DE69914495T2

DE69914495T2 - Filtersysteme und deren verwendung

Info

Publication number: DE69914495T2
Application number: DE69914495T
Authority: DE
Inventors: John Slegers
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-09-01
Also published as: US20080142419A1; GB9820935D0; EP1115473B1; EP1115473A1; JP2002525196A; US7364653B1; ZA200103002B; ATE258461T1; AU5857699A; GB9920542D0; CA2345265A1; GB2341809A; AU759674B2; ES2213383T3; DE69914495D1; GB2341809B; WO2000018497A1

Description

Die Erfindung betrifft Filtrationssysteme und diesbezügliche Verfahren.
Ein bekanntes Filtrationssystem umfasst einen kontinuierlichen Fließweg zur Zirkulation eines Fluids in dem Fließweg im Kreis. In dem Fließweg im Kreis zirkulierendes Fluid wird gefiltert, so dass Fluid den Fließweg über Filtration verlässt. Das System umfasst ein Reservoir, aus dem unfiltriertes Fluid dem kontinuierlichen Fließweg in Abhängigkeit von der Filtration von Fluid, welches in dem kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkuliert, zugeführt wird. Wenn das Reservoir leer ist, hört die Zirkulation im Kreis in dem kontinuierlichen Fließweg auf, weil durch Filtration verlorengegangenes Fluid nicht ersetzt werden kann.
Wenn die Zirkulation aufhört, kann eine beträchtliche Menge an unfiltriertem Fluid in dem kontinuierlichen Fließweg zurückbleiben. Vielfach liegt der Wunsch vor, wenigstens einen Teil dieses verbleibenden Fluids zu filtern, um die Ausbeute an gefiltertem Fluid zu maximieren.
WO96/12553 offenbart ein System mit den Merkmalen des Oberbegriffs der unabhängigen Ansprüche. In dem System nach WO96/12553 kann ein Fluid im Kreis in einem ersten Fließweg strömen, in dem eine erste Gruppe von Filtern in Reihe mit einer zweiten Gruppe von Filtern geschaltet ist. Alternativ kann das Fluid im Kreis in einem zweiten Fließweg strömen, welcher die erste Gruppe von Filtern einschließt, von dem die zweite Gruppe von Filtern aber ausgeschlossen wurde. Mit der Möglichkeit, die zweite Gruppe von Filtern auszuschließen, soll der Druck in dem zweiten Fließweg reduziert werden können.
Die EP 0464506 offenbart ein System, in dem ein Fluid von einem ersten kontinuierlichen Fließweg zu einem zweiten kontinuierlichen Fließweg geleitet wird, um eine weitere Konzentration in dem zweiten Fließweg zu erzielen. US 3 472 765 offenbart ein System mit zwei kontinuierlichen Fließwegen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Filtrationssystem bereitgestellt, umfassend einen ersten kontinuierlichen Fließweg zum Zirkulieren eines Fluids hierin im Kreis, erste Zuführmittel zum Einspeisen von Fluid in den ersten kontinuierlichen Fließweg und einen zweiten kontinuierlichen Fließweg zum Zirkulieren von Fluid hierin im Kreis nach der Zirkulation im Kreis in dem ersten kontinuierlichen Fließweg, wobei ein Teil des ersten kontinuierlichen Fließweges nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist und worin der zweite kontinuierliche Fließweg ein geringeres Volumen als der erste kontinuierliche Fließweg aufweist, wobei Fluid, welches in jedem der kontinuierlichen Fließwege im Kreis zirkuliert, gefiltert wird, so dass für jeden kontinuierlichen Fließweg das Fluid, welches gefiltert wurde, den jeweiligen kontinuierlichen Fließweg über Filtration verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Zuführmittel Fluid in den ersten kontinuierlichen Fließweg einspeisen in Abhängigkeit von Fluid, welches den ersten kontinuierlichen Fließweg über die Filtration von Fluid, das in dem ersten kontinuierlichen Fließweg zirkuliert, verlässt, und dass das System ferner zweite Einspeisemittel umfasst zum Einspeisen von Fluid in den zweiten kontinuierlichen Fließweg aus dem Teil des ersten kontinuierlichen Fließweges, der nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist, in Abhängigkeit von Fluid, welches den zweiten kontinuierlichen Fließweg über die Filtration von Fluid, das in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkuliert, verlässt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Filtrationssystem bereitgestellt, umfassend eine Mehrzahl von Filtern, wobei jedes Filter einen zugehörigen Filterfließweg definiert, welcher sich benachbart zu einem entsprechenden Filtrationsmedium erstreckt, zur Tangentialfiltration von durch den Filterfließweg strömendem Fluid durch das Filtrationsmedium, und eine Anordnung, welche mit jedem der Filter verbunden ist, wobei das System selektiv in einem ersten Zustand betreibbar ist, in dem die Anordnung und die Filterfließwege einen Teil eines ersten kontinuierlichen Fließweges bilden, in welchem Fluid im Kreis zirkuliert und dabei parallel durch die Filterfließwege fließt, und in einem zweiten Zustand betreibbar ist, in welchem Fluid in einem zweiten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkuliert, der ein geringeres Volumen als der erste kontinuierliche Fließweg aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite kontinuierliche Fließweg den Filterfließweg von mindestens einem, jedoch nicht von allen Filtern umfasst, und dass Fluid in den zweiten kontinuierlichen Fließweg aus der Anordnung eingespeist wird in Abhängigkeit von Fluid, welches den zweiten kontinuierlichen Fließweg über Tangentialfiltration im zweiten Zustand verlässt.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Filtrationsverfahren bereitgestellt, umfassend die Schritte: Zirkulierenlassen von Fluid im Kreis in einem ersten kontinuierlichen Fließweg, wobei Fluid, welches in dem ersten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkuliert, gefiltert wird, so dass Fluid den ersten kontinuierlichen Fließweg über Filtration verlässt, Einspeisen von Fluid in den ersten kontinuierlichen Fließweg, Zirkulierenlassen von Fluid im Kreis in einem zweiten kontinuierlichen Fließweg, welcher ein geringeres Volumen aufweist als der erste kontinuierliche Fließweg, wobei ein Teil des ersten kontinuierlichen Fließweges nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist, wobei Fluid, welches im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg zirkuliert, gefiltert wird, so dass Fluid den zweiten kontinuierlichen Fließweg über Filtration verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspeisen von Fluid zu dem ersten kontinuierlichen Fließweg aus dem Einspeisen des Fluids in Abhängigkeit von Fluid, welches den ersten kontinuierlichen Fließweg über die Filtration von in dem ersten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkulierenden Fluid verlässt, besteht, und dass Fluid in den zweiten kontinuierlichen Fließweg von dem Teil des ersten kontinuierlichen Fließweges eingespeist wird, der nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist, in Abhängigkeit von Fluid, welches den zweiten kontinuierlichen Fließweg über die Filtration von Fluid, welches in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkuliert, verlässt.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Filtrationsverfahren bereitgestellt, umfassend die Schritte: Bereitstellen einer Mehrzahl von Filtern, wobei jedes Filter einen jeweiligen Filterfließweg definiert, der sich benachbart zu einem jeweiligen Filtrationsmedium erstreckt, zur Tangentialfiltration durch das Filtrationsmedium von Fluid, welches durch den Filterfließweg fließt, und einer Anordnung, die mit jedem der Filter verbunden ist, Zirkulieren von Fluid im Kreis in einem ersten kontinuierlichen Fließweg, welcher teilweise durch die Anordnung und die Filterfließwege gebildet ist, wobei das Fluid parallel durch die Filterfließwege fließt; und Zirkulieren von Fluid im Kreis in einem zweiten kontinuierlichen Fließweg, welcher ein geringeres Volumen als der erste kontinuierliche Fließweg aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite kontinuierliche Fließweg einen Filterfließweg von mindestens einem, aber nicht allen Filtern beinhaltet, und dass Fluid in den zweiten kontinuierlichen Fließweg aus der Anordnung eingespeist wird in Abhängigkeit von Fluid, welches den zweiten kontinuierlichen Fließweg über Tangentialfiltration durch das mindestens eine Filter verlässt.
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte zeichnerische Darstellung näher beschrieben; in der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Filtrationssystems;
2 eine schematische Darstellung eines Filters des ersten Filtrationssystems von 1; und
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Filtrationssystems.
Gemäß 1 umfasst das erste Filtrationssystem einen Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit, einen Tank 12 für gefilterte Flüssigkeit und vier Filter 14, 16, 18, 20.
Die Filter 14, 16, 18, 20 sind identisch, so dass nur ein Filter 14 im Detail beschrieben wird. Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist das Filter 14 ein äu ßeres zylinderförmiges Gehäuse 22 auf, in dem ein zylinderförmiges Filtermedium 24 aufgenommen ist. Jedes Ende des zylinderförmigen Filtermediums 24 ist dicht abschließend mit dem entsprechenden Ende des zylinderförmigen Gehäuses 22 verbunden.
Ein Flüssigkeitseinlass 26 ist an einem Ende des zylinderförmigen Gehäuses 22 vorgesehen und steht mit dem Innenraum des Filtermediums 24 in Verbindung. Ein Flüssigkeitsauslass 28 ist am anderen Ende des zylinderförmigen Gehäuses 22 vorgesehen und steht ebenfalls mit dem Innenraum des Filtermediums 24 in Verbindung. Zwei weitere Flüssigkeitsauslässe 30 (ein oberer und ein unterer Auslass) sind in der Umfangsfläche des zylinderförmigen Gehäuses 22 vorgesehen und stehen mit einem Ringraum 31 in dem Gehäuse 22 in Verbindung, der radial außerhalb des Filtermediums 24 liegt.
Die den Merkmalen des Filters 14 zugeordneten Bezugszahlen werden auch für die korrespondierenden Merkmale der Filter 16, 18, 20 verwendet.
Die Filter 14, 16, 18, 20 sind zwischen einer ersten und einer zweiten Anordnung 32, 34 geschaltet, die schematisch mit unterbrochenem Linienzug dargestellt sind. Wie in 1 gezeigt, liegt die erste Anordnung 32 unterhalb der Filter 14, 16, 18, 20 und die zweite Anordnung 34 liegt oberhalb der Filter 14, 16, 18, 20. Die erste Anordnung 32 weist einen einzigen Einlass 36 und vier Auslässe 38, 40, 42, 44 auf. Einer der Auslässe, 38, ist mit einem Ventil 46 versehen, welches zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung schaltbar ist.
Der mit dem Ventil 46 versehene Auslass 38 ist mit dem Flüssigkeitseinlass 26 des Filters 14 verbunden. Die übrigen Auslässe 40, 42, 44 sind jeweils mit den entsprechenden Flüssigkeitseinlässen 26 der Filter 16, 18, 20 verbunden.
Die zweite Anordnung 34 hat vier Einlässe 48, 50, 52, 54. Der Einlass 48 ist mit einem Ventil 56 versehen. Das Ventil 56 ist ein Klappenventil, welches durch Bohren von Löchern vorgegebenen Durchmessers in die Ventilklappe adaptiert wurde. Die Anordnung ist so getroffen, dass bei geöffneter Ventilklappe die Flüssigkeit leicht durch das Ventil 56 strömen kann und bei ge schlossener Ventilklappe ein beschränkter Flüssigkeitsfluss durch die in die Ventilklappe gebohrten Löcher stattfindet.
Der Einlass 48 der zweiten Anordnung 34, welcher mit dem Ventil 56 versehen ist, ist mit dem Flüssigkeitsauslass 28 des Filters 14 verbunden. Die übrigen Einlässe 50, 52, 54 der zweiten Anordnung 34 sind mit den entsprechenden Fluidauslässen 28 der übrigen Filter 16, 18, 20 verbunden.
Die zweite Anordnung 34 umfasst einen ersten Auslass 58 zum Zurückführen von Fluid zu der ersten Anordnung 32, wie weiter unten beschrieben, und einen zweiten Auslass 60 zum Leiten von Flüssigkeit zu dem Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit. Der zweite Auslass 60 ist mit einem Ventil 62 versehen, welches zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung schaltbar ist.
Die zweite Anordnung 34 ist ferner mit einer Lüftungsvorrichtung 64 versehen, welche zur Atmosphäre führt und mit einem Ventil 66 versehen ist, welches zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung schaltbar ist.
Das System umfasst ferner eine dritte Anordnung 68 und eine vierte Anordnung 70, welche schematisch in 1 mit unterbrochenen Linienzügen dargestellt sind. Die dritte Anordnung 68 weist einen ersten, zweiten, dritten und vierten Einlass (nicht gezeigt) und einen einzigen Auslass 72 auf. Die dritte Anordnung 68 weist ferner ein Ventil 74 auf, welches zwischen einer Offenstellung, in der alle Einlässe mit dem Auslass 72 verbunden sind, und einer Geschlossenstellung, in der der erste Einlass mit dem Auslass 72 verbunden bleibt und der zweite, dritte und vierte Einlass von dem Auslass 72 getrennt werden, schaltbar ist.
Der erste Einlass der dritten Anordnung 68 ist mit dem oberen der Flüssigkeitsauslässe 30 in dem zylinderförmigen Gehäuse 22 des Filters 14 verbunden. Der zweite, dritte und vierte Einlass der dritten Anordnung sind jeweils mit dem entsprechenden oberen Flüssigkeitsauslass 30 der Filter 16, 18, 20 verbunden. Der Auslass 72 der dritten Anordnung 68 ist mit einer Leitung 76 verbunden, welche zu dem Tank 12 für gefilterte Flüssigkeit führt.
Die vierte Anordnung 70 ist ähnlich der dritten Anordnung 68 und weist einen ersten, zweiten, dritten und vierten Einlass (nicht gezeigt) und einen einzigen Auslass 78 auf. Ein Ventil 80 ist in der vierten Anordnung 70 vorgesehen und dient – wie das Ventil 74 – dazu, den zweiten, dritten und vierten Einlass der vierten Anordnung 70 mit dem Auslass 78 der vierten Anordnung zu verbinden oder von diesem zu trennen. Der erste Einlass der vierten Anordnung 70 bleibt mit dem Auslass 78 verbunden, unabhängig von der Schaltung des Ventils 80.
Der erste Einlass der vierten Anordnung 70 ist mit dem unteren der Flüssigkeitsauslässe 30 des Filters 14 verbunden. Der zweite, dritte und vierte Einlass der vierten Anordnung 70 sind jeweils mit dem entsprechenden unteren Flüssigkeitsauslass 30 der Filter 16, 18, 20 verbunden. Der Auslass 78 der vierten Anordnung ist mit der Leitung 76 verbunden.
Eine erste Speiseleitung 82, welche mit einem Ventil 84 versehen ist, verbindet den Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit mit dem Einlass einer ersten Pumpe 86. Eine zweite Speiseleitung 88, welche mit einem Ventil 90 versehen ist, verbindet den Auslass der ersten Pumpe 86 mit dem Einlass einer zweiten Pumpe 92. Der Auslass der zweiten Pumpe 92 ist mit dem Einlass 36 der ersten Anordnung 32 verbunden.
Jedes der Ventile 84, 90 ist zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung schaltbar.
Typisch sind die erste und die zweite Pumpe 86, 92 so gewählt, dass die zweite Pumpe 92 die Flüssigkeit mit ungefähr dem zehnfachen Durchsatz der ersten Pumpe 86 pumpt. Das in der zweiten Pumpe 92 enthaltene Flüssigkeitsvolumen ist größer als das in der ersten Pumpe 86 enthaltene.
