DE4215585A1 - Verfahren zur gleichzeitigen Integritätsprüfung von in einem Membranfiltergerät eingebauten Membranfilterkerzen und Membranfiltergerät zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur gleichzeitigen Integritätsprüfung von in einem Membranfiltergerät eingebauten Membranfilterkerzen und Membranfiltergerät zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Integritätsprüfung von Membranfilterkerzen innerhalb
eines geschlossenen Membranfiltergeräts gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein
Membranfiltergerät zur Durchführung des Verfahrens,
wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 11
beschrieben ist. Insbesondere betrifft die Erfindung
die Integritätsprüfung einer größeren Anzahl von
Membranfilterkerzen gleichzeitig, ohne daß die
Notwendigkeit bestünde, die Kerzen aus dem
Membranfiltergerät auszubauen, einzeln zu testen und
dann wieder einzubauen.
Membranfilterkerzen werden heute vielfach bei der
Lösung von Filtrationsaufgaben in der Getränke-
oder auch in der Pharmaindustrie, beispielsweise zur
Partikel- oder auch zur Entkeimungsfiltration,
eingesetzt. Der Aufbau von Membranfilterkerzen,
insbesondere des Gehäuses, ist u. a. aus der DE-OS
33 18 940 bekannt. Die EP 000 553 6 beschreibt am
Beispiel von Polyamidmembranen den Aufbau und die
Fertigung von in Membranfilterkerzen verwendbaren
Membranen.
Für die Filtration größerer Volumina wird
üblicherweise eine Mehrzahl von Membranfilterkerzen
in einem Filtergehäuse eines geschlossenen
Membranfiltergerätes verwendet. Bevor mit der
Filtration begonnen werden kann, ist das gesamte
Filtrationssystem, also das Membranfiltergerät samt
der enthaltenen Kerzen, sowie seine Zu- und
Ableitungen auf seine Integrität, d. h. im
wesentlichen seine Dichtigkeit hin, zu überprüfen.
Mit Integritätsprüfung ist also gemeint, daß
Undichtigkeiten zu ermitteln sind, die eine
einwandfreie Funktion, insbesondere unter ggf.
geforderten Sterilbedingungen, ausschließen. Bei der
Entkeimungsfiltration schließlich ist der
Integritätstest sowohl vor als auch nach der
Filtration durchzuführen, um so die Qualität des
Filtrats garantieren zu können. Neben Leckstellen im
Bereich des Filtergehäuses und seiner Armaturen sind
besonders häufig die empfindlichen
Membranfilterkerzen Entstehungsort von
Systemundichtigkeiten.
Aus der Praxis der Partikel- bzw.
Entkeimungsfiltration ist nun bekannt, das
Membranfiltergerät einem Druckhaltetest zu
unterziehen. Dazu sind zunächst alle Membranflächen
in den Membranfilterkerzen vollständig mit
Flüssigkeit zu benetzen. Daraufhin ist das
Filtergehäuse des Membranfiltergeräts über ein
Ablaßventil bei Überdruck (ca. 0,5 bar) zu
entleeren, während die Hauptleitung des
Membranfiltergeräts geschlossen bleibt. Dann sind in
Filtrationsrichtung, d. h. von der Trubseite her, das
Filtergehäuse des Membranfiltergerätes und damit
verbunden auch die Membranen und Gehäuse der
einzelnen Membranfilterkerzen langsam bis zu einem
porengrößenabhängigen Prüfdruck zu beaufschlagen,
wobei der Prüfdruck oberhalb des
Gehäuseentleerdrucks aber unterhalb des
"Bubble-Point"-Drucks der Membranen liegt. Hierauf
muß man eine Stabilisierungszeit von einigen Minuten
abwarten, die Druckzufuhr absperren und dann den
Druckabfall im System über ein vorbestimmtes
Zeitintervall messen. Der beispielsweise über ein am
Gehäuse des Membranfiltergerätes angebrachtes
Manometer ablesbare Druckabfall resultiert aus der
Dichtigkeit der eingangsseitigen Anschlüsse, Ventile
und Manometer, aus dem Gehäusevolumen sowie aus der
stattfindenden Gasdiffusion durch die Membranen
aller Filterkerzen. Für den zulässigen Druckabfall
innerhalb des Testintervalls lassen sich gehäuse-
und filterkerzenspezifische Grenzwerte ermitteln,
die mit dem gemessenen Druckabfall zu vergleichen
sind. Der Druckhaltetest gilt als bestanden und
somit die einwandfreie Funktion (= Integrität) als
gewährleistet, wenn der maximal zulässige
Druckabfall nicht überschritten wird.
Da der Druckverlust des Membranfiltergeräts von
mehreren der vorerwähnten Faktoren gleichzeitig
abhängt, besteht hier die Gefahr, daß eine oder
mehrere der Filterkerzen außerhalb der Toleranz
liegen, d. h. also über Fehlstellen wie Risse oder
Löcher in der Membran oder andere Undichtigkeiten
verfügen, obwohl das gesamte System noch gerade
innerhalb des zulässigen Druckabfallbereiches liegt.
Ist bis auf die Membranfilterkerzen die Dichtigkeit
des restlichen Systems sichergestellt, sind also
alle Ventile, Anschlüsse, Manometer etc. des
Membranfiltergeräts druckdicht, so ist das Ergebnis
des Druckhaltetests noch immer nicht eindeutig.
Fällt innerhalb der Testzeit der Druckwert am
Manometer mehr als erlaubt ab, so ist entweder eine
oder es sind mehrere der Filterkerzen undicht oder
es hat keine ausreichende Benetzung der Kerzen,
insbesondere der Membranen, stattgefunden. Im
Zweifel ist auf jedenfall die Benetzung samt des
Druckhaltetests zu wiederholen. Ist dann immer noch
ein Druckabfall außerhalb der Vorgaben meßbar, ist
jede Filterkerze auszubauen und einzeln in einem
extra für diesen Zweck bereit zu haltenden
Filterkerzentestgerät auf seine Integrität zu
untersuchen. Erst durch den Einzeltest kann
schließlich sicher festgestellt werden, welche der
Filterkerzen defekt ist und ggf. ausgetauscht werden
muß.
Je größer die Zahl der gleichzeitig in einem
Membranfiltergerät betriebenen Filterkerzen ist,
desto langwieriger und aufwendiger gestaltet sich
das Testverfahren. Darüberhinaus ist auch das
bereits weiter oben angesprochene Problem, daß die
Summe der Filterkerzen zwar innerhalb der zulässigen
Grenzwerte liegt, während gleichzeitig eine einzige
der Filterkerzen eine Fehlstelle aufweisen kann,
immer noch präsent und insbesondere bei den äußerst
heiklen Einsatzgebieten in der Lebensmittelindustrie
oder in der pharmazeutischen Industrie nicht länger
tragbar.
Neben dem Beaufschlagen der Membranfilterkerzen in
Filtrationsrichtung von der Unfiltratseite her ist
es auch bekannt, die Membranfilterkerzen zur
Überprüfung von der Filtratseite her mit Druck zu
beaufschlagen. Diese Verfahrensweise bringt jedoch
im allgemeinen den Nachteil mit sich, daß die
Filterkerzen in der Regel nicht rückschlagsicher
sind. Desweiteren müssen bei diesen Verfahren die
Kerzen auch alle ausgebaut werden und einzeln
überprüft werden.
Auch der allgemein bekannte "Bubble-Point"-Test
bietet hierzu keine praktikable Verbesserung an.
Beim "Bubble-Point"-Test wird der Druckwert
ermittelt, bei dem die Filterkerzen anfangen zu
"blasen", d. h. bei dem die Membranen einen
erheblichen Anteil ihrer Gasundurchlässigkeit im
benetzten Zustand verlieren. Sobald hier eine
Mehrzahl von Filterkerzen in einem geschlossenen
Membranfiltergerät auf ihre Integrität überprüft
werden soll, tauchen dieselben Probleme auf, wie
beim Druckhaltetest bereits beschrieben.
Man hat nun zwar für den
Membranfilterkerzeneinzeltest neue, teilweise auch
mikroprozessorgesteuerte Testverfahren konzipiert,
z. B. den sogenannten "Forward-Flow"-Test, der höhere
Genauigkeit und Objektivität bei der Beurteilung der
Integrität impliziert, jedoch auch hier gilt, daß
mehrere Kerzen gleichzeitig im Membranfiltergerät
nicht sinnvoll getestet werden können.
Gegenüber dem diskutierten Stand der Technik ist es
somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur
Integritätsprüfung von Membranfilterkerzen innerhalb
eines geschlossenen Membranfiltergeräts zur
Verfügung zu stellen, das es gestattet, gleichzeitig
die Integrität jeder einzelnen Membranfilterkerze
einer Mehrzahl von Membranfilterkerzen zu ermitteln,
ohne die Membranfilterkerzen aufwendig auszubauen
und im Einzeltest untersuchen zu müssen. Desweiteren
soll ein Membranfiltergerät nach dem Stand der
Technik so fortgebildet werden, daß die Durchführung
des Integritätstests erleichtert wird.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein
Verfahren zur gleichzeitigen Integritätsprüfung von
in einem Membranfiltergerät eingebauten
Membranfilterkerzen mit den Merkmalen des
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und mit einem
Membranfiltergerät, welches die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 11 aufweist,
gelöst.
Vorteilhafte Verfahrensmodifikation sowie
zweckmäßige Ausführungsformen des
Membranfiltergeräts werden in den jeweiligen
abhängigen Ansprüchen unter Schutz gestellt.
Beim erfindungsgemäßen Integritätstest kann auf ein
zusätzliches Testgerät verzichtet werden und
insbesondere ist ein Ein- und Ausbau der
Membranfilterkerzen zur Überprüfung ihrer Integrität
unnötig. Dies wird erfindungsgemäß durch eine
Kombination von Verfahrensschritten erreicht, wobei
sich das Verfahren dadurch kennzeichnet, daß das
Membranfiltergerät in eine Position gebracht wird,
in der sich der Filtratsammelraum, der sich
üblicherweise zur Aufnahme des bei der Filtration
anfallenden Filtrats unterhalb der
Membranfilterkerzen angeordnet ist, oberhalb der
Membranfilterkerzen befindet, daß der Innenraum der
Membranfilterkerzen mit einer Flüssigkeit gefüllt
wird, daß anschließend der Unfiltratraum mittels
eines sich zumindest teilweise in der Flüssigkeit
nicht lösenden Gases mit einem Druck unterhalb des
"Bubble-Point"-Drucks beaufschlagt wird, und daß das
durch die Membranen der Membranfilterkerzen
diffundierende und in den Membranfilterkerzen in
Form von Blasen aufsteigende Gas zumindest
qualitativ detektiert wird.
Durch die vorbeschriebenen Verfahrensschritte ist
vorteilhaft sofort erkennbar, welche von mehreren
Kerzen ggf. defekt ist. Zusätzlich wird eine größere
mikrobiologische Sicherheit bei anspruchsvollen
Filtrationsaufgaben gewährleistet. Wenn z. B. nur
eine einzige Membranfilterkerze defekt ist, kann es
bei der Integritätsprüfung nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren nicht dazu kommen, daß
der gesamte Satz von Membranfilterkerzen innerhalb
des Membranfiltergeräts als in Ordnung angesehen
wird. Darüberhinaus bietet das erfindungsgemäße
Verfahren den Vorteil, daß die Testzeit deutlich
verringert werden kann, da für z. B. einen
Membranfilterkerzensatz von 36 Membranfilterkerzen
in einem Gerät eine genauso lange Testzeit benötigt
wird wie für nur eine einzige Membranfilterkerze in
einem separaten Testgerät.
In einem Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird der Innenraum der Filterkerzen mit
einer Flüssigkeit gefüllt. Dies geschieht in der
Art, daß zumindest die Membranen in den
Membranfilterkerzen auf ihrer einen Seite, die dem
Innenraum der Filterkerzen zugewandt ist, in Kontakt
mit dem flüssigen Medium sind. Das Befüllen selbst
kann sowohl von der Filtratseite her als auch von
der Unfiltratseite des Membranfiltergeräts her
erfolgen, beispielsweise durch einfaches Eingießen
der Flüssigkeit. Um jedoch die ggf. herrschenden
Sterilbedingungen nicht aufheben zu müssen und den
Sterilisier- und Filtrationszyklus nicht
unterbrechen zu müssen, ist es besonders bevorzugt,
daß sowohl der Filtratsammelraum und der damit
verbundene Innenraum der Filterkerzen als auch der
Unfiltratraum von der Trubseite her mit Flüssigkeit
befüllt werden. Unter Trubseite ist hierbei die
Seite der Filtermedien gemeint, die dem
Unfiltratraum zugewandt ist, während im Gegenteil
hierzu unter Glanzseite die Seite der Filtermedien
verstanden wird, die dem Filtratsammelraum zugewandt
ist. Anschließend wird aus dem gänzlich mit der
Flüssigkeit befüllten Membranfiltergehäuse der
Unfiltratraum unter Verdrängung der Flüssigkeit mit
Gas beaufschlagt. Während der Zufuhr des Gases zum
Unfiltratraum wird also die Flüssigkeit durch die
Membranen der Membranfilterkerzen hindurch in den
Filtratraum verdrängt. In diesem Verfahrensstadium
ist der Innenraum der Filterkerzen mit Flüssigkeit
gefüllt und der Unfiltratraum ist von einer
Gasatmosphäre erfüllt, wobei der Druck im
Unfiltratraum unterhalb des "Bubble-Point"Drucks der
Membranfiltermedien liegt.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform des
Membranfiltergeräts sind die Membranfilterkerzen im
Membranfiltergerät stehend angeordnet. D.h., der
geschlossene Kopf einer jeden Membranfilterkerze
befindet sich oben und jede Membranfilterkerze weist
an ihrem unteren Ende einen mit dem
Filtratsammelraum verbundenen offenen Auslaß auf.
Der offene Auslaß wiederum ist die Fortsetzung des
zentralen Strömungskanals der jeweiligen
Membranfilterkerze. Bei Vorliegen dieser gängigen
Anordnung ist es bevorzugt, daß während des
Befüllens des Unfiltratraumes und des Filtratraumes
mit Flüssigkeit das Membranfiltergerät um eine
Rotationsachse, die senkrecht zur Vertikalachse des
Membranfiltergehäuses ist, in eine Position gedreht
bzw. gekippt wird, in welcher der Auslaß der
Membranfilterkerzen waagerecht oder schräg aufwärts
geneigt ist, so daß die Membranfilterkerzen unter
Verdrängung ggf. eingeschlossenen Restgases,
beispielsweise von der Sterilisation mit Heißdampf,
über ein in dieser Position am weitesten oben
angeordnetes Ventil am Membranfiltergehäuse
entlüftet werden können. Auf diese vorteilhafte
Weise gelingt somit während des Befüllens mit
Flüssigkeit eine hervorragende Entlüftung des
Innenraums der Membranfilterkerzen, so daß
sichergestellt werden kann, daß keine Verfälschung
des Detektionsergebnisses der aufsteigenden
Gasblasen durch Restgas resultiert.
Nach Befüllung von Unfiltratraum und
Filtratsammelraum unter gleichzeitiger Entlüftung
der Membranfilterkerzen ist es besonders zweckmäßig,
das Membranfiltergehäuse samt den darin stehend
angeordneten Membranfilterkerzen aus seiner im
wesentlichen waagerechten Position um die gleiche
Rotationsachse in eine Überkopfposition zu drehen
bzw. zu kippen. Dadurch kann bei Beaufschlagung des
Unfiltratraums mit Gas die aus dem Unfiltratraum
verdrängte Flüssigkeit über ein in der
Überkopfposition des Membranfiltergehäuses sich in
höchster Position im Filtratraum befindliches Ventil
abgelassen werden kann. Durch diesen
Verfahrensschritt gelingt vorteilhaft die
blasenfreie Befüllung des Innenraums der Kerzen
unter gleichzeitiger Druckbeaufschlagung des
Unfiltratraumes und Verdrängung von Restgas bzw.
überschüssiger Flüssigkeit.
Weisen nun in diesem Stadium des Verfahrens die
Membranfilterkerzen irgendwelche Undichtigkeiten
auf, so dringt das Gas bei den defekten Kerzen in
den Innenraum ein, und es steigen Blasen auf, die am
Kerzenausgang zumindest qualitativ detektiert werden.
Die Detektion der Gasblasen kann nach jeder dem
Fachmann geläufigen Methode geschehen, es ist jedoch
besonders einfach und bevorzugt die diffundierenden
und in den Filterkerzen aufsteigenden Gasblasen
optisch zu detektieren. Dies kann beispielsweise
über am Membranfiltergehäuse an geeigneter Stelle
befindliche Sichtfenster geschehen.
Um beim Integritätstest sicher entscheiden zu
können, welche der Membranfilterkerzen ggf. einen
Defekt aufweist, ist es bevorzugt, daß die in den
Filterkerzen aufsteigenden Gasblasen der jeweiligen
Filterkerze zugeordnet werden können, aus denen sie
stammen und daß die zugeordneten Gasmengen
untereinander verglichen werden, um diejenigen
Membranfilterkerzen zu ermitteln, die ggf. undicht
sind.
Da jede Kerze auch bei einem Druck unterhalb des
"Bubble-Point"-Drucks aufgrund von
Diffusionsvorgängen bestimmte Gasmengen durchläßt,
entstehen üblicherweise in jedem Fall Blasen, die im
Inneren der Filterkerzen aufsteigen. Um hier exakt
erkennen zu können, ob eine bestimmte
Membranfilterkerze mehr Gas durchläßt als eine
andere Kerze, ist es besonders bevorzugt, daß die
diffundierenden und in den Filterkerzen
aufsteigenden Gasblasen in zu jeder einzelnen
Membranfilterkerze zugehörigen Sammeleinrichtungen
aufgefangen werden. Die Sammeleinrichtungen, von
denen üblicherweise jeweils eine pro
Membranfilterkerze vorhanden ist, gestatten dann
vorteilhaft die aufgefangenen Gasblasen quantitativ
zu bestimmen. Dies geschieht bevorzugt volumetrisch
mit Hilfe geeigneter Volumenmeßeinrichtungen.
Wichtig ist, daß die Sammeleinrichtungen vor
vollständiger Druckbeaufschlagung des Unfiltratraums
beim Integritätstest ebenfalls gänzlich blasenfrei
mit Flüssigkeit befüllt werden, um das Ergebnis
einer volumetrischen Messung nicht zu verfälschen.
Beim erfindungsgemäßen Integritätstest kann als
Flüssigkeit zur Befüllung des Kerzeninneren generell
jede Flüssigkeit verwendet werden, die bezogen auf
die jeweilige Filtrationsaufgabe den
Filtrationseffekt nicht nachteilig beeinflußt.
Weitaus bevorzugt wird als Flüssigkeit Wasser
verwendet, das billig und überall vorhanden ist.
Beim Gas, das zur Druckbeaufschlagung des
Unfiltratraums dient, ist darauf zu achten, daß es
sich zumindest teilweise nicht in der verwendeten
Flüssigkeit löst, so daß auch Blasen in der
Flüssigkeit im Inneren der Membranfilterkerzen
aufsteigen können. Luft ist hierzu bestens geeignet.
Die Erfindung betrifft auch ein Membranfiltergerät,
das so verbessert ist, daß es die Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Integritätsprüfung
gestattet. Ein erfindungsgemäßes Membranfiltergerät
ist dadurch gekennzeichnet, daß sein
Gehäusebodenteil Sichtfenster aufweist und daß das
Membranfiltergerät zum Kippen des gesamten Geräts um
eine Rotationsachse quer zur Vertikalachse des
Membranfiltergeräts vorgesehen ist. Hierzu dient
üblicherweise eine an der Außenseite des
Membranfiltergeräts vorhandene Kipp- bzw.
Dreheinrichtung.
Die Sichtfenster im Gehäusebodenteil dienen zur
optischen Verfolgung und Detektion des im Inneren
der Membranfilterkerzen beim Integritätstest
aufsteigenden Gases. Um beim Beobachtungsvorgang
durch ein Sichtfenster genügend Lichteinfall in das
Innere des Membranfiltergeräts zu haben, ist es
bevorzugt, daß im Gehäusebodenteil mindestens zwei
vorteilhaft aber nicht notwendigerweise einander
gegenüberliegende Sichtfenster angeordnet sind. Die
Sichtfenster sind aus einem Spezialglas, das
erforderlichenfalls druckbeständig ist oder aber
auch aus einem transparenten Kunststoffmaterial,
welches ebenfalls die gestellten Anforderungen an
Druck- und Temperaturbeständigkeit erfüllt,
gefertigt. Als Glasmaterial kommt bevorzugt
Preßhartglas in Frage, als Kunststoff etwa ein
Kunststoff auf Polymethylmethacrylat-Basis.
Durch die vorhandenen Fenster kann das beim
Integritätstest hochsteigende Gas gut beobachtet und
zugeordnet werden. Weiter erleichtert wird die
Zuordnung beispielsweise durch Markierungen oder
Kennzeichnungen und Numerierung der Ausgänge der
einzelnen Membranfilterkerzen. Es kann jedoch
bevorzugt sein, daß im Filtratsammelraum zu jeder
Membranfilterkerze zugehörige Rohrleitungen
angeordnet sind, die das Gas, das beim
Integritätstest im Inneren der Membranfilterkerzen
aufsteigt, zu den Sichtfenstern hinleiten oder zur
Beobachtung an ihnen vorbeiführen. Dadurch kann
beispielsweise ein mangelnder Lichteinfall in das
Innere des Membranfiltergeräts kompensiert werden.
Die Rohrleitungen können so ausgelegt sein, daß sie
direkt vor einem Beobachtungsfenster enden, sie
können jedoch auch zweckmäßig aus einem
transparenten Material, bevorzugt aus Glas oder
einem transparenten Kunststoffmaterial gefertigt
sein.
Um die Gefahr zu verringern, daß zwischen
transparenten Rohrleitungen und dem Auslaß der
jeweiligen Membranfilterkerze Gasblasen entweichen
können, ist es von Vorteil, daß ein der jeweiligen
Membranfilterkerze zugewandtes Ende der zwei offenen
Enden aufweisenden Rohrleitungen mit einem offenen
Auslaß der jeweiligen Membranfilterkerze fluchtet,
wobei das zugewandte offene Rohrleitungsende eine
lichte Weite aufweist, die gleich oder größer als
der Durchmesser des offenen Auslasses der jeweiligen
Membranfilterkerze ist. In besonders bevorzugter
Ausführungsform ist darüberhinaus
jeweils ein Ende der Rohrleitungen mit dem offenen
Auslaß der jeweiligen Membranfilterkerze direkt
verbunden. So wird sichergestellt, daß alle
Gasblasen, die die Membranfiltermedien der
jeweiligen Membranfilterkerze permeiert haben, auch
der richtigen Membranfilterkerze zugeordnet werden
können.
Anstelle der Rohrleitungen, die insbesondere eine
qualitative Detektion der Gasblasen erleichtern, ist
es in einer weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsform bevorzugt, daß das
Membranfiltergerät zu jeder Membranfilterkerze
zugehörige Sammeleinrichtungen im Inneren des
Gehäusebodenteils aufweist, die das Aufnehmen und
Sammeln, der im Inneren der Membranfilterkerze beim
Integritätstest aufsteigenden Gasblasen gestatten.
Als Sammeleinrichtungen können beispielsweise
glockenförmige Gefäße, Becher, trichterförmige
Geräte etc. dienen. Besonders bevorzugt sind jedoch
Meßbecher mit einem geschlossenen Boden und einer
Öffnung, wobei die Becher bevorzugt aus
transparentem und inertem Kunststoffmaterial
bestehen und mit ihrem geschlossenen Boden dem
Auslaß der Membranfilterkerze abgewandt und mit
ihrer Öffnung der Membranfilterkerze zugewandt
angeordnet sind. Dabei ist ganz besonders darauf zu
achten, daß die Meßbecher möglichst direkt aber mit
einer gewissen Distanz gegenüber dem offenen Auslaß
der jeweiligen Membranfilterkerze angeordnet sind,
deren Gasblasen aufgefangen und bewertet werden
sollen.
Die Meßbecher können entweder fest am
Gehäusebodenteil montiert sein, sie lassen sich
jedoch auch so ausführen, daß bestehende
Membranfiltergeräte damit nachgerüstet werden
können. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, daß
die Meßbecher mit Distanz zwischen Auslaß der
jeweiligen Membranfilterkerze und der Öffnung der
Meßbecher jeweils mittels einer im Inneren der
Membranfilterkerze klemmend angeordneten Feder und
eines mit dieser Klemmfeder verbundenen Stützstift
gehaltert sind. Alternativ dazu lassen sich auch
einfache Federlaschen zur Befestigung der Becher
verwenden. Die Distanz vom Meßbecher zum
Kerzenausgang ist insbesondere deswegen von
Bedeutung, weil es während des Entlüftens der
Membranfilterkerzen und des Befüllens mit
Flüssigkeit vermieden werden muß, daß vor Beginn des
Integritätstests Entlüftungsgase aus dem
Kerzeninneren in den Meßbecher gelangen. Dies würde
beim quantitativen Test zu Ergebnisverfälschungen
führen. Die Distanz jedoch sichert die Möglichkeit
eines Entweichens von ggf. in der Membranfilterkerze
vorhandenen Restgasen während des Entlüftens.
Gängige Membranfiltergeräte bestehen im allgemeinen,
wie bereits erwähnt, aus einem Gehäusedeckel, der
auf einem Gehäusebodenteil über eine Bodenplatte
davon getrennt sitzt. Um nun diese bereits
vorhandenen Membranfiltergeräte ebenfalls einem
erfindungsgemäßen Integritätstest unterziehen zu
können, ist es bevorzugt, daß zwischen
Gehäusebodenteil und Gehäusedeckel ein
Einsatzsegment einbaubar ist, welches anstelle des
Gehäusebodenteils die Sichtfenster und ggf. die
Sammeleinrichtungen trägt. Das Einsatzsegment läßt
sich erfindungsgemäß ohne Schwierigkeit zwischen
Unter- und Oberteil des Membranfiltergeräts
einsetzen und beispielsweise mittels Ringverschluß
bzw. Klammerschrauben befestigen. Dieses Segment
entspricht in seinen äußeren Abmessungen bezüglich
Länge und Breite den Ausmaßen des
Membranfiltergeräts, und weist besonders bevorzugt
ein oberes plattenförmiges Teil auf, das bezüglich
der Anzahl und Position seiner Durchführungen der
Bodenplatte des Gehäusebodenteils entspricht.
Selbstverständlich ist das Segment durch geeignete
Maßnahmen auf eine dichtende Einbringung zwischen
Gehäusebodenteil und Gehäusedeckel beispielsweise
durch geeignete Verschlußmöglichkeiten vorbereitet.
Durch in die Wand des Segments eingesetzte
Sichtfenster sind die Ausgänge der einzelnen
Membranfilterkerzen im allgemeinen gut zu
beobachten. Bei einer mit dem Segment nachgerüsteten
erfindungsgemäßen Ausführungsform des
Membranfiltergerätes können vorteilhaft die als
Sammeleinrichtung dienenden Meßbecher durch
glasähnliche bzw. durchsichtige zylindrische
Verlängerungsrohre ersetzt werden, welche von jeder
Öffnung des plattenförmigen Teils des
Einsatzsegmentes nach unten in die Originalplatte
des Gehäusebodenteils, jeweils in die entsprechende
Öffnung, hineinragen.
Wie bereits oben ausgeführt, ist das gesamte
Membranfiltergehäuse so vorbereitet, daß es um eine
Rotationsachse, die sich rechtwinklig zur vertikalen
Achse des Gehäuses erstreckt, drehbar ist. Zum Zwecke
des Drehens bzw. Kippens in die Überkopfposition
kann beispielsweise das Einsatzsegment mit einer
entsprechenden Achse und einem Stativ ausgerüstet
sein. Darüberhinaus ist es besonders bevorzugt, daß
die Leitungsanschlüsse zum Unfiltrat- bzw. zum
Filtratraum in die Achse der Rotation gelegt werden.
Hierbei ist insbesondere darauf zu achten, daß die
Rotationsachse bezüglich des Bodens auf eine
ausreichende Höhe gebracht wird, damit das
Membranfiltergehäuse in seiner Überkopfposition
nicht den Boden berührt. Dies wird beispielsweise
mit einem Stativ erreicht, das an den genügend hoch
angeordneten Leitungsanschlüssen angreift.
Das Membranfiltergehäuse kann weiterhin bevorzugt
auch auf ein besonders blasenfreies,
unterschichtiges Einfüllen der Flüssigkeit
vorbereitet sein. Dazu ist innerhalb des
Membranfiltergehäuses, beispielsweise
gegenüberliegend zum Einfüllstutzen für das
Unfiltrat, eine kaminartige Seitenwand vorgesehen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von
beispielhaften Ausführungsformen erläutert, wobei
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform
eines Membranfiltergeräts, bei der die
Unfiltratzuführung über einen Kamin
erfolgt;
Fig. 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
eines Membranfiltergeräts mit
Membranfiltergerätaufhängung an einem
Einsatzsegment, dargestellt in einer ersten
Position (aufrecht) mit stehenden Kerzen;
Fig. 3 das Membranfiltergerät von Fig. 2 in einer
zweiten Position (überkopf) mit hängenden
Kerzen;
Fig. 4 eine vereinfachte Schnittdarstellung noch
einer weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsform eines Membranfiltergeräts
mit Membranfiltergerätaufhängung am Gehäuse
des Membranfiltergeräts, dargestellt in
einer ersten Position (aufrecht) mit
stehenden Kerzen;
Fig. 5 das Membranfiltergerät von Fig. 4 in einer
zweiten Position (überkopf) mit hängenden
Kerzen; und
Fig. 6 vereinfachte ausschnittweise Darstellungen
verschiedener Sammeleinrichtungen bzw.
Rohrleitungen a bis d, dargestellt jeweils
an einem offenen Filterkerzenende im
Längsschnitt.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Membranfiltergerät
10 sind zur Erzielung einer besseren Übersicht
lediglich vier Membranfilterkerzen 20 im
Membranfiltergerät 10 angeordnet. Es ist jedoch
üblich, daß eine Mehrzahl von Membranfilterkerzen 20
(in größeren Geräten bis zu 36) in einem einzigen
Gerät 10 zur Anwendung kommen. Das
Membranfiltergerät 10 weist ein druckdichtes Gehäuse
30 mit einer Gehäusewand 31 auf. Zur Vereinfachung
des Einsetzens der Membranfilterkerzen 20 in das
Membranfiltergerät 10 weist das druckdichte Gehäuse
30 ein Gehäuseoberteil 32 in Form eines Deckels auf,
welches auf einem Gehäusebodenteil bzw.
