DE8403122U1

DE8403122U1 - Filterkörper für Anwendung zum Filtrieren und/oder chemisch-physikalischen Behandeln von flüssigen und/oder gasförmigen Medien

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Publication number: DE8403122U1
Application number: DE19848403122
Authority: DE
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Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1986-01-09

Description

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DlpL'Phye. Heinrich Seide · Patentanwalt ■ Bterstadter Höhe 15 ■ PoetfaJt SlOS · 6200 Wiesbaden 1 . φ (06121) 862022

Filterkörper für Anwendung zum Filtrieren und/oder chemisch-physikalischen Behandeln von flüssigen und/oder gasförmigen Medien

Öle Erfindung betrifft einen Filterkörper, der dureä Sindemittel formstabil ausgebildet ist und für seine Anwendung durch Entfernen des Bindemittels in eine unter im wesentlichen konstante Flächenpressung zwischen starren, vorzugsweise plattenförmigen Filterträgern, festzuhaltende Filterpackung zum Filtrieren und/oder chemisch-physikalischen Behandeln von flüssigen und/oder gasförmigen Medien Uberführbar ist.

Aus DE-OS 32 34 S60 ist eine Filtervorrichtung, insbesondere für Getränke, bekannt, bei der Filterpackungen zwischen starren Filterträgern unter praktisch konstantem Flächendruck gehalten werden. Diese Filterpackungen werden als beispielsweise kegelstumpfförmige, stabile Filterkörper zwischen die Filterträger eingesetzt. Sobald mit den Filterträgern ein gewünschter, auf die Filterkörper wirkender Flächendruck erzeugt worden ist, werden die Filterkörper durch Herauslösen der Bindemittel in körnige Filterpackungen übergeführt. Die Brauchbarkeit, die Güte und die Eigenschaften solcher Filterpackunjgen konnten aber bisher nicht in dem gewünschten Umfang und mit uer erforderlichen Reproduzierbarkeit vorher festgelegt werden.

Dlpl.-Phyi, Heinrich S«idt · Patentamvalt · Blenttdtw Höh* 18 · Pottfedt 5108 · »200 Whrindtn 1 · V (OM31) M2012

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DemgegenUber 1st es Aufgabe der Erfindung» einen verbesser· ten, in Filterpackungen überführbaren Filterkörper vorzuschlagen, der es ermöglicht, daß die aus de« Filterkörper gebildete Filterpackung vorher festlegbare und wahlbar· Filtereigenschaften, verbunden mit erhöhter ßesamt-Durchsatzleistung und entsprechend erhöhter Gesamtstandzeit sowie verbesserter Anpassungsfähigkeit während des Filtrationsbetriebes, Einstellungs-Möglichkeit auf einen gewünschten Anfangs-Oruckabfall und wesentlich verbesserte Druck-Stoß-unempfindlichkeit aufweisen. Dabei soll der neuartige Filterkörper auch für verbesserte Anwendungsweise geeignet sein.

Dies« Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Filterkörper einen aus einem oder mehreren für den Filterkörper vorgesehenen, körnigen, fasrigen oder faserhaltigen Filterhilfsmitteln und/oder einem oder mehreren Gemischen solcher Filterhilfsmittel mit Flüssigkeit aufgeschwemmten Formkörper enthält, der eine in Anschwemmverfahren unter vorherbestimmten Durchfluögeschwindigkeiten in der Größe von mindestens S hl/«* χ h unter Vermeidung von Turbulenzen in einer Gießform aus« gebildete Struktur aufweist und durch Aktivieren des dem Filterhilfsmittel bzw. den Filterhilfsmittel beim Anschwemmen zugegebenen Bindemittels unter Trocknung stabilisiert ist.

Durch die Erfindung wird ein formstabiler Filterkörper geschaffen, der sich sicher transportieren und leicht und sicher in eine Filtriervorrichtung einsetzen und in dieser in eine hochwirksame Filterpackung gewünschter Eigenschaften überführen läßt. Die aus eine« solchen Filterkörper gebildete Filterpackung zeichnet sich durch besonders hohe Filterflächen-Belastbarkeit (hl/m* χ h^Leistui und hohe Gesamt-Durchsatzleistung bei verbesserter Regenerierfähigkeit in geschlossene» Zustand und holte Anpassung-

DIpL-Phys. HeinriA Seids - Patentanwalt - Bieistadter H8he 15 · Poslfach 5105 · 6200 Wiesbaden 1 · Έ" (0 6121) 56 2022

fähigkeit während des Filtrationsbetriebes aus. Der erfindungsgeraäße Filterkörper läßt sich leicht herstellen, wobei die Herstellung keine Umweltbelastung hervorruft, da alle am Verfahren beteiligten Stoffe - sofern sie nicht in den Filterkörper eingebracht werden - im Kreislauf geführt werden können.

Das im erfindungsgemäßen Filterkörper vorgesehene Bindemittel kