DE69120827T2

DE69120827T2 - Verfahren zur abtrennung von feststoffen aus einer suspension und anlage zur durchführung des verfahrens

Info

Publication number: DE69120827T2
Application number: DE69120827T
Authority: DE
Inventors: Andre Mignot
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1991-10-03
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2011-10-04
Also published as: WO1992006765A1; US5401422A; EP0558519B1; FR2668076A1; FR2668076B1; EP0558519A1; JPH06501879A; DE69120827D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von in einer Suspension enthaltenen Feststoffen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Wässern solcher Suspensionen eingesetzt werden kann.
Bisher war es üblich, zum Abtrennen von in einer Suspension enthaltenen Feststoffen einen rotierenden Filter zu verwenden, in den die zu filternde Lösung eingeführt wird. Dabei wird der Filter so gedreht, daß infolge der auf die Partikel wirkenden Fliehkraft, Partikel, die kleiner sind als der Durchmesser der Filterporen, von dem rotierenden Filter durchgelassen werden. Die von dem Filter durchgelassenen Partikel werden anschließend in einem den rotierenden Filter umgebenden stationären Gehäuse zurückgewonnen. So offenbart beispielsweise das Britische Patent 2 178 332 einen rotierenden Filtrierzylinder, mit dem eine gegebene Menge Sand gefiltert werden kann. Das Patent sieht eine Vorrichtung vor, mit der eine Waschflüssigkeit auf die Oberfläche des rotierenden Zylinders gesprüht werden kann, um den Filter nach mehrmaligem Gebrauch zu reinigen. Solche Vorrichtungen sind jedoch nicht vorteilhaft, weil sie schon nach kurzer Zeit zu einer Verstopfung der Filterfäche führen.
In den 70er Jahren tauchte das Konzept der Querstromfilterung auf. Dabei strömt die Suspension parallel zum Filter. Mit diesem Verfahren konnte die Filtergeschwindigkeit durch Minimierung der Dicke der polarisierenden Schichten in der Nähe der Filterfläche in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Innenfläche und der Außenfläche der Filterwandung erhöht werden. Das Verfahren hatte jedoch den Nachteil, daß die Filtergeschwindigkeit im Laufe der Zeit abnahm, weil sich auch hier wieder die Filterfläche verstopfte.
Zur Lösung dieses Problems wurde vorgeschlagen, die Filterwandung in Rotation zu versetzen, um einer Verstopfung vorzubeugen und die Filtergeschwindigkeit zu erhöhen. Bei solchen Filtriervorrichtungen verhindert die rotationsbedingte Fliehkraft in der Tat, daß sich Partikel, die größer sind als die Poren, auf der Filterwandung ablagern. Mit diesen Vorrichtungen konnte die Filtergeschwindigkeit im Vergleich zu stationären Vorrichtungen um den Faktor 6 erhöht werden.
Diese Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie keine selektive Trennung von Partikeln unterschiedlicher Größe zulassen, wie dies bei einer Suspension mit einer Vielzahl von Partikeln unterschiedlicher Größe wünschenswert wäre, um beispielsweise diese oder jene Partikeart auszusondern. Bisher mußte zu diesem Zweck die Filterwandung gewechselt werden, was in vielen Fällen umständlich und unwirtschaftlich ist.
Eine Vorrichtung dieser Art wird beispielsweise in dem Französischen Patent 1 207 441 offenbart. Die dort offenbarte Filtriervorrichtung besteht aus einem stationären, dichten Gehäuse, in das das zu filternde Medium eingeführt wird, und einer inneren rotierenden Filterwandung, wobei die ganze Filtervorrichtung kontinuierlich oder intermittierend in Rotation versetzt wird und zur Vergrößerung der Filterfläche ein gefaltetes, gewelltes oder geprägtes Filtermittel aufweist.
Die vorliegende Erfindung hat daher u.a. die Aufgabe, ein Filtrierverfahren zu schaffen, bei dem die Reinigung durch Fliehkraft erfolgt und der Trennpegel geändert werden kann, ohne daß zu diesem Zweck die Filterwandung gewechselt werden muß.
Die Erfindung soll ferner die Möglichkeit schaffen, bei einer Suspension mit einer bestimmten Körnungskennlinie einen bestimmten Korngrößenbereich an einer anderen Stelle im Verlauf der Kennlinie auszusondern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Wässern von Emulsionen, wie z.B. fotografischen Emulsionen.
Die Erfindung hat ferner die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, daß die Möglichkeit bietet, in einer Suspension, wie z.B. einer fotografischen Emulsion, Partikel nach ihrer Gestalt zu trennen.
Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung.
Gelöst werden diese Aufgaben durch ein Verfahren zum Abtrennen von in einer Suspension enthaltenen Feststoffen unterschiedlicher Größe mittels einer Vorrichtung aus einem Hohlzylinder zum Filtrieren, dessen Wandung aus porösem Material besteht und dessen Innendruck Pi ist, und einem stationären, zylinderförmigen Gehäuse, das den Filtrierzylinder umgibt und so angeordnet ist, daß seine Wände mit dem Filtrierzylinder einen Zirkulationsspalt bilden, in dem der Druck Pe > Pi ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
1) Versetzen des Hohlzylinders in kontinuierliche Rotation;
2) Zirkulieren der Suspension an der Außenfläche der Filterwandung des Zylinders, bis der erwünschte Trennpegel erreicht ist, wobei das stationäre Gehäuse zwei Öffnungen aufweist, von denen die erste die Zuführung der zu filternden Suspension und die zweite das Ablassen des ungefilterten Anteils vor Rückführung durch die erste Öffnung ermöglicht; und
3) Ablassen des Filtrats aus dem inneren Bereich des Filtrierzylinders mittels einer passenden Öffnung;
dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkfläche der Poren des Filtrierzylinders durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders verändert wird und daß die Rotationsgeschwindigkeit der Filtriervorrichtung, der jeweilige Druck Pe bzw. Pi und der jeweilige Radius des Zylinders bzw. des stationären Gehäuses so eingestellt werden, daß die Suspension an der Außenfläche der Filterwandung des Zylinders eine Taylor-Wirbelströmung bildet.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Filtriervorrichtung,
Fig. 2A - 2F Schaubilder der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Trennverfahrens bei dessen Anwendung auf eine fotografische Emulsion
Fig. 3A - 3C Schaubilder der einzelnen Schritte eines weiteren Beispiels der erfindungsgemäßen Trennung.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen rotierenden Filters ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem hohlen, rotierenden Filtrierzylinder (1), dessen Wandung aus porösem Material besteht. Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht diese Filtrierwandung aus gesintertem Metall, wie z.B. gesintertem, rostfreiem Stahl. Die Porengröße der Filtrierfläche wird so gewählt, wie es die Partikelgröße der zu filternden Suspension erfordert. Um eine Verstopfung der Filtrierfläche zu vermeiden, ist die Porengröße mindestens größer als das größte in der Suspension vorhandene Teilchen. Der rotierende Filter ist an einem Ende mit einem Auslaß (2) zum Ablassen des Filtrats versehen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Filtratauslaß kleiner als der Durchmesser des rotierenden Zylinders. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Auslaßdurchmesser mindestens so groß wie der Zylinderdurchmesser, wobei dann geeignete Mittel zum Auffangen des Filtrats vorgesehen sind. Ein weiterer Bestandteil der Vorrichtung ist ein stationäres, zylindrisches Gehäuse (3), das den rotierenden Zylinder (1) umgibt. Dieses stationäre Gehäuse ist so angeordnet, daß seine Wände mit dem rotierenden Zylinder einen Spalt (4) bilden, der so groß ist, daß die zu filternde Suspension an der Außenfläche der Filterwandung des rotierenden Zylinders zirkulieren kann, bis der gewünschte Trennpegel erreicht ist. Die Breite dieses Spalts (4) liegt vorzugsweise zwischen 1 mm und 50 mm und am besten in der Größenordnung von 5 mm. Das stationäre Gehäuse weist zwei Öffnungen auf, von denen die erste (5) die Zuführung der zu filternden Suspension und die zweite (6) das Ablassen des ungefilterten Anteils vor Rückführung durch die erste Öffnung (5) ermöglicht. Der rotierende Zylinder wird von einem Motor (7) mit regelbarer Drehzahl in Rotation versetzt. Wie später noch ausführlicher erläutert, kann die "Wirkfläche" der Poren des Zylinders erheblich verändert werden, so daß der Trennpegel des Filters verstellt werden kann, ohne die Filterfläche zu ändern. Dies bedeutet, daß dieselbe Filterfläche, je nachdem, mit welcher Geschwindigkeit sie angetrieben wird einen anderen "Trennpegel" aufweist, weil die Änderung der Geschwindigkeit, wie später noch ausführlicher erläutert, eine Änderung der effektiven Porenfläche bewirkt. Der Druck Pi im Innern des rotierenden Zylinders (1) ist kleiner als der Druck Pe zwischen dem rotierenden Zylinder und dem stationären Gehäuse. Das Trennvermögen des Filters hängt somit im wesentlichen von drei in Wechselbeziehung zueinander stehenden Parametern ab: dem Trennpegel des Filters (wird vom Hersteller angegeben und entspricht im statischen Zustand der Größe der kleinsten von dem Filter zurückgehaltenen Partikel), der Rotationsgeschwindigkeit des Filters und der Druckdifferenz Pe - Pi. Da die Fliehkraft sich mit dem Filterhalbmesser und dem Quadrat der Geschwindigkeit ändert, müßte es statt Geschwindigkeit eigentlich Beschleunigung heißen. Bei der hier offenbarten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Filterhalbmesser 25 mm.
Je niedriger der Trennpegel ist, umso höher muß die Druckdifferenz Pe - Pi sein. Die Druckdifferenz muß ebenfalls umso größer sein, je höher die Geschwindigkeit ist. So kann beispielsweise bei einem mit Atmosphärendruck beaufschlagten rotierenden Filter die Druckdifferenz Pe - Pi für einen Trennpegel von 8 µm und eine Rotationsgeschwindigkeit zwischen 0 und 10 000 U/min zwischen 10³ Pa und 10&sup6; Pa variieren. In den folgenden Beispielen beträgt die Druckdifferenz 4,10&sup4; Pa.
Wenn bei einer solchen Konfiguration die Rotationsgeschwindigkeit hoch genug ist, tritt an die Stelle der zylindrischen Laminarströmung eine Laminarströmung etwas anderen Charakters, die durch eine regelmäßige Folge gegenläufiger, kreisringförmiger Wirbel, sogenannter Taylor-Wirbel, gekennzeichnet ist. Wenn die Geschwindigkeit des rotierenden Zylinders unter einem bestimmten Grenzwert liegt, behalten die Taylor-Wirbel innerhalb des von dem rotierenden Zylinder und dem stationären Gehäuse gebildeten Spalts ihren laminaren Charakter auf der ganzen axialen Länge des rotierenden Zylinders bei. Eine solche Taylor-Wirbelströmung ist darüber hinaus charakteristisch, weil sie neben der Filterfläche eine Grenzschicht mit laminarer Strömung aufweist, die infolge der Kombination der laminaren Schubwirkungen im wesentlichen keine Taylor-Wirbel aufweist. Zur Charakterisierung dieser Strömung wurde eine der Reynolds-Zahlähnliche dimensionslose Zahl definiert, die üblicherweise als Taylor-Zahl bezeichnet wird. Wenn ω der Halbmesser des rotierenden Zylinders, r2 der Halbmesser des stationären Gehäuses und ω die Winkelgeschwindigkeit des Zylinders ist, läßt sich die Taylor-Zahl nach folgender Gleichung bestimmen:
Darin gibt rho die Dichte und µ die Zähigkeit an.
Nach der herkömmlichen Definition einer laminaren Strömung kann eine Taylor- Strömung für eine Taylor-Zahl in einem bestimmten Bereich (im allgemeinen zwischen 40 und 4000) als laminar angesehen werden.
Im praktischen Einsatz befindet sich die Suspension in dem Spalt (4) zwischen dem rotierenden Zylinder und dem stationären Gehäuse und zirkuliert längs und parallel zur Filtrierfläche (1). Die Relativdrehbewegung der beiden Flächen erzeugt drei auf die Suspension wirkende Strömungen: die von der rotierenden Filtrierfläche verursache Hauptschubwirkung, die Taylor-Wirbelströmung und die längsgerichtete Strömung der Suspension in der Vorrichtung.
Das Problem wird im folgenden unter hydrodynamischen Gesichtspunkten untersucht.
Es wird eine Vorrichtung der in Fig. 1 offenbarten Art verwendet, bei der der rotierende Zylinder (1) den Halbmesser r1 und die Winkelgeschwindigkeit ω hat. Untersucht werden sollen zwei Volumenelemente, nämlich V&sub1; (ein flüssiges Volumenelement mit der Dichte d&sub1;, der Fläche S&sub1; und der Masse M&sub1; = v&sub1; d&sub1;) und Vs (ein festes Volumenelement mit der Dichte ds, der Fläche Ss und der Masse Ms = Vsds).
Nimmt man an, daß v&sub1; = vs, s&sub1; = ss, ds> d&sub1; ist, dann ist Ms> M&sub1;.
Der Druck im Innern des rotierenden Filters ist Pi, der Druck in dem Spalt zwischen dem rotierenden Filter und dem stationären Gehäuse Pe, wobei Pe> Pi.
Die flüssigen und festen Volumenelemente werden in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Kräften ausgesetzt, nämlich einer Fliehkraft und einem Druck.
Der Druck
Fp= (Pe - Pi) Ss = (Pe - Pi)s&sub1;
hat die Tendenz, die Partikel gegen die Filtrierfläche zu drücken.
Die Fliehkräfte
F&sub1; = M&sub1;ω²r
Fs = Msω²r
entfernen die Partikel und/oder die Flüssigkeit von der Filtrierfläche.
Da Ms> M&sub1;,ist Fs> F&sub1;.
Nun müssen drei Fälle unterschieden werden:

Erster Fall: Fp> Fs> F&sub1;

Der Porendurchmesser der Filtrierfläche ist größer als die Partikelgröße. In diesem Falle läßt die Filtrierfläche das flüssige und das feste Element durch. Wenn der Porendurchmesser der Filtrierfläche kleiner ist als die Partikelgröße, wirkt der Filter wie ein herkömmlicher Filter und verstopft sich daher schon in kürzester Zeit.
Dieser Fall ist insofern uninteressant, als keine Trennung aufgetreten ist.

Zweiter Fall: Fs> F&sub1;> Fp

Auch dieser Fall ist uninteressant, weil unter diesen Bedingungen der Filter weder die Partikel noch die Flüssigkeit durchläßt.

Dritter Fall: Fs> Fp> F&sub1;

In diesem Fall läßt der Filter nur die Flüssigkeit durch, während die Partikel durch die Fliehkraft von der Filterfläche entfernt werden.
Eine mögliche Nutzanwendung dieses Ablaufs ist das Wässern der Partikel in einer Suspension.
Als interessante weitere Anwendung einer solchen Vorrichtung bietet sich die Trennung von Partikeln in einer Suspension an. Nehmen wir an, die Flüssigkeit enthält Partikel gleicher Dichte aber unterschiedlicher Größe (wobei die gleiche Argumentation auch für Partikel gleicher Größe, aber unterschiedlicher Dichte gilt).
Betrachten wir nun eine Suspension mit einer bestimmten Körnungskennlinie und einem Partikelgrößenbereich von Sm bis Sg. Nehmen wir an, daß in dieser Suspension alle Partikel in einem Korngrößenbereich von Si bis Sj ausgesondert werden müssen, wobei
Sm< Si< Sj< Sg.
Um dies zu erreichen, gibt es zwei Möglichkeiten. Zum ersten kann die Geschwindigkeit des rotierenden Filters so verstellt werden, daß:
Fsg> Fp=Fsj> Fsi> Fsm> F&sub1;.
Genaugenommen, ist Fp=Fsj+&epsi; (wobei &epsi; jedoch vernachlässigt werden kann).
Die Suspension zirkuliert an der Außenfläche der Zylinderwandung, bis der gewünschte Trennpegel erreicht ist. Unter diesen Bedingungen läßt der Filter nur Partikel mit der Korngröße ≤Sj durch.
Anschließend wird das Filtrat zurückgewonnen und erneut zirkuliert, nachdem zuvor die Zylindergeschwindigkeit so verstellt worden ist, daß:
Fsj> Fsi=Fp> Fsm> F&sub1;.
Genaugenommen, ist Fsi= Fp+&epsi; (wobei &epsi; jedoch vernachlässigt werden kann).
Der Filter läßt dann nur Partikel mit einer Korngröße < Si durch, so daß der ungefilterte Anteil nur Partikel im Korngrößenbereich von Si bis Sj enthält.
Zum zweiten kann die Geschwindigkeit des rotierenden Filters so verstellt werden,
Fsg> Fsj> Fsi> Fp> Fsm> F&sub1;.
Genaugenommen ist Fsi=Fsj+&epsi; (wobei &epsi; jedoch vernachlässigt werden kann).
Die Suspension wird erneut an der Außenfläche der rotierenden Zylinderwandung zirkuliert, bis der gewünschte Trennpegel erreicht ist. Der Filter läßt nur Partikel mit einer Korngröße< Si durch. Der ungefilterte Anteil enthält nur Partikel mit einer Korngröße≥Si.
Das Filtrat wird abgelassen und der ungefilterte Anteil erneut zirkuliert, wobei die Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Filters so eingestellt wird, daß:
Fsg> Fp> Fsj> Fsi.
Genaugenommen ist Fp= Fsj+&epsi; (wobei &epsi; jedoch vernachlässigt werden kann).
Der Filter läßt nur Partikel mit einer Korngröße≤Sj durch. Das Filtrat enthält nur Partikel mit einem Korngrößenbereich von Si bis Sj.
Zur Herstellung der Filterwandung können verschiedene Materialien verwendet werden, wie z.B. gesinterter, rostfreier Stahl, Kunststoff, wie z.B. Polypropylen, Keramik oder ein Metallgewebe.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trennen von Feststoffen nach deren Gestalt verwendet. Zu diesem Zweck wird ein Filter hergestellt, dessen Porenform der Gestalt der abzutrennenden Partikel entspricht, wie z.B. ein Zylinder, dessen "Poren" aus Schlitzen an der Zylinderwandung bestehen.
Körner unterschiedlicher Gestalt werden auf diese Weise auch dann abgetrennt, wenn sie die gleiche Masse haben. Zur Erklärung dieses Phänomens muß ein bei unterschiedlichen Massen der Körner im Vergleich zur Masse vernachlässigbarer Faktor in die Betrachtung einbezogen werden, nämlich die Tatsache, daß beispielsweise in einem gelatineartigen Medium Körner unterschiedlicher Gestalt ein unterschiedliches Verhalten aufweisen. In einem wirbelndem Medium unterscheidet sich das hydrodynamische Volumen der Körner mit einer bestimmten Gestalt (beispielsweise dreidimensionaler Körner) von dem hydrodynamischen Volumen der Körner mit einer anderen Gestalt (beispielsweise flacher Körner), wobei das hydrodynamische Volumen dem von einem Korn bewegten Flüssigkeitsvolumen entspricht, wenn dieses in einem gegebenen Medium bewegt wird. Die mit diesem hydrodynamischen Faktor verbundenen Kräfte entsprechen den Widerstandskräften des die Körner enthaltenden Mediums und wirken in derselben Richtung wie die Fliehkräfte. Aus diesen unterschiedlichen hydrodynamischen Volumina erklärt sich die Trennung von Körnern gleicher Masse aber unterschiedlicher Gestalt.
Die Porengröße ist kein kritischer Parameter. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden zufriedenstellende Versuche mit Trennpegeln bis zu 20 µm durchgeführt, wobei unter Einsatz einer geeigneten Rotationsgeschwindigkeit Partikel in der Größenordnung von 0,1 µm oder kleiner durch zweckmäßige Verstellung der Rotationsgeschwindigkeit zurückgehalten werden konnten. Die maximale Größe der Filterporen wird durch die Notwendigkeit begrenzt, den erforderlichen Druck aufzubauen. Bei größeren Poren treten außerdem Oberflächenrauhigkeitsprobleme auf. Vorteilhaft ist die Verwendung eines Filters, dessen kleinste Poren größer sind als die größten zu filternden Partikel, weil dann das Problem der Verstopfung der Filterfläche gänzlich vermieden wird.

Beispiel 1

Eine aus sechs Emulsionen gleicher Dispersion bestehende Emulsion wird in die Filtriervorrichtung eingeführt. Die durch elektrolytische Körnungsanalyse (Messen des zum Ausfällen der in der Emulsion vorhandenen Körner erforderlichen Stroms) der Ausgangsemulsion erhaltene Kornverteilungskurve ist in Fig. 2A dargestellt. Die Kurve weist sechs (bei 80 genormte) Höchstwerte auf, die den sechs verschiedenen Korngrößen entsprechen, nämlich: 0,30 µm, 0,38 µm, 0,48 µm, 0,69 µm, 0,91 µm, 1,15 µm. Das Schaubild zeigt die prozentualen Anteile der einzelnen Korngrößen nach Kornvolumenklassen. Die Anzahl der Körner pro Korngröße in der Mischung ist im wesentlichen die gleiche, obwohl dies aus dem Schaubild nicht ohne weiteres ersichtlich ist, weil der logarithmische Maßstab die Höchstwerte für die Körner kleineren Volumens abflacht.
Zum Abtrennen der Emulsion mit einem Höchstwert bei 0,30 µm wird die Rotationsgeschwindigkeit des Filters auf 2 330 U/min eingestellt. Das Ergebnis der elektrolytischen Körnungsanalyse des Filtrats wird in Fig. 2B dargestellt. Die Rotationsgeschwindigkeit des Filters wird dann auf 2095 U/min reduziert, um die Emusion mit einem Höchstwert bei 0,38 µm zu entfemen. Das Filtrat, dessen elektrolytische Körnungsanlayse in Fig. 2C dargestellt ist, enthält eine Mischung aus Körnern bei 0,30 µm und 0,38 µm. Zum Abtrennen der Emulsion mit einem Höchstwert bei 0,48 µm wird die Rotationsgeschwindigkeit des Filters weiter auf 1850 U/min reduziert. Das Filtrat dessen elektrolytische Körnungsanalyse in Fig. 2D dargestellt ist, enthält eine Mischung aus Körnern bei 0,30 µm, 0,38 µm und 0,48 µm. Die Rotationsgeschwindigkeit des Filters wird nun auf 1270 U/min reduziert, um die Emusion mit einem Höchstwert bei 0,69 µm abzutrennen. Das Filtrat, dessen elektrolytische Körnungsanalyse in Fig. 2E dargestellt ist, enthält eine Mischung aus Körnern bei 0,30 µm,0,38 µm, 0,48 µm und 0,69 µm. Schließlich wird die Rotationsgeschwindigkeit des Filters auf 850 U/min reduziert, um die Emulsion mit einem Höchstwert bei 0,91 µm abzutrennen. Das Filtrat, dessen elektrolytische Körnungsanalyse in Fig. 2F dargestellt ist, enthält eine Mischung aus Körnern bei 0,30 µm, 0,38 µm, 0,48 µm, 0,69 µm und 0,91 µm.
Wird die Rotationsgeschwindigkeit des Filters noch weiter reduziert, erhält man wieder die anfängliche Mischung sechs verschiedener Emulsionen.

Beispiel 2:

Eine flache und dreidimensionale Körner enthaltende Emulsion wird in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingeführt.
Die Korngrößenverteilung der Ausgangsemulsion ist in Fig. 3A dargestellt. Die elektrolytische Körnungsanalyse weist zwei Höchstwerte auf, einen für die dreidimensionalen Körner bei 0,30 µm und einen weiteren für die flachen Körner bei 1,15 µm. Der Filter wird mit 2260 U/min in Rotation versetzt. Fig. 3B zeigt die elektrolytische Körnungsanalyse des Filtrats, das nur dreidimensionale Körner enthält. Das ungefilterte Produkt, dessen elektrolytische Körnungsanalyse in Fig. 3C dargestellt ist, enthält im wesentlichen flache Körner.
Zu bemerken ist, daß im Vergleich zum ersten Beispiel die Höchstwerte bei 0,30 µm und 1,15 µm auf der Abszissenachse nicht genau zusammenfallen. Dies ist dadurch bedingt, daß diese Achse die Volumina angibt und die Werte 0,30 und 1,15 µm sich hier auf die äquivalenten Kreisdurchmesser beziehen. Ein flacher Kristall mit einem äquivalenten Kreisdurchmesser von 1,15 µm hat ein kleineres Volumen als eine Kugel gleichen Durchmessers. Das Maß der Verschiebung hängt von der Kristaldicke ab.

Claims

1. Verfahren zum Abtrennen von in einer Suspension enthaltenen Feststoffen unterschiedlicher Größe mittels einer Vorrichtung aus einem Hohlzylinder zum Filtrieren, dessen Wandung aus porösem Material besteht und dessen Innendruck Pi ist, und einem stationären, zylinderförmigen Gehäuse, das den Hohlzylinder umgibt und so angeordnet ist, daß seine Wände mit dem Filtrierzylinder einen Zirkulationsspalt bilden, in dem der Druck Pe> Pi ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

- Versetzen des Hohlzylinders in kontinuierliche Rotation;

- Zirkulieren der Suspension an der Außenfläche der Filterwandung des Zylinders, bis der erwünschte Trennpegel erreicht ist, wobei das stationäre Gehäuse zwei Öffnungen aufweist, von denen die erste die Zuführung der zu filternden Suspension und die zweite das Ablassen des ungefilterten Anteils vor Rückführung durch die erste Öffnung ermöglicht; und

- Ablassen des Filtrats aus dem inneren Bereich des Filtrierzylinders mittels einer passenden Öffnung;

dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkfläche der Poren des Filtrierzylinders durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders verändert wird, und daß die Rotationsgeschwindigkeit der Filtriervorrichtung, der jeweilige Druck Pe bzw. Pi und der jeweilige Radius des Zylinders bzw. des stationären Gehäuses so eingestellt werden, daß die Suspension an der Außenfläche der Filterwandung des Zylinders eine Taylor-Wirbelströmung bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Filtrierzylinders zwischen O und 10000 U/min variiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Spalts zwischen der Filterwandung des Zylinders und der Innenwand des zylindrischen Gehäuses zwischen 1mm und 50mm variiert.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenz Pe - Pi zwischen 10³ Pa und 10&sup6; Pa variiert.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennpegel des Zylinders höher als die Abmessung der größten Feststoffe der Suspension ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Zylinders aus gesintertem Metall besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Zylinders aus gesintertem, rostfreiem Stahl besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Zylinders aus Keramik besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Zylinders aus Kunststoff besteht.