Gehäuseunterteil 33 ruht. Das druckdichte Gehäuse 30
ist üblicherweise aus Edelstahl gefertigt und falls
die Gehäusewand 31 aus einem Ober- und Bodenteil 32,
33 besteht, sind diese geeignet miteinander
verbunden, beispielsweise mittels Klemmschrauben und
Dichtungen.
Das Innere des Membranfiltergeräts 10 wird durch
eine Platte 38 in zwei Räume 50, 60 unterteilt. Die
Platte 38 weist Öffnungen bzw. Durchführungen 39 zur
Aufnahme der Membranfilterkerzen 20 auf. Die
Membranfilterkerzen 20 sind in die Durchführungen 39
gewindemäßig oder bajonettartig dichtend
beispielsweise mittels in Fig. 6 zu erkennenden
O-Ringdichtungen 36 eingedreht oder eingesteckt. Die
Membranfilterkerzen 20 selbst verfügen über einen an
sich bekannten Aufbau mit einem Kerzeninneren 21,
welches im wesentlichen mit dem zentralen
Strömungskanal identisch ist, sowie einen offenen
Auslaß 22, der mit dem zentralen Strömungskanal 21
verbunden ist, und einen geschlossenen Kopf 23, der
gegenüber dem offenen Auslaß 22 der
Membranfilterkerze angeordnet ist. Über in den
Membranfilterkerzen 20 angeordnete
Membranfiltermedien 80 ist das Kerzeninnere 21 vom
Raum 50 getrennt gehalten, und das Kerzeninnere 21
steht mit dem Raum 60 in Verbindung. In der
dargestellten Ausführungsform ist der Raum 50 der
Unfiltratraum und der Raum 60 der Filtratsammelraum.
Desweiteren sind in der gezeigten Ausführungsform
die Membranfilterkerzen 20 stehend angeordnet, d. h.
der geschlossene Kopf 23 befindet sich oberhalb des
offenen Auslases 22. Die dargestellte Position ist
zudem die normale Betriebsposition während des
bestimmungsgemäßen Filtrationsvorgangs, so daß das
Filtrat bei der Filtration in den Filtratsammelraum
60 abfließen kann.
Das Membranfiltergehäuse 10 weist desweiteren
Leitungsanschlüsse 40 und 41 zur Befüllung bzw.
Entleerung des Membranfiltergeräts 10 auf. Der
Leitungsanschluß 40 ist mit dem Unfiltratraum 50
verbunden, während der Leitungsanschluß 41 mit dem
Filtratsammelraum 60 in Verbindung steht. Beide
Anschlüsse 40 und 41 sind aus einem stabilen
Material, bevorzugt Edelstahl gefertigt und sind so
ausgebildet, daß ihre Anschlußpunkte für Leitungen
70 in einer Achse (R) liegen, die etwa in der Hälfte
der Höhe des Membranfiltergeräts 10 im wesentlichen
senkrecht zur Vertikal- bzw. Längsachse (V) des
Gehäuses angeordnet ist. Im gezeigten Beispiel sind
an die Leitungsanschlüsse 40, 41 Zuführungen bzw.
Abführungen 70 mittels O-Ringen 71 bzw. nicht
dargestellten Stopfbuchsen angeschlossen. Anstatt
der O-Ringe 71 sind jedoch ebenfalls nicht näher
gezeigte Verschraubungen und/oder flexible Leitungen
möglich. Im gezeigten Beispiel ist innerhalb des
Unfiltratraumes 50
im Gehäuse 30 gegenüber dem Befüllanschluß 40 ein
Kamin 130 zur blasenfreien Zuführung des
Unfiltrates angeordnet. Es kann sich hierbei wie
dargestellt um eine dünne Wand aber auch um eine
Rohrleitung oder ähnliches handeln.
An den Leitungsanschlüssen 40 und 41 kann, wie in
den Fig. 2 bis 5 gezeigt ein - in Fig. 1 nicht
dargestelltes - Stativ 121 zur Ausbildung einer
Kippeinrichtung 120 angreifen. Mittels der
Kippeinrichtung 120 ist das gesamte Gehäuse 30 des
Membranfiltergeräts 10 um die Rotationsachse (R) in
eine Überkopfposition drehbar. Dazu ist das Stativ
121 ausreichend lang ausgebildet und die
Rotationsachse (R) befindet sich in einem solchen
Abstand vom Boden, der es ermöglicht, das
Membranfiltergehäuse 30 zerstörungsfrei zu drehen.
Die Fig. 2 und 3 bzw. 4 und 5 stellen zwei
Varianten des beschriebenen Membranfiltergeräts 10
jeweils vor und nach dem Drehen des Geräts 10 in die
Überkopfposition dar. Die beiden Varianten
unterscheiden sich von der in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsform unter anderem durch die Art der
Aufhängung des Membranfiltergeräts 10.
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3
gehen die beiden fest mit dem Membranfiltergerät
verbundenen Anschlüsse 40 und 41 beide zum
Gehäuseunterteil 33, so daß sich diese Art der Zu-
und Ableitung des Unfiltrats bzw. Filtrats besonders
vorteilhaft für ein Nachrüsten vorhandener
Membranfiltergeräte 10 anbietet. Dazu wird dann ein
Einsatzsegment bzw. Untersatz 37, welcher die
Anschlüsse 40 und 41 trägt anstelle des
Gehäuseunterteils 33 unter das Oberteil 32 gesetzt,
oder es wird alternativ dazu zwischen die
Bodenplatte 34 des Unterteils 33 und den Deckel 32
ein Einsatzsegment 37 zwischengefügt und
verschraubt, wobei das Modul 37 dann ein oberes
plattenförmiges Teil 38 aufweist, welches in seiner
Ausgestaltung und der Anordnung seiner
Durchführungen der Bodenplatte 34 des
Gehäuseunterteils 33 entspricht. Die letztere
Ausgestaltung ist in allen Fig. 2 bis 5
dargestellt, wobei auch in Fig. 1 das
Einsatzsegment abgebildet ist, allerdings angepaßt
an eine geänderte Unfiltratzuführung.
Des weiteren geschieht bei der in den Fig. 4 und
5 dargestellten Ausführungsform des
Membranfiltergeräts 10 die Fluidzu- und -abführung
zwar ebenfalls vollständig vom Geräteunterteil 33
her, das Membranfiltergerät 10 ist jedoch am Gehäuse
30 über eine spezielle Befestigung 122 aufgehängt.
Im Gehäusebodenteil 33 bzw. im Einsatzsegment 37
sind wie in den Fig. 1 bis 6 zu erkennen ist in
der Gehäusewand 31 mehrere Sichtfenster 100
angeordnet. Diese Sichtfenster 100 ermöglichen den
Blick in den Filtratraum 60 und auf den Kerzenauslaß
22 der Membranfilterkerzen 20.
In den Fig. 6a-d sind mehrere Varianten von
Sammeleinrichtungen 95 bzw. Rohrleitungen 90
dargestellt, die sich im Filtratsammelraum 60 zur
Erleichterung des quantitativen oder qualitativen
Erkennens von beim Integritätstest aufsteigenden
Bläschen befinden können, und die in den Fig. 1
bis 5 nur stark vereinfacht angedeutet sind.
Fig. 6a zeigt als Sammeleinrichtung 95 dienende
Meßbecher 96 aus transparentem Material. Die
Meßbecher 96 weisen einen geschlossenen Boden 97
sowie Öffnungen 98 auf und sind gegenüber dem
offenen Auslaß 22 einer jeden Membranfilterkerze 20
angeordnet. Wahlweise kann der Becher 96 zur
quantitativen Volumenbestimmung auch skaliert sein.
Zum Zwecke seiner Befestigung dient eine Feder 99,
die klemmend im Inneren 21 der Kerzen 20 befestigt
ist. Die Feder 99 sorgt mittels eines in das als
Meßkammer dienende Innere des Bechers 96 reichenden
Stützstiftes 110 für die Halterung und Befestigung
des Meßbechers 96. Die Stützstifte 110 sind so lang,
daß zwischen der Öffnung 98 des Meßbechers und der
jeweils gegenüberliegenden Auslaßöffnung 22 der
jeweiligen Membranfilterkerzen 20 eine Distanz (H)
ausgebildet wird, die groß genug ist, um das
Entlüften der Becher 96 beim Befüllen des Gerätes
mit Flüssigkeit während des Integritätstests zu
ermöglichen.
In der Fig. 6b ist anstelle eines Meßbechers 96
eine Rohrleitung 90 aus einem wenig flexiblen
Material im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß
Fig. 6a direkt ohne Abstand über dem offenen
Kerzenende 22 angeordnet. Das Rohr 90 wird
beispielsweise wiederum wie gezeigt mittels
Klemmfeder 99, Stützstift 110 und einer
Klemmhalterung 111 in Position gehalten. Dabei ist
das Rohr 90 an seinem dem Kerzenauslaß 22
abgewandten Ende 93 ebenfalls offen und kann bis in
die Nähe eines Sichtfensters 100 reichen, oder wie
dargestellt auch über ein geeignetes Sichtfenster
100 beobachtbar sein. Wenn wie gezeigt, das Rohr 90
an einem Fenster 100 vorbeiführt, ist es günstig,
wenn es aus einem transparenten Material besteht.
In den Fig. 6c und 6d sind zwei weitere
Varianten für die Ausgestaltung von Rohrleitungen 90
zu sehen. Bei der in Fig. 6c abgebildeten
Ausführungsform handelt es sich um eine flexible,
schlauchartige Röhre, die beispielsweise aus
transparentem Material gefertigt ist und welche die
zwangsweise Leitung von beim Integritätstest
entstehenden Gasbläschen zu einem Sichtfenster 100
oder daran vorbei gestattet. Wie gezeigt, ist es
vorteilhaft, wenn sich das direkt gegenüber dem
Auslaß 22 der Kerzen befindliche Ende 92 des
schlauchartigen Rohres 90 erweitert, so daß
sichergestellt wird, daß alle aus einer Kerze 20
austretenden Gasbläschen von einer zugehörigen
Rohrleitung 90 erfaßt werden. Es ist mittels dieser
Rohrvariante z. B. leicht möglich, selbst bei einer
Vielzahl von Kerzen 20 in einem Gerät 10, alle von
den einzelnen Kerzen kommenden Bläschen in jeweils
der zugehörigen Rohrleitung aufzufangen und
beispielsweise dann in relativ dünnen
schlauchartigen biegsamen Röhrchen an einem einzigen
Beobachtungspunkt vorbeizuführen. Gleichzeitig
können die einzelnen Schläuche 90 mit Nummern
versehen sein, so daß auf diese Weise eine sichere
und einfache Beurteilung der Integrität jeder
einzelnen Kerze 20 einer Vielzahl von Kerzen 20
möglich ist.
Bei der in Fig. 6d gezeigten Variante ist eine
Kombination der Ausführungsformen gemäß 6b und 6c
gezeigt, insofern ein relativ steifes, wenig
flexibles Material für die Rohrleitung 90 zum
Einsatz kommt, sich die Leitung aber in bestimmtem
Abstand vom Kerzenauslaß 22 ab zu einer dünnen Röhre
verjüngt. Mit dieser Ausbildung gelingt es im
Filtratraum auch bei Verwendung einer wenig
biegsamen Rohrleitung bessere Übersichtlichkeit
bezüglich der Beobachtung jeder einzelnen
Rohrleitung zu bewahren, ohne eine Zwangsleitung in
die Nähe oder zu einem Beobachtungsfenster 100
vornehmen zu müssen.
In den Fig. 2 und 3 sind Ausführungsformen des
Membranfiltergeräts 10 dargestellt, die mittels des
Einsatzsegmentes 37 zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens relativ einfach
nachrüstbar sind. Das Einsatzsegment 37 weist ein
oberes plattenförmiges Teil 38 auf, das den
Durchführungen bzw. Aufnahmen 39 der Bodenplatte 34
des Gehäusebodenteils 33 des Membranfiltergeräts 10
entsprechende Durchführungen bzw. Aufnahmen 39
aufweist. Die Unfiltratzuleitung 40 wird sowohl bei
den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 als auch
bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5
mittels eines Zusatzrohres 42 durch das
Einsatzsegment hindurch verlängert, wobei das
Zusatzrohr 42 bis nah an das Ende des
Gehäuseoberteils 32 des druckdichten Gehäuses 30 zur
Zuführung des Unfiltrats verlängert ist. Im
Unfiltratraum 50 nahe des oberen plattenförmigen
Teils 38 des Einsatzsegmentes 37 weist das
Zusatzrohr 42 außerdem eine oder mehrere Öffnungen
oder Bohrungen 43 zum Befüllen des Filters in
aufrechter Position auf.
Im folgenden wird das Verfahren zur gleichzeitigen
Integritätsprüfung von in einem Membranfiltergerät
eingebauten Membranfilterkerzen an einem
ausgewählten Beispiel dargestellt:
Nach dem Dämpfen des mit Kerzen bestückten
Filtergeräts wird gewöhnlich kaltgewässert.
Grundsätzlich wird vor jedem Filtrationsbeginn
gewässert, ob direkt nach dem Dämpfen oder nach
Selbstabkühlung z. B. erst am folgenden Tag. Die
Position der Filterkerzen (stehend oder hängend) ist
für diesen Vorgang nicht von Bedeutung.
Der Integritätstest findet also in jedem Falle bei
hydrophilierten Kerzen und direkt nach einem
beliebigen Spülvorgang mit Wasser statt. So wird
z. B. nach beendeter Filtration in den meisten Fällen
nur mit Wasser gespült, ohne vorher nochmals zu
dämpfen. Nach dem Wässern des Filters sind bei
aufrechter Kerzenposition die Meßbecher (96) bereits
blasenfrei mit Wasser gefüllt. Der Filter wird dann
so langsam in Richtung Überkopf-Position gedreht,
daß die im Kerzeninneren (21) befindliche Luft
zwischen Meßbechern (96) und Öffnungen (98) Zeit
hat, durch die Öffnungen (98) in den
Filtrationssammelraum (60) zu entweichen. Falls
keine Meßbecher (96), sondern transparente Röhren (93)
vorhanden sind, so kann dieser Schritt entfallen.
Die Rohre (93) müssen nämlich nicht entlüftet
werden. Hier genügt allein die Überkopf-Position, um
durch die Sichtfenster erkennen zu können, durch
welches Rohr (93) am meisten Gas hindurchperlt.
Eventuell in der Plissierung der Filterkerzen (80)
immer noch vorhandene kleine Gasbläschen, welche
erst in der vollständigen Überkopf-Position
austreten, d. h. also in die Meßbecher (96) gelangen,
können aus den Meßbechern (96) durch abermaliges
Drehen in Richtung zurück in die aufrechte
Kerzenposition durch die Öffnung (98) ebenfalls in
den Filtratsammelraum (60) abgeführt werden. Die
Testposition ist schließlich wieder die
Überkopfstellung der Kerzen. Bei geöffnetem Ventil
an höchster Stelle des Gerätes in Überkopf-Position
(z.B. Filtratausgang 41) wird der Unfiltratraum (50)
mit Druckluft (erforderlicher kerzenspezifischer
Testdruck) beaufschlagt. Das im Unfiltratsraum (50)
befindliche Wasser wird somit über die Filterkerzen
(20) in den Filtratraum (60) und durch den
Filtratausgang (41) aus dem Filter herausgedrückt.