Das System umfasst ferner einen ersten Bypass 94, der sich von der zweiten Speiseleitung 88, von einem Punkt zwischen dem Ventil 90 und der zweiten Pumpe 92, zu der ersten Speiseleitung 82, zu einem Punkt zwischen dem Ventil 84 und der ersten Pumpe 86, erstreckt. Der erste Bypass 94 ist mit einem Ventil 96 versehen, welches zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung schaltbar ist.
Ein zweiter Bypass 98 erstreckt sich von der zweiten Speiseleitung 88, von einem Punkt zwischen der ersten Pumpe 86 und dem Ventil 90, zu dem Aus lass 38 der ersten Anordnung 32, zu einem Punkt zwischen dem Ventil 46 und dem Fluideinlass 26 des Filters 14.
Der zweite Bypass 98 weist ein Ventil 100 auf, welches zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung schaltbar ist.
Die Bypässe 94, 98 sind von Rohren mit kleinem Durchmesser gebildet.
Betriebsmäßig wird das Filtrationssystem zum Filtern von Wein verwendet, um Sediment aus dem Wein zu entfernen. Das System arbeitet in zwei Stufen, wie im Folgenden beschrieben.
In der ersten Stufe sind die Ventile 96, 100 in dem ersten und dem zweiten Bypass 94, 98 und das Ventil 66 in der Lüftungsvorrichtung 64 geschlossen. Die übrigen Ventile 84, 90, 46, 56, 74, 80 und 62 sind offen.
Zu filternder Wein wird in den Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit eingebracht und gelangt von dem Tank 10 über die erste Speiseleitung 82 zu der ersten Pumpe 86. Die erste Pumpe 86 pumpt den Wein entlang der zweiten Speiseleitung 88 zu der zweiten Pumpe 92. Die zweite Pumpe 92 pumpt den Wein in die erste Anordnung 32 via Anordnungs-Einlass 36.
Der Wein strömt durch jeden der Auslässe 38, 40, 42, 44 der ersten Anordnung 32 in die entsprechenden Fluideinlässe 26 der Filter 14, 16, 18, 20. Es wird nun auf 2 Bezug genommen, gemäß welcher der Wein dann – in jedem Filter 14, 16, 18, 20 – durch den Innenraum des zylinderförmigen Filtermediums 24 zu dem jeweiligen Fluidauslass 28 der Filter 14, 16, 18, 20 strömt.
In jedem Filter 14, 16, 18, 20 wirkt also der Innenraum 101 des zylinderförmigen Filtermediums 24 als Fließweg, durch den unfiltrierter Wein durch das Filter 14, 16, 18, 20 strömt. In jedem Filter 14, 16, 18, 20 strömt ein Teil des unfiltrierten, am Fluideinlass 26 in das Filter eintretenden Weines von diesem Fließweg quer durch das Filtermedium 24 zu dem Ringraum 31 außerhalb des Mediums. Der Wein, der das Filtermedium 24 im Querstrom passiert hat, ist relativ frei von Sediment, wobei das Sediment weitgehend in dem durch den Innenraum 101 des Filtermediums 24 gebildeten Fließweg zurückbleibt.
Eine derartige Filtration (wobei das zu filternde Fluid über ein Filtrationsmedium geleitet wird, so dass ein Teil des Fluids das Medium im Querstrom passiert, um gefiltert zu werden, und der Rest des Fluids entlang dem Filtermedium zu einem Auslass fließt) ist wohlbekannt und wird als Tangentialfiltration bezeichnet. Tangentiale Filtration umfasst die Tangentialfiltration in Filtern, welche keine beweglichen Teile aufweisen, und in Filtern mit beweglichen Teilen, d. h. in dynamischen Filtern.
Unfiltrierter Wein (und von dem gefilterten Wein entferntes Sediment) verlässt die Filter 14, 16, 18, 20 über die Fluidauslässe 28 und tritt in die Einlässe 48, 50, 52, 54 der zweiten Anordnung 34 ein. Der größere Teil des in die zweite Anordnung 34 einströmenden Weins gelangt über den ersten Auslass 58 der zweiten Anordnung 32 zu der zweiten Speiseleitung 88 und damit zurück zum Einlass der zweiten Pumpe 92.
Ein kleiner Teil des Weines von der zweiten Anordnung 34 wird über den zweiten Auslass 60 zu dem Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit geleitet; der Zweck dieser Maßnahme wird im Folgenden beschrieben.
Es wird erkennbar sein, dass die zweite Pumpe 92, die erste Anordnung 32, der Innenraum der Filtermedien 24, die zweite Anordnung 34 (einschließlich der Einlässe 48, 50, 52, 54, des ersten Auslasses 58, aber ausschließlich des zweiten Auslasses 60) und ein kleiner Teil der zweiten Speiseleitung 88 (zwischen dem ersten Auslass 58 und der zweiten Pumpe 92) einen ersten kontinuierlichen Fließweg für unfiltrierten Wein bilden. Sind die Komponenten dieses kontinuierlichen Fließweges erst einmal vorbereitet (Priming), dient die zweite Pumpe 92 weitgehend dazu, den Wein in diesem Fließweg im Kreis zirkulieren zu lassen. Während dieser Zirkulation wird der Wein kontinuierlich im Querstrom durch die Filtermedien 24 fließen, um gefiltert zu werden, und in den Ringräumen 31 der Filter 14, 16, 18, 20 gesammelt. Der Wein strömt von den Ringräumen durch die oberen und unteren Auslässe 30 in die Einlässe der dritten und der vierten Anordnung 68, 70 und von dem Auslass 72, 78 der dritten und vierten Anordnung 68, 70 via Leitung 76 zu dem Tank 12 für gefilterte Flüssigkeit.
Es ist offensichtlich, dass in dem Maße, wie der Wein durch die Filter 14, 16, 18, 20 gefiltert wird, dieser Wein dem im Vorstehenden bezeichneten ersten kontinuierlichen Fließweg verlorengeht. Ferner geht diesem Fließweg Wein durch den Auslass 60 der zweiten Anordnung 34 verloren. Dem ersten kontinuierlichen Fließweg verlorengegangener Wein wird durch Wein aus dem Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit ersetzt, wobei der Wein dem ersten kontinuierlichen Fließweg über die erste Speiseleitung 82, die erste Pumpe 86 und die zweite Speiseleitung 88 in Abhängigkeit von dem Verlust infolge Filtration und dem Verlust via Auslass 60 zuströmt.
Die erste Pumpe 86 dient ferner zur Aufrechterhaltung eines konstanten vorgegebenen Drucks am Einlass der zweiten Pumpe 92. Der Wein, der aus der zweiten Pumpe 92 austritt, weist einen größeren Druck auf (allgemein 2,0 bis 2,5 bar), welcher für eine effiziente Funktion der Filter 14, 16, 18, 20 geeignet ist.
Da das Sediment aus dem gefilterten Wein weitgehend in dem kontinuierlichen Fließweg zurückgehalten wird, nimmt die Konzentration des Sediments in dem kontinuierlichen Fließweg zu. Der Konzentrationsanstieg kann der effizienten Filtration abträglich sein. Die Maßnahme, einen Teil des Weines über den zweiten Auslass 60 der zweiten Anordnung 34 aus dem kontinuierlichen Fließweg in den Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit zurückzuführen, hilft dabei, die Geschwindigkeit, mit der die Konzentration dieses Sediments in dem kontinuierlichen Fließweg ansteigt, zu verlangsamen. Das Volumen an Wein, welcher den kontinuierlichen Fließweg über den zweiten Auslass 60 verlässt, beträgt allgemein das Zwei- bis Vierfache des Volumens an Wein, welcher den Fließweg als gefilterter Wein verlässt. Wie im Vorstehenden erwähnt, korrespondiert das Volumen an unfiltriertem Wein, welcher dem kontinuierlichen Fließweg aus dem Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit zugeführt wird, zu der Summe des Volumens an gefiltertem Wein und des Volumens an unfiltriertem Wein, der den kontinuierlichen Fließweg über den zweiten Auslass 60 verlässt; somit führt das Ausschleusen von unfiltriertem Wein aus dem kontinuierlichen Fließweg über den zweiten Auslass 60 dazu, dass ein größeres Volumen an Wein (mit einer relativ niedrigen Sedimentkonzentration) von dem Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit zu dem kontinuierlichen Fließweg gelangt.
Während der ersten Betriebsstufe, wie im Vorstehenden beschrieben, fließt der Wein nicht durch den ersten und den zweiten Bypass 94, 98, da diese Bypässe durch die Ventile 96, 100 geschlossen sind.
Die Zirkulation unfiltrierten Weines im Kreis in dem kontinuierlichen Fließweg setzt sich fort, bis der Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit leer ist. Zu diesem Zeitpunkt hört der Umlauf in dem Fließweg auf, weil es nicht mehr möglich ist, den Wein in dem kontinuierlichen Fließweg zu ergänzen. Es bleibt jedoch ein beträchtliches Volumen an unfiltriertem Wein in der ersten und der zweiten Anordnung 32, 34, in der zweiten Pumpe 92 und in den Innenräumen der Filtermedien 24 zurück. Es ist offensichtlich wünschenswert, so viel wie möglich von diesem restlichen Wein zu filtern, um die Ausbeute an gefiltertem Wein zu maximieren.
Um wenigstens einen Teil des verbliebenen Weines zu filtern, wird das System in einer zweiten Stufe betrieben. Es wird erkennbar sein, dass durch die Verwendung von geeigneten Sensoren und automatischen Steuerungen zum Öffnen und Schließen der Ventile die zweite Betriebsstufe unmittelbar nach Aufhören der Zirkulation im Kreis in dem kontinuierlichen Fließweg durchgeführt werden kann.
In der zweiten Stufe werden die Ventile 96, 100 in dem ersten und zweiten Bypass 94, 98 geöffnet. Zusätzlich wird das Ventil 66 in der Lüftungsvorrichtung 64 geöffnet. Die übrigen Ventile 84, 90, 46, 56, 74, 80 und 62 werden geschlossen. Die zweite Pumpe 92 wird abgeschaltet; die erste Pumpe 96 bleibt in Betrieb.
Es wird nun auf 1 Bezug genommen, gemäß welcher unfiltrierte Wein von der zweiten Pumpe 92 und von dem Teil der zweiten Speiseleitung 88 zwischen dem Ventil 90 und der zweiten Pumpe 92 durch den ersten Bypass 94 zum Einlass der ersten Pumpe 86 strömt und mittels der ersten Pump 86 durch den zweiten Bypass 98 gepumpt wird. Der Wein tritt dann über den Fluideinlass 26 in das Filter 14 ein und strömt durch Fließweg, welcher durch den Innenraum 101 des Filtermediums 24 des Filters 14 gebildet ist, zu dem Filterhauslass 28 dieses Filters 14. Unfiltrierter Wein strömt dann durch das Ventil 56.
Wie im Vorstehenden erwähnt, ist das Ventil 56 geschlossen, weist aber durch die Ventilklappe hindurchgehende Löcher auf. Die Löcher gestatten einen beschränkten Fluss des Weines durch das Ventil 56. Die Beschränkung des Weinflusses durch das Ventil 56 bewirkt eine Erhöhung des Drucks im Innenraum 101 des Filtermediums 24 des Filters 14, wodurch die Filtration durch das Filtermedium 24 unterstützt wird.
Der größere Teil des durch das Ventil 56 strömenden Weines fließt dann durch den ersten Auslass 58 der zweiten Anordnung 34 zurück zu dem ersten Bypass 94. Ein kleiner Teil des durch das Ventil 56 strömenden Weines kann in die Filter 16,18, 20 gelangen.
Während dieses Prozesses strömt unfiltrierter Wein in den Einlässen 50, 52, 54 der zweiten Anordnung 34, in den Innenräumen 101 der Filtermedien 24 der Filter 16, 18, 20 und in der ersten Anordnung 32 (durch den Einfluss der Schwerkraft) in die zweite Pumpe 92 und durch diese hindurch, um über den ersten und den zweiten Bypass 94, 98 durch das Filter 14 gepumpt zu werden, wie im Vorstehenden beschrieben. Die Lüftungsvorrichtung 64 erlaubt den Zutritt von Luft, um dies zu erleichtern.
Es wird erkennbar sein, dass der erste Bypass 94, ein Teil der ersten Speiseleitung 82 (welcher sich zwischen dem ersten Bypass 94 und der ersten Pumpe 86 erstreckt), die erste Pumpe 86, ein Teil der zweiten Speiseleitung 88 (der zwischen der ersten Pumpe 86 und dem zweiten Bypass 98 verläuft), der zweite Bypass 98, der Innenraum 101 des Filtermediums 24 des Filters 14, der Einlass 48 der zweiten Anordnung 34, der erste Auslass 58 der zweiten Anordnung 34 und ein weiterer Teil der zweiten Speiseleitung 88 (von dem Auslass 58 zu dem ersten Bypass 94) einen zweiten kontinuierlichen Fließweg bilden. Nach erfolgter Vorbereitung (Priming) der Komponenten des zweiten kontinuierlichen Fließweges (falls notwendig), lässt die erste Pumpe 86 unfiltrierten Wein im Kreis in diesem zweiten kontinuierlichen Fließweg zirkulieren. In dem Maße, wie der Wein diesem zweiten kontinuierlichen Fließweg verlorengeht, sei es infolge Filtration durch das Filtermedium 24 des Filters 14 oder durch Einströmen in die Filter 16, 18, 20, wird dieser Wein durch den Wein in der zweiten Pumpe 92, in der ersten Anordnung 32 und in den Innenräumen der Filtermedien 24 der Filter 16, 18, 20 ersetzt. In der zweiten Betriebsstufe wirken also die erste Anordnung 32, die zweite Pumpe 92 und die Innenräume der Filtermedien 24 der Filter 16, 18, 20 (welche im ersten, nicht aber im zweiten Fließweg enthalten sind) auf die gleiche Weise, als ein Reservoir, wie der Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit in der ersten Betriebsstufe. Anders ausgedrückt: der Wein fließt von der ersten Anordnung 32, der zweiten Pumpe 92 und den Innenräumen der Filtermedien 24 der Filter 16, 18, 20 zu dem zweiten kontinuierlichen Fließweg, in Abhängigkeit von dem Verlust (einschließlich Verlust infolge Filtration) an Wein in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg.
Das Volumen dieses zweiten kontinuierlichen Fließweges, wie im Vorstehenden beschrieben, ist beträchtlich kleiner als das Volumen des (oben beschriebenen) kontinuierlichen Fließweges der ersten Stufe. Dies begründet sich darin, dass der erste und der zweite Bypass 94, 98 von Rohren mit engem Durchmesser gebildet sind und dass der zweite kontinuierliche Fließweg die erste Anordnung 32, die Innenräume der Filtermedien 24 der Filter 16, 18, 20 oder die zweite Pumpe 92 nicht beinhaltet. Jede dieser ausgeschlossenen Komponenten hat ein relativ großes Volumen.
Die Zirkulation im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg setzt sich fort, bis die zweite Pumpe 92, die erste Anordnung 32 und die Innenräume der Filtermedien 24 der Filter 16, 18, 20 von Wein entleert sind. (Die relativen Höhen der Komponenten des Filtrationssystems sind so gewählt, dass ein vollständiges Entleeren der Innenräume 101 der Filter 16, 18, 20 der ersten Anordnung 32 und der zweiten Pumpe 92 möglich ist.). Kurz danach hört die Zirkulation von Wein im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg auf.
Es versteht sich, dass nach Aufhören der Zirkulation ein Volumen an Wein in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg zurückbleibt. Jedoch ist auf Grund dessen, dass das Volumen des zweiten kontinuierlichen Fließweges beträchtlich kleiner ist als das des kontinuierlichen Fließweges der ersten Stufe, das Volumen an verbleibendem unfiltriertem Wein nach der zweiten Stufe beträchtlich kleiner als das Volumen an unfiltriertem Wein, welches nach der ersten Stufe verbleibt. Beispielsweise kann das Volumen an Wein, welches nach der ersten Stufe zurückbleibt, ca. 470 bis 500 l betragen, während das Volumen an Wein, welches nach der zweiten Stufe verbleibt, ca. 50 l oder weniger betragen kann.
Durch das Filter 14 während der zweiten Stufe gefilterter Wein sammelt sich in dem Ringraum 31 des Filters 14, tritt durch den oberen und den unteren Flüssigkeitsauslass 30 in die dritte und die vierte Anordnung 68, 70 ein und fließt von den Anordnungen 68, 70 in die Leitung 76 zu dem Tank 12 für gefiltertes Fluid. Da die Ventile 74, 80 geschlossen sind, sind die Teile der zweiten und der dritten Anordnung 68, 70, welche die Filter 16, 18, 20 bedienen, von den ersten Einlässen der dritten und der vierten Anordnung 68, 70 und von den Auslässen 72, 78 der dritten und der vierten Anordnung 68, 70 getrennt.
Das System bietet mehrere Vorteile.
Erstens wird der unfiltrierte Wein, der in dem kontinuierlichen Fließweg nach der ersten Stufe zurückbleibt, teilweise während der zweiten Stufe gefiltert, ohne ein separates Filtrationssystem haben zu müssen.
Zweitens werden der zeitliche Aufwand und der zusätzliche Handhabungsaufwand, die mit dem Überführen unfiltrierten Weines in ein separates Filtrationssystem verbunden wären, vermieden.
Drittens können die Verteiler-/Sammler-Anordnungen eine große Querschnittsfläche aufweisen, da sie nicht im zweiten kontinuierlichen Fließweg enthalten sind. Dies vermindert die Reibung und Wärmeerzeugung während der Zirkulation in der ersten Stufe.
Ein zweites Filtrationssystem ist in 3 dargestellt. Merkmale des zweiten Filtrationssystems, welche dem im Vorstehenden beschriebenen ersten Filtrationssystem und dem zweiten Filtrationssystem gemein sind, werden im Folgenden nicht näher beschrieben und tragen die gleichen Bezugsziffern wie die korrespondierenden Merkmale des ersten Filtrationssystems.
Das zweite Filtrationssystem ist bis auf zwei Ausnahmen strukturmäßig mit dem ersten Filtrationssystem identisch.
Die erste Ausnahme besteht darin, dass an Stelle des Ventils 56 des ersten Filtrationssystems das zweite Filtrationssystem ein Klappenventil 102 aufweist, dessen Ventilklappe mit einem einzigen Loch durchbohrt ist. Die Anordnung ist so gewählt, dass bei geöffnetem Klappenventil 102 die Flüssigkeit leicht durch das Ventil 102 fließen kann (wie im Falle des Ventils 56 des ersten Systems). Bei geschlossenem Klappenventil 102 erlaubt das eine Loch in der Ventilklappe eine Flüssigkeitsströmung durch das Ventil 102, die zu ungefähr 10% des Flüssigkeitsstroms korrespondiert, der durch die mehreren Löcher des Ventils 56 des ersten Filtrationssystems möglich ist, wenn das Ventil 56 geschlossen ist.
Die zweite Ausnahme besteht darin, dass ein dritter Bypass 103 zwischen dem ersten Bypass 94 und dem Teil des Einlasses 48 zwischen dem Filter 14 und dem Klappenventil 102 geschaltet ist. Die Verbindung zwischen dem dritter Bypass 103 und dem ersten Bypass 94 ist permanent offen. Die Verbindung zwischen dem dritter Bypass 103 und dem Einlass 48 ist geschlossen, wenn das Klappenventil 102 geöffnet ist, und ist offen, wenn das Klappenventil 102 geschlossen ist. Der dritte Bypass 103 ist möglichst kurz und hat einen kleineren Durchmesser als der erste Auslass 58 der zweiten Anordnung 34.
Betriebsmäßig wird das zweite Filtrationssystem – wie das erste Filtrationssystem – zum Filtern von Wein verwendet, um Sediment aus dem Wein zu entfernen. Das zweite Filtrationssystem arbeitet ebenfalls in zwei Stufen. Die erste Betriebsstufe des zweiten Filtrationssystems ist ähnlich der ersten Betriebsstufe des ersten Filtrationssystems – wobei das Klappenventil 102 geöffnet ist (korrespondierend zum Geöffnetsein des Ventils 56 während der ersten Betriebsstufe des ersten Filtrationssystems). Bei geöffnetem Klappenventil 102 ist die Verbindung zwischen dem Einlass 48 und dem dritten Bypass 103 geschlossen und der dritte Bypass 103 wird nicht durchflossen.
Während der ersten Betriebsstufe des zweiten Filtrationssystems bilden also die zweite Pumpe 92, die erste Anordnung 32, der Innenraum der Filtermedien 24, die zweite Anordnung 34 (einschließlich der Einlässe 48, 50, 52, 54, des ersten Auslasses 58, aber ausschließlich des zweiten Auslasses 60) und ein kleiner Teil der zweiten Speiseleitung 88 (zwischen dem ersten Auslass 58 und der zweiten Pumpe 92) einen ersten kontinuierlichen Fließweg für unfiltrierten Wein. In dem Maße, wie der Wein diesem kontinuierlichen Fließweg durch Filtration und via Auslass 60 der zweiten Anordnung verlorengeht, wird dieser Wein durch Wein aus dem Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit ersetzt (wie im Falle der ersten Betriebsstufe des ersten Filtrationssystems). Die erste Betriebsstufe endet, sobald der Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit leer ist.
Dann beginnt die zweite Betriebsstufe.
In der zweiten Stufe werden die Ventile 96, 100 in dem ersten und zweiten Bypass 94, 98 geöffnet. Ferner wird das Ventil 66 in der Lüftungsvorrichtung 64 geöffnet. Das Klappenventil 102 und die übrigen Ventile 84, 90, 46, 74, 80 und 62 werden geschlossen. Die zweite Pumpe 92 wird abgeschaltet; die erste Pumpe 96 bleibt in Betrieb.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, gemäß welcher unfiltrierter Wein von der zweiten Pumpe 92 und von dem Bereich der zweiten Speiseleitung 88 zwischen dem Ventil 90 und der zweiten Pumpe 92 (wobei die zweite Pumpe 92 und der Bereich ihrerseits von der ersten Anordnung 32 und dem ersten Auslass 58 der zweiten Anordnung 34 mit Wein gespeist werden) durch den ersten Bypass 94 zum Einlass der ersten Pumpe 86 strömt und mittels der ersten Pumpe 86 durch den zweiten Bypass 98 gepumpt wird. Während dieses Prozesses tritt der Wein nicht oder nur in geringem Maße in den dritten Bypass 103 ein. Der Wein tritt dann über den Fluideinlass 26 in das Filter 14 ein und strömt durch den Fließweg, welcher durch den Innenraum 101 des Filtermediums 24 des Filters 14 gebildet ist, zu dem Filterauslass 28 dieses Filters 14. Unfiltrierter Wein strömt dann von dem Filter 14 zu dem dritten Bypass 103 und zu dem Klappenventil 102.
