of the capillary and hollow fiber membranes ( 41 ) open, while the second frontal access ( 43 ) surrounds the central access ( 42 ) in an annular manner and is sealed in a leakproof manner past the bundle end face and leads to the interior of the filter housing ( 28 a, 28 b) receiving the bundle of capillary or hollow fiber membranes ( 41 ).

5. Membrane filter module according to claim 4, characterized in that the leads leading to the bundle end faces ( 42 ) are arranged approximately centrally on each end face of the filter housing ( 28 a, 28 b) and each of an annular, inner sleeve ( 44 a, 44 b) are surrounded, which is fixed axially inwardly extending in the respective end region of the filter housing, while the second access ( 43 ) leading to the interior of the filter housing on each end face of the filter housing ( 28 a, 28 b) in an annular region between the inner sleeve ( 44 a, 44 b) and in the peripheral wall of the filter housing ( 28 a, 28 b) merging outer sleeve ( 45 a, 45 b) is formed, and the inner sleeve ( 44 a, 44 b) substantially the same inner cross section as the tubular The central part of the filter housing ( 28 a, 28 b) and the outer sleeve ( 45 a, 45 b) together with a transition piece ( 49 ) in each end region of the tubular filter housing s ( 28 a, 28 b) forms a section widened in relation to its tubular middle part, each inner sleeve ( 44 a, 44 b) at its inner end having an annular passage between the interior in each widened section ( 49 , 50 ) and the interior in the middle part of the filter housing ( 28 a, 28 b).

6. membrane filter module according to claim 5, characterized in that at both ends of the filter housing ( 28 a, 28 b) the space between the inner and the outer sleeve on the outside of the inside of the filter housing ( 28 a, 28 b) attached capillary or hollow fiber membranes ( 41 ) leads.

7. Membrane filter module according to one of claims 4 to 6, characterized in that the inner sleeve ( 44 a, 44 b) protrudes axially with respect to the outer sleeve ( 45 a, 45 b).

8. membrane filter module according to claim 7, characterized in that the inner sleeve ( 44 a, 44 b) carries on its axially projecting part at least one outer seal ( 48 ) for sealing in the flow distributor head ( 29 ).

9. Membrane filter module according to one of claims 6 to 8, characterized in that the cross-sectional area formed between the inner sleeve ( 44 a, 44 b) and the outer sleeve ( 45 a, 45 b) access ( 43 ) or annular space ( 50 ) makes up about 30% to 75% of the cross-sectional area surrounded by the inner sleeve ( 44 a, 44 b).

10. Membrane filter module according to one of claims 6 to 9, characterized in that the axial annular gap which is formed between the inner end of the inner sleeve ( 44 a, 44 b) and the inner surface of the annular central part in the filter housing has an axial length which is about 30% to 75% of the inside diameter of the tubular middle part.

11. Membrane filter module according to one of claims 6 to 10, characterized in that in a filter housing ( 28 b) made of plastic, the inner sleeve ( 44 b) is reinforced by stainless steel rings not in contact with the product.

12. Membrane filter module according to one of claims 6 to 11, characterized in that in a filter housing ( 28 b) made of plastic, the outer sleeve is reinforced by stainless steel rings not in contact with the product.

13. Membrane filter module according to one of claims 6 to 12, characterized in that the filter housing ( 28 a, 28 b) is formed with a circular cross section.

14 flow distribution head for one Membrane filter device for micro and ultrafiltration of Fluids in the crossflow process, showing on one front opening and two mutually opposite parallel Side surfaces between which there is a right angle to the receiving opening for one end of the Filter housing arranged from side surface to Continuous flow channels on the side surface extend, namely an unfiltrate flow channel and a filtrate flow channel, the Opening with two accesses to the appropriate filter housing to be attached Chambers is connected and each of these chambers at least one connection channel each is connected, characterized in that the unfiltrate flow channel a larger one Cross section as the filtrate flow channel having.

15. A flow distributor head according to claim 14, characterized in that each flow distributor head ( 29 ) is provided with an eye ( 67 ) which runs parallel to the flow channels ( 59 ; 60 ) for being lined up on a carrying and tensioning rod ( 36 ).

16. Flow distributor head according to one of claims 14 or 15, characterized in that the unfiltrate flow channel ( 59 ) larger cross-section with the central chamber ( 62 ) of the receiving opening ( 56 ) and the filtrate flow channel ( 60 ) smaller cross-section with the annular chamber ( 63 ) in the receiving opening ( 56 ).

17. Flow distributor heads according to one of claims 14 or 15, characterized in that the unfiltrate flow channel ( 59 ) larger cross section with the annular chamber ( 63 ) in the receiving opening ( 56 ) and the filtrate flow channel ( 60 ) smaller cross section with the central chamber ( 62 ) in the receiving opening ( 56 ).

18. Flow distributor head according to one of the claims 14 to 17, characterized in that it consists of Stainless steel.

19. Flow distributor head according to one of the claims 14 to 17, characterized in that it consists of inert to the fluid to be filtered Plastic, for example, polyolefin.

20. Flow distribution head according to claim 19, characterized in that the inner sleeve ( 61 ) and or or the sleeve-like peripheral wall ( 64 ) of the receiving opening ( 56 ) with an annular reinforcing element ( 65 , 66 ) made of metal, preferably stainless steel, is provided, the is preferably embedded in a manner not touching the product in the inner sleeve ( 61 ) or the sleeve-like peripheral wall ( 64 ).

21. Flow distributor head according to one of claims 14 to 20, characterized in that it has on its opposite, parallel side surfaces the outlet of the flow channels surrounding aseptic seals ( 68 ), namely for each flow channel on one side surface and an aseptic seal the other side surface a flat, smooth abutment surface.