Ist der Unfiltratraum (50) soweit wasserfrei, daß
die Filterkerzen (20) nicht mehr eintauchen, so wird
das Druckgas von den Filterkerzen (20) bis zur Höhe
des angelegten Gasdruckes zurückgehalten. Die Folge
davon ist, daß der Filterinnendruck auf der
Unfiltratseite (50) bis zur Höhe des Testdruckes
ansteigt und der Wasseraustritt am Filtratausgang
(41) aufhört. Sind bis zu diesem Zeitpunkt noch
keine größeren Gasmengen aus irgendeiner Kerze
ausgetreten und bleibt dieser Zustand innerhalb der
kerzenspezifischen Testzeit und der
kerzenspezifischen Gasdiffusionswerte, so haben alle
Kerzen gleichermaßen den Integritätstest bestanden.
Nach dem Test kann in jeder beliebigen
Geräteposition mit dem Verdrängen des Wassers bzw.
mit der Filtration fortgefahren werden.
Diese vorbeschriebene optische Gasmeßmethode für
jede einzelne Kerze eines Ensembles von
Membranfilterkerzen ermöglicht es somit besonders
vorteilhaft anzugeben, welche der Kerzen eventuell
den Test nicht bestanden hat, obwohl der maximale
Druckabfall-Grenzwert noch nicht erreicht ist;
weiterhin macht sie die Messung des maximalen
Druckabfalles nicht mehr obligatorisch, zumal oft
wegen zu grober oder defekter Druckmeßgeräte eine
genaue Bestimmung des Druckverlustes nicht
einwandfrei möglich ist, und schließlich werden
Druckfehlmessungen durch undichtes Gerät oder
Leitungen und Ventile mit Sicherheit verhindert.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der
Vorrichtung gemäß der Erfindung sowie des
erfindungsgemäßen Verfahrens werden aus den
nachfolgenden Patentansprüchen ersichtlich.
Bezugszeichenliste
10 Membranfiltergerät
20 Membranfilterkerzen
21 Kerzeninneres bzw. zentraler Strömungskanal
22 offener Auslaß der Membranfilterkerzen
23 geschlossener Kopf der Membranfilterkerzen
30 druckdichtes Gehäuse
31 Gehäusewand
32 Gehäuseoberteil bzw. Deckel
33 Gehäusebodenteil, Gehäuseunterteil
34 Platte
36 O-Ring-Dichtung
37 Einsatzsegment
38 oberes plattenförmiges Teil
39 Durchführung, Aufnahmen
40 Leitungsanschlüsse zur Befüllung und Entleerung
41 Leitungsanschlüsse zur Befüllung und Entleerung
42 Zusatzrohr
43 Bohrung im Zusatzrohr
50 Unfiltratraum
60 Filtratraum und Filtratsammelraum
70 Zu- bzw. Ableitungen
71 O-Ring-Dichtungen
80 Membranfiltermedien
90 Rohrleitungen
92 offene Enden der Rohre
93 offene Enden der Rohre
95 Sammeleinrichtungen
96 Meßbecher
97 geschlossener Boden
98 Öffnung
99 Klemmfeder
100 Sichtfenster
110 Stützstift
111 Klemmhalter
120 Kippeinrichtung
121 Stativ
122 Aufhängung
130 Kamin
(R) Rotationsachse
(V) vertikale Gehäuseachse
(H) Distanz
20 Membranfilterkerzen
21 Kerzeninneres bzw. zentraler Strömungskanal
22 offener Auslaß der Membranfilterkerzen
23 geschlossener Kopf der Membranfilterkerzen
30 druckdichtes Gehäuse
31 Gehäusewand
32 Gehäuseoberteil bzw. Deckel
33 Gehäusebodenteil, Gehäuseunterteil
34 Platte
36 O-Ring-Dichtung
37 Einsatzsegment
38 oberes plattenförmiges Teil
39 Durchführung, Aufnahmen
40 Leitungsanschlüsse zur Befüllung und Entleerung
41 Leitungsanschlüsse zur Befüllung und Entleerung
42 Zusatzrohr
43 Bohrung im Zusatzrohr
50 Unfiltratraum
60 Filtratraum und Filtratsammelraum
70 Zu- bzw. Ableitungen
71 O-Ring-Dichtungen
80 Membranfiltermedien
90 Rohrleitungen
92 offene Enden der Rohre
93 offene Enden der Rohre
95 Sammeleinrichtungen
96 Meßbecher
97 geschlossener Boden
98 Öffnung
99 Klemmfeder
100 Sichtfenster
110 Stützstift
111 Klemmhalter
120 Kippeinrichtung
121 Stativ
122 Aufhängung
130 Kamin
(R) Rotationsachse
(V) vertikale Gehäuseachse
(H) Distanz
Claims (25)
1. Verfahren zur gleichzeitigen Integritätsprüfung
einer Mehrzahl in ein Membranfiltergerät
eingebrachter Membranfilterkerzen, wobei das
Membranfiltergerät einen Unfiltratraum und einen
für alle Membranfilterkerzen gemeinsamen
Filtratraum zum Sammeln des Filtrats aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Membranfiltergerät derart positioniert wird, daß sich der Filtratsammelraum oberhalb der Membranfilterkerzen befindet,
- - daß der Innenraum der Membranfilterkerze mit einer Flüssigkeit befüllt wird,
- - daß anschließend der Unfiltratraum mittels eines sich zumindest teilweise in der Flüssigkeit nicht lösenden Gases mit einem Druck unterhalb des "Bubble-Point"-Drucks beaufschlagt wird, und
- - daß das durch die Membranen der Membranfilterkerzen diffundierende und in den Membranfilterkerzen in Form von Blasen aufsteigende Gas zumindest qualitativ detektiert wird.
2. Verfahren zur Integritätsprüfung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl
der Filtratsammelraum und der damit verbundene
Innenraum der Filterkerzen als auch der
Unfiltratraum von der Trubseite her mit der
Flüssigkeit befüllt werden und daran
anschließend der Unfiltratraum unter Verdrängung
der Flüssigkeit mit Gas beaufschlagt wird.
3. Verfahren zur Integritätsprüfung nach
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Membranfiltergerät bei Vorliegen von im
Membranfiltergerät in Filtrationsposition
stehend angeordneten Membranfilterkerzen, die
einen geschlossenen Kopf und diesem gegenüber
einen mit dem Filtratsammelraum verbundenen
offenen Auslaß aufweisen, während des Befüllens
des Unfiltratraums und des Filtratraums mit
Flüssigkeit, um eine Rotationsachse, die
senkrecht zur vertikalen Achse des
Membranfiltergehäuses angeordnet ist, in eine
Position gedreht wird, in welcher der Auslaß der
Membranfilterkerzen waagerecht oder schräg
aufwärts geneigt ist, so daß die
Membranfilterkerzen unter Verdrängung ggf.
eingeschlossenen Restgases über ein in dieser
Position am weitesten oben angeordnetes Ventil
am Membranfiltergehäuse entlüftet werden können.
4. Verfahren zur Integritätsprüfung nach
Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Membranfiltergehäuse nach Befüllung von
Unfiltratraum und Filtratsammelraum unter
gleichzeitiger Entlüftung der
Membranfilterkerzen aus seiner im wesentlichen
waagerechten Position um die Rotationsachse in
eine Überkopfposition gedreht wird, so daß bei
Beaufschlagung des Unfiltratraums mit Gas die
aus dem Unfiltratraum verdrängte Flüssigkeit
über ein in dieser Position des
Membranfiltergehäuses sich im Filtratraum in
höchster Position befindliches Ventil abgelassen
werden kann.
5. Verfahren zur Integritätsprüfung nach einem der
vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die diffundierenden und in den Filterkerzen
aufsteigenden Gasblasen optisch detektiert
werden.