Wie im Vorstehenden beschrieben, ist das Klappenventil 102 geschlossen, weist aber ein einziges Loch auf, welches durch die Ventilklappe hindurchgeht. Das Loch gestattet ca. 10% des von dem Filter 14 kommenden unfiltrierten Weines das Ventil 102 zu durchströmen und so in den ersten Auslass 58 der zweiten Anordnung 34 und über die Einlässe 50, 52, 54 der zweiten Anordnung 34 in die Filter 16, 18, 20 einzutreten. Der Rest des von dem Filter 14 kommenden unfiltrierten Weines (ca. 90%) strömt durch den dritten Bypass 103 zurück zum ersten Bypass 94.
Es wird erkennbar sein, dass ein Teil des ersten Bypasses 94 (welcher sich zwischen dem dritten Bypass 103 und der ersten Speiseleitung 82 erstreckt), ein Teil der ersten Speiseleitung 82 (welcher zwischen dem ersten Bypass 94 und der ersten Pumpe 86 verläuft), die erste Pumpe 86, ein Teil der zweiten Speiseleitung 88 (welcher sich zwischen der ersten Pumpe 86 und dem zweiten Bypass 98 erstreckt), der zweite Bypass 98, der Innenraum 101 des Filtermediums 24 des Filters 14, ein Teil des Einlasses 48 der zweiten Anordnung 34 (welcher sich zwischen dem Filter 14 und dem dritten Bypass 103 erstreckt) und der dritte Bypass 103 einen zweiten kontinuierlichen Fließweg bilden. Nach erfolgter Vorbereitung (Priming) der Komponenten des zweiten kontinuierlichen Fließweges (soweit notwendig), lässt die erste Pumpe 86 unfiltrierten Wein in diesem zweiten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkulieren. In dem Maße, wie der Wein diesem zweiten kontinuierlichen Fließweg verlorengeht (entweder infolge Filtration durch das Filtermedium 24 des Filters 14 oder infolge Hindurchtretens durch das Loch in der Ventilklappe des Ventils 102 und Eintretens in die Filter 16, 18, 20 oder in den ersten Auslass 58), wird dieser Wein durch den Wein in der zweiten Pumpe 92, in der ersten Anordnung 32, in den Innenräumen der Filtermedien 24 der Filter 16, 18, 20 und in dem ersten Auslass 58 der zweiten Anordnung 34 ersetzt. In der zweiten Betriebsstufe wirken also die erste Anordnung 32, die zweite Pumpe 92, die Innenräume der Filtermedien 24 der Filter 16, 18, 20 und der erste Auslass 58 der zweiten Anordnung 34 auf dieselbe Weise (als ein Reservoir) wie der Tank 10 für unfiltrierte Flüssigkeit in der ersten Betriebsstufe.
Das Volumen des zweiten kontinuierlichen Fließweges (wie im Vorstehenden beschrieben) des zweiten Filtrationssystems ist beträchtlich kleiner als das Volumen des (oben beschriebenen) zweiten kontinuierlichen Fließweges der zweiten Betriebsstufe des ersten Filtrationssystems. Dies begründet sich darin, dass der dritte Bypass 103 einen kleineren Durchmesser aufweist als der erste Auslass 58 der zweiten Anordnung 34 (der einen Teil des zweiten kontinuierlichen Fließweges des ersten Filtrationssystems bildet und der in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg des zweiten Filtrationssystems durch den dritten Bypass 103 ersetzt ist).
Die Zirkulation im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg setzt sich fort, bis die zweite Pumpe 92, die erste Anordnung 32 und die Innenräume der Filtermedien 24 der Filter 16, 18, 20 und der erste Auslass 58 der zweiten Anordnung 34 von Wein entleert sind. (Die relativen Höhen der Komponenten des Filtrationssystems sind so gewählt, dass ein vollständiges Entleeren dieser Komponenten möglich ist.). Kurz danach hört die Zirkulation von Wein im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg auf.
Es versteht sich, dass nach Aufhören der Zirkulation ein Volumen an Wein in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg verbleibt. Dessen Gesamtbetrag kann so niedrig wie 10 l sein. Demnach erlaubt die Verwendung des dritten Bypasses 103 die Menge an Restwein noch weiter zu reduzieren.
Durch das Filter 14 während der zweiten Stufe gefilterter Wein gelangt zu dem Tank 12 für gefiltertes Fluid, wie im Falle der zweiten Betriebsstufe des ersten Filtrationssystems.
Das erste und zweite Filtrationssystem müssen nicht zur Filtration von Wein verwendet werden; es kann eine beliebige geeignete Flüssigkeit gefiltert werden. Die Systeme können auch für die Filtration von Gasen adaptiert werden.
Es wird erkennbar sein, dass das erste und das zweite Filtrationssystem auf vielfache Art und Weise adaptiert werden können. So können die Systeme beispielsweise mehrere Filter in beliebiger Zahl verwenden. Wo mehr als zwei Filter verwendet werden, wird das Fluid bevorzugt durch zwei oder mehr, aber nicht alle Filter während der zweiten Stufe geleitet.
In den oben beschriebenen Systemen wird die Zirkulation der Flüssigkeit in der ersten Stufe von einer unteren Anordnung aufwärts durch die Filter 14, 16, 18, 20 zu einer oberen Anordnung und in der zweiten Stufe aufwärts durch das Filter 14 durchgeführt; dies muss aber nicht so sein. In der ersten und/oder in der zweiten Stufe des ersten und/oder des zweiten Filtrationssystems kann eine Flüssigkeit (oder ein Gas) abwärts durch die Filter geleitet werden.
Die oben beschriebenen Filter 14, 16, 18, 20 sind Tangentialfilter ohne bewegliche Teile. Es ist jedoch auch möglich, nach dem Prinzip der Tangentialflussfiltration arbeitende dynamische Filter zu verwenden. Derartige dynamische Filter können ein zylinderförmiges Filtermedium umfassen, welches konzentrisch mit einem Nicht-Filter-Zylinder angeordnet ist, so dass das Filtermedium eng benachbart zu dem Nicht-Filter-Zylinder angeordnet ist. Das Filtermedium und der Nicht-Filter-Zylinder rotieren relativ zueinander und das Fluid fließt zwischen dem Filtrationsmedium und dem Nicht-Filter-Zylinder. Die Filtration erfolgt tangential, quer zum Filtermedium. Andere dynamische Filter, welche nach dem Tangentialflussprinzip arbeiten können, umfassen die in den internationalen Veröffentlichungen Nr. WO95/00231, Nr. WO97/02087, Nr. WO97/13571 offenbarten.
Alternativ kann das System ein einziges Filter, in dem ein Filtermedium untergebracht ist, verwenden. Während Fluid im Kreis in dem ersten kontinuierlichen Fließweg zirkuliert, passiert das Fluid das Filter und kontaktiert die gesamte Fläche des Filtermediums. Während Fluid im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg zirkuliert, kann es auf dieselbe Weise wie im Falle des ersten Fließweges das Filter passieren oder es kann einen Teil des Filters passieren und dabei nur einen Teil des Filtermediums kontaktieren.
Alternativ können der erste und der zweite kontinuierliche Fließweg mit separaten Filtrationsmitteln verbunden sein und keine gemeinsamen Filtrationsmittel aufweisen. In diesem Fall brauchen der erste und der zweite kontinuierliche Fließweg keinen gemeinsamen Teil aufzuweisen.
Die Filtration des Fluids, welches in jedem der kontinuierlichen Fließwege im Kreis zirkuliert, muss keine tangentiale Filtration sein. Es kann eine beliebige Art von Filtration verwendet werden, wobei ein in einem Fließweg im Kreis zirkulierendes Fluid den Fließweg über Filtration verlässt.

Claims

Filtrationssystem, umfassend einen ersten kontinuierlichen Fließweg (92, 32, 14, 16, 18, 20, 34) zum Zirkulieren eines Fluids hierin im Kreis, erste Zuführmittel (10, 82, 86, 88) zum Einspeisen von Fluid in den ersten kontinuierlichen Fließweg und einen zweiten kontinuierlichen Fließweg (94, 82, 86, 98, 14, 48, 58 oder 94, 82, 86, 98, 14, 103) zum Zirkulieren eines Fluids hierin im Kreis nach der Zirkulation im Kreis in dem ersten kontinuierlichen Fließweg, wobei ein Teil (92, 32, 16, 18, 20, 34) des ersten kontinuierlichen Fließweges nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist und worin der zweite kontinuierliche Fließweg ein geringeres Volumen als der erste kontinuierliche Fließweg aufweist, wobei Fluid, welches in jedem der kontinuierlichen Fließwege im Kreis zirkuliert, gefiltert wird, so dass für jeden kontinuierlichen Fließweg das Fluid, das gefiltert wurde, den jeweiligen kontinuierlichen Fließweg über die Filtration verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Zuführmittel das Fluid in den ersten kontinuierlichen Fließweg in Abhängigkeit von dem Fluid einspeisen, welches den ersten kontinuierlichen Fließweg über die Filtration von Fluid, das in dem ersten kontinuierlichen Fließweg zirkuliert, verlässt, und dass das System auch zweite Einspeisemittel (16, 18, 20, 32) umfasst zum Einspeisen von Fluid in den zweiten kontinuierlichen Fließweg aus dem Teil des ersten kontinuierlichen Fließweges, der nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist, in Abhängigkeit von Fluid, welches den zweiten kontinuierlichen Fließweg über die Filtration des Fluids, welches in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkuliert, verlässt.
Filtrationssystem nach Anspruch 1, worin die Filtration von in dem ersten kontinuierlichen Fließweg zirkulierendem Fluid eine Tangentialfiltration umfasst und wobei die Filtration von Fluid, welches im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg zirkuliert, eine Tangentialfiltration umfasst.
Filtrationssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin die Filtration von Fluid, welches in jedem der kontinuierlichen Fließwege im Kreis zirkuliert, mit Filtrationsmitteln (14) durchgeführt wird, welche sowohl dem ersten als auch dem zweiten kontinuierlichen Fließweg zugeordnet sind.
Filtrationssystem nach Anspruch 3, worin der erste kontinuierliche Fließweg mit einem weiteren Filtrationsmittel (16, 18, 20) verbunden ist, welches Fluid, welches in dem ersten kontinuierlichen Fließweg (92, 32, 14, 16, 18, 20, 34) im Kreis zirkuliert, filtriert, so dass Fluid den ersten kontinuierlichen Fließweg über Filtration verlässt.
Filtrationssystem nach Anspruch 4, worin das System eine Mehrzahl an Filtern (14, 16, 18, 20) umfasst, wobei jedes Filter einen jeweiligen Filterfließweg (101) definiert und ein jeweiliges Filtermedium (24) aufweist, welches benachbart dem korrespondierenden Filterfließweg (101) angeordnet ist, zur Filtration von Fluid, welches durch den Filterfließweg (101) fließt, wobei die zuerst erwähnten Filtrationsmittel (14) mindestens eines, aber nicht alle der Filter und den oder jeden Filterfließweg (101) des mindestens einen Filters (14), der von jedem kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist, umfassen, und wobei die weiteren Filtrationsmittel (16, 18, 20), welche das oder jedes Filter umfassen, welches von dem mindestens einen Filter verschieden ist, und der oder jeder Filterfließweg (101) des oder jedes anderen Filters (16, 18, 20) in dem ersten, aber nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet sind.
Filtrationssystem nach Anspruch 5, worin das im ersten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkulierende Fluid parallel durch die Filterfließwege (101) fließt.
Filtrationssystem nach Anspruch 6, worin das System eine Anordnung (32) umfasst, welche mit jedem der Filter (14, 16, 18, 20) verbunden ist und welche in den ersten kontinuierlichen Fließweg (92, 32, 14, 16, 18, 20, 34) beinhaltet ist, wobei der Teil (92, 32, 16, 18, 20, 34) des ersten kontinuierlichen Fließweges, der nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist, mindestens einen Teil der Anordnung (32) umfasst.
Filtrationssystem nach Anspruch 7, worin der zweite kontinuierliche Fließweg (94, 82, 86, 98, 14, 48, 58 oder 94, 82, 86, 98, 14, 103) mindestens einen Bypass (98) umfasst, der ermöglicht, dass Fluid während der Kreisführung des Fluids in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg an dem mindestens einen Teil der Anordnung (32) vorbeifließt.
Filtrationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die ersten Mittel (10, 82, 86, 88) zum Zuführen von Fluid zu dem ersten kontinuierlichen Fließweg ein Reservoir (10) umfassen.
Filtrationssystem umfassend eine Mehrzahl an Filtern (14, 16, 18, 20), wobei jedes Filter einen zugehörigen Filterfließweg (101) definiert, welcher sich benachbart zu einem entsprechenden Filtrationsmedium (24) erstreckt, zur Tangentialfiltration von Fluid durch das Filtrationsmedium (24), welches durch den Filterfließweg (101) fließt, und eine Anordnung (32), welche mit jedem der Filter (14, 16, 18, 20) verbunden ist, wobei das System selektiv in einem ersten Zustand betreibbar ist, in welchem die Anordnung (32) und die Filterfließwege (101) einen Teil eines ersten kontinuierlichen Fließweges (92, 32, 14, 16, 18, 20, 34) bilden, in welchem das Fluid im Kreis zirkuliert und dabei parallel durch die Filterfließwege (101) fließt, und in einem zweiten Zustand betreibbar ist, in welchem Fluid in einem zweiten kontinuierlichen Fließweg (94, 82, 86, 98, 14, 48, 58 oder 94, 82, 86, 98, 14, 103) im Kreis zirkuliert, welcher ein geringeres Volumen als der erste kontinuierliche Fließweg aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite kontinuierliche Fließweg einen Filterfließweg von mindestens einem, jedoch nicht von allen Filtern umfasst, und dass Fluid in den zweiten kontinuierlichen Fließweg aus der Anordnung (32) eingespeist wird, in Abhängigkeit von Fluid, welches den zweiten kontinuierlichen Fließweg über Tangentialfiltration im zweiten Zustand verlässt.
Filtrationssystem nach Anspruch 10, worin der zweite kontinuierliche Fließweg (94, 82, 86, 98, 14, 48, 58 oder 94, 82, 86, 98, 14, 103) mindestens einen Bypass (98) umfasst, der erlaubt, dass Fluid mindestens an einem Teil der Anordnung (32) während der Zirkulation des Fluids im Kreis im zweiten kontinuierlichen Fließweg vorbeifließt.
Filtrationssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, worin die Anordnung (32) unterhalb der Filter (14, 16, 18, 20) angeordnet ist, zum Ableiten von Fluid aus dem oder jedem der Filterfließwege (101), die nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet sind, in die Anordnung (32) hinein während der Zirkulation von Fluid im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg.
Filtrationssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 12, umfassend Mittel zum selektiven Beschränken des Flusses von dem oder jedem Filterfließweg (101) des mindestens einen Filters (14).
Filtrationssystem nach Anspruch 8 oder Anspruch 11, worin das System eine weitere Anordnung (34) umfasst, welche mit jedem Filter (14, 16, 18, 20) verbunden ist und in dem ersten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist, wobei eine der Anordnungen (32) Fluid den Filtern bereit stellt und die andere der Anordnungen (34) Fluid von den Filtern während der Zirkulation des Fluids im Kreis in dem ersten kontinuierlichen Fließweg empfängt, wobei der zweite kontinuierliche Fließweg mindestens einen Bypass (103) umfasst, der erlaubt, dass Fluid mindestens an einem Teil der weiteren Anordnung (34) während der Zirkulation von Fluid im Kreis im zweiten kontinuierlichen Fließweg vorbeifließt.
Filtrationssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin das System eine Pumpe (92) umfasst, um Fluid in dem ersten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkulieren zu lassen, wobei die Pumpe (92) inaktiv ist während der Zirkulation von Fluid im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg und wobei Fluid von der Pumpe (92) in den zweiten kontinuierlichen Fließweg eingespeist wird, in Abhängigkeit von Fluid, welches den zweiten kontinuierlichen Fließweg über die Filtration des in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkulierenden Fluids verlässt.
Filtrationssystem nach Anspruch 15, worin das System eine weitere Pumpe (86) zum Pumpen von Fluid im Kreis im zweiten kontinuierlichen Fließweg umfasst.
Filtrationssystem nach Anspruch 16, worin die weitere Pumpe (86) einen geringeren Durchsatz als die erstgenannte Pumpe (92) hat.
Filtrationssystem nach Anspruch 16 oder 17, worin die weitere Pumpe (86) ein geringeres Volumen an Fluid beinhaltet als die erstgenannte Pumpe (92).
Filtrationsverfahren, umfassend die Schritte von Zirkulierenlassen von Fluid im Kreis in einem ersten kontinuierlichen Fließweg (92, 32, 14, 16, 18, 20, 34), wobei Fluid, welches im ersten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkuliert, gefiltert wird, so dass Fluid den ersten kontinuierlichen Fließweg über die Filtration verlässt, Einspeisen von Fluid in den ersten kontinuierlichen Fließweg, Zirkulierenlassen von Fluid im Kreis in einem zweiten kontinuierlichen Fließweg (94, 82, 86, 98, 14, 48, 58 oder 94, 82, 86, 98, 14, 103), welcher ein geringeres Volumen aufweist als der erste kontinuierliche Fließweg, wobei ein Teil (92, 32, 16, 18, 20, 34) des ersten kontinuierlichen Fließweges nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist, wobei Fluid, welches im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg zirkuliert wird, gefiltert wird, so dass Fluid den zweiten kontinuierlichen Fließweg über Filtration verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspeisen von Fluid zu dem ersten kontinuierlichen Fließweg aus dem Einspeisen von Fluid in Abhängigkeit von Fluid besteht, welches den ersten kontinuierlichen Fließweg über die Filtration von Fluid, welches in dem ersten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkuliert, verlässt, und dass Fluid in den zweiten kontinuierlichen Fließweg von dem Teil (92, 32, 16, 18, 20, 34) des ersten kontinuierlichen Fließweges eingespeist wird, welcher nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet ist, in Abhängigkeit von Fluid, welches den zweiten kontinuierlichen Fließweg über die Filtration von Fluid, welches im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg zirkuliert wird, verlässt.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die Filtration von Fluid, welches in dem ersten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkuliert, eine Tangentialfiltration umfasst und worin die Filtration an Fluid, welches im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg zirkuliert, eine Tangentialfiltration umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, worin die Filtration von Fluid, welches im Kreis in jedem der kontinuierlichen Fließwege zirkuliert wird, durchgeführt wird durch Filtrationsmittel (14), welche sowohl dem ersten als auch dem zweiten kontinuierlichen Fließweg zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 21, umfassend das Filtern von Fluid, welches im Kreis in dem ersten kontinuierlichen Fließweg zirkuliert wird, mit einem weiteren Filtrationsmittel (16, 18, 20), so dass das Fluid, welches durch die weiteren Filtrationsmittel filtriert wird, den ersten kontinuierlichen Fließweg über Filtration verlässt.
Verfahren nach Anspruch 22, worin die erstgenannten Filtrationsmittel mindestens ein Filter (14) umfassen und die weiteren Filtrationsmittel mindestens ein weiteres Filter (16, 18, 20) umfassen, wobei jedes der Filter (14, 16, 18, 20) einen jeweiligen Filterfließweg (101) definiert und ein jeweiliges Filtermedium (24) aufweist, welches benachbart zu dem korrespondierenden Filterfließweg (101) zur Filtration von Fluid, welches durch den jeweiligen Filterfließweg (101) fließt, angeordnet ist, wobei der oder jeder Filterfließweg (101) des erstgenannten mindestens einen Filters (14), welches in jedem kontinuierlichen Fließweg eingeschlossen ist, und der oder jeder Filterfließweg (101) des mindestens einen weiteren Filters (16, 18, 20) in dem ersten, aber nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet sind.
Filtrationsverfahren nach Anspruch 23, worin die Zirkulation von Fluid im Kreis im ersten kontinuierlichen Fließweg das Fließen von Fluid parallel durch die Filterfließwege (101) umfasst.
Filtrationsverfahren nach Anspruch 24, worin das Zirkulierenlassen von Fluid im Kreis im ersten kontinuierlichen Fließweg das Fließen von Fluid durch eine Anordnung (32) umfasst, welche mit jedem Filter (14, 16, 18, 20) verbunden ist, wobei der Teil (92, 32, 14, 16, 18, 20, 34) mindestens einen Teil der Anordnung (32) umfasst.
Filtrationsverfahren, umfassend die Schritte von: Bereitstellen einer Mehrzahl an Filtern (14, 16, 18, 20), wobei jedes Filter einen jeweiligen Filterfließweg (101) definiert, welcher sich benachbart zu einem jeweiligen Filtrationsmedium (24) erstreckt, zur Tangentialfiltration durch das Filtrationsmedium (24) von Fluid, welches durch den Filterfließweg (101) fließt, und einer Anordnung (32), die mit jedem der Filter (14, 16, 18, 20) verbunden ist; im Kreis Zirkulieren eines Fluids in einem ersten kontinuierlichen Fließweg (92, 32, 14, 16, 18, 20, 34), welcher teilweise durch die Anordnung (32) und die Filterfließwege (101) gebildet wird, wobei das Fluid parallel durch die Filterfließwege (101) fließt; und Zirkulieren von Fluid im Kreis in einem zweiten kontinuierlichen Fließweg (94, 82, 86, 98, 14, 48, 58 oder 94, 82, 86, 98, 14, 103), welcher ein geringeres Volumen als der erste kontinuierliche Fließweg aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite kontinuierliche Fließweg einen Filterfließweg (101) von mindestens einem (14), aber nicht allen Filtern beinhaltet und dass Fluid in den zweiten kontinuierlichen Fließweg aus der Anordnung (32) eingespeist wird, in Abhängigkeit von Fluid, welches den zweiten kontinuierlichen Fließweg über Tangentialfiltration durch das mindestens eine Filter (14) verlässt.
Verfahren nach Anspruch 25 oder Anspruch 26, worin Fluid aus dem oder den Filterfließwegen (101), welche nicht in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg beinhaltet sind, in die Anordnung (32) während der Zirkulation von Fluid im Kreis in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg abgezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, worin die Zirkulation im Kreis im ersten kontinuierlichen Fließweg das Pumpen von Fluid im Kreis im ersten kontinuierlichen Fließweg mit einer Pumpe (92), welche in den ersten kontinuierlichen Fließweg eingeschlossen ist, umfasst, wobei die Pumpe (92) während der Zirkulation von Fluid im Kreis im zweiten kontinuierlichen Fließweg inaktiv ist und wobei Fluid von der Pumpe (92) in den zweiten kontinuierlichen Fließweg eingespeist wird, in Abhängigkeit von Fluid, das den zweiten kontinuierlichen Fließweg über Filtration von Fluid, welches in dem zweiten kontinuierlichen Fließweg im Kreis zirkuliert, verlässt.