6. Verfahren zur Integritätsprüfung nach einem der
vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die diffundierenden und in den Filterkerzen
aufsteigenden Gasblasen den jeweiligen
Filterkerzen zugeordnet werden können und die
zugeordneten Gasmengen untereinander verglichen
werden, um diejenigen Membranfilterkerzen zu
ermitteln, die ggfls. undicht sind.
7. Verfahren zur Integritätsprüfung nach einem der
vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die diffundierenden und in den Filterkerzen
aufsteigenden Gasblasen in zu jeder einzelnen
Membranfilterkerze zugehörigen
Sammeleinrichtungen aufgefangen werden.
8. Verfahren zur Integritätsprüfung nach
Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Menge der in den Sammeleinrichtungen
aufgefangenen Gasblasen quantitativ, bevorzugt
volumetrisch, bestimmt wird.
9. Verfahren zur Integritätsprüfung nach Anspruch 7
oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sammeleinrichtungen vor vollständiger
Druckbeaufschlagung des Unfiltratraums gänzlich
blasenfrei mit Flüssigkeit befüllt werden.
10. Verfahren zur Integritätsprüfung nach einem der
vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß als Flüssigkeit Wasser und als Gas Luft
verwendet werden.
11. Membranfiltergerät mit mehreren auf einer mit
Durchlässen versehenen Bodenplatte befestigten
Membranfilterkerzen, die von einem den
Unfiltratraum begrenzenden Gehäusedeckel umgeben
sind und mit einem unter der Bodenplatte
angeordneten, einen gemeinsamen
Filtratsammelraum bildenden, Gehäusebodenteil,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusebodenteil
(33) Sichtfenster (100) aufweist und daß das
Membranfiltergerät (10) an seiner Außenseite mit
einer Kippeinrichtung (121, 40, 41) zum Kippen des
gesamten Membranfiltergeräts (10) um eine
Rotationsachse (R) senkrecht zur Vertikalachse
(V) des Membranfiltergeräts (10) versehen ist.
12. Membranfiltergerät nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß im Gehäusebodenteil (33)
mindestens zwei bevorzugt einander
gegenüberliegende Sichtfenster (100) angeordnet
sind, wobei die Sichtfenster (100) aus Glas,
bevorzugt Presshartglas, oder einem
transparenten Kunststoffmaterial, bevorzugt auf
Polymethylmethacrylat-Basis, gefertigt sind.
13. Membranfiltergerät nach einem der Ansprüche 11
oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß im
Filtratsammelraum (60) zu jeder
Membranfilterkerze (20) zugehörige Rohrleitungen
(90) angeordnet sind, die das Gas, das beim
Integritätstest im Inneren der
Membranfilterkerzen (20) aufsteigt, zu den
Sichtfenstern (100) oder daran vorbei leiten.
14. Membranfiltergerät nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (90)
transparente Röhrchen, bevorzugt aus Glas, sind.
15. Membranfiltergerät nach einem der Ansprüche 13
oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein der
jeweiligen Membranfilterkerze (20) zugewandtes
Ende (92) jeder der zwei offenen Enden (92, 93)
aufweisenden Rohrleitungen (90) mit jeweils
einem offenen Auslaß (22) der jeweiligen
Membranfilterkerze (20) fluchtet, wobei das Ende
(92) eine lichte Weite aufweist, die gleich oder
größer ist, als der Durchmesser des
Auslasses (22).
16. Membranfilterkerzen nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils ein Ende (92) mit
dem Auslaß (22) jeweils einer Membranfilterkerze
(20) direkt verbunden ist.
17. Membranfiltergerät nach einem der Ansprüche 11
oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder
Membranfilterkerze (20) zugehörige
Sammeleinrichtungen (95) im Inneren des
Gehäusebodenteils (33) angeordnet sind, die das
Aufnehmen und Sammeln der beim Integritätstest
aufsteigenden Gasblasen gestatten.
18. Membranfiltergerät nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sammeleinrichtungen (95)
Meßbecher (96) mit einem geschlossenen Boden
(97) und eine Öffnung (98) sind, die bevorzugt
aus transparentem und inertem Kunststoff
bestehen und mit ihrem geschlossenen Boden (97)
dem Auslaß (22) der Membranfilterkerzen (20)
abgewandt und mit ihren Öffnungen (98) der
Membranfilterkerze (20) zugewandt angeordnet
sind.
19. Membranfiltergerät nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßbecher (96) gegenüber
dem offenen Auslaß (22) der jeweiligen
Membranfilterkerze (20) angeordnet sind.
20. Membranfiltergerät nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßbecher (96) mit
Distanz (H) zwischen Auslaß (22) der
Membranfilterkerzen (20) und der Öffnung (98)
der Meßbecher (96) jeweils mittels einer im
Inneren (21) der Membranfilterkerzen (20)
klemmend angeordneten Feder (99) und eines mit
dieser Klemmfeder (99) verbundenen Stützstifts
(110) gehaltert sind.
21. Membranfiltergerät nach einem der Ansprüche 11
bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
Gehäusebodenteil (33) und Gehäusedeckel (32) ein
Einsatzsegment (37) einbaubar ist, welches
anstelle des Gehäusebodenteils (33) die
Sichtfenster (100) und ggf. die
Sammeleinrichtungen (95) trägt.
22. Membranfiltergerät nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einsatzsegment (37) ein
oberes plattenförmiges Teil (38) aufweist, das
bezüglich der Anzahl und Position seiner
Durchführungen (39) der Bodenplatte des
Gehäusebodenteils (33) entspricht.
23. Membranfiltergerät nach einem der vorherigen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
Leitungsanschlüsse (40, 41) zum Unfiltratraum
(50) und zum Filtratraum (60) in der
Rotationsachse (R) angeordnet sind.
24. Membranfiltergerät nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kippeinrichtung (121)
ein an den Leitungsanschlüssen (40, 41)
angreifendes Stativ (121) aufweist und daß die
Rotationsachse (R) so hoch über dem Boden
angeordnet ist, daß das Gehäuseoberteil (32) in
Überkopfposition nicht den Boden berührt.
25. Membranfiltergerät nach einem der vorherigen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb
des Membranfiltergehäuses im Unfiltratraum (50)
ein Kamin (130) für die Zuführung des flüssigen
Mediums angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4215585A DE4215585C2 (de) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | Verfahren zur gleichzeitigen Integritätsprüfung von in einem Membranfiltergerät eingebauten Membranfilterkerzen und Membranfiltergerät zur Durchführung des Verfahrens |
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DE4215585A DE4215585C2 (de) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | Verfahren zur gleichzeitigen Integritätsprüfung von in einem Membranfiltergerät eingebauten Membranfilterkerzen und Membranfiltergerät zur Durchführung des Verfahrens |
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DE4215585C2 DE4215585C2 (de) | 1994-10-20 |
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Family Applications (1)
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DE4215585A Expired - Fee Related DE4215585C2 (de) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | Verfahren zur gleichzeitigen Integritätsprüfung von in einem Membranfiltergerät eingebauten Membranfilterkerzen und Membranfiltergerät zur Durchführung des Verfahrens |
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US20180021704A1 (en) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | Putsch Gmbh & Co. Kg | Filter apparatus |
US10702832B2 (en) | 2015-11-20 | 2020-07-07 | Emd Millipore Corporation | Enhanced stability filter integrity test |
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CN115814542A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-03-21 | 北京精仪天和智能装备有限公司 | 一种高温且含有超细粉末的氮氧化物处理系统 |
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1992
- 1992-05-12 DE DE4215585A patent/DE4215585C2/de not_active Expired - Fee Related
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CN115814542B (zh) * | 2023-02-15 | 2023-05-02 | 北京精仪天和智能装备有限公司 | 一种高温且含有超细粉末的氮氧化物处理系统 |
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DE4215585C2 (de) | 1994-10-20 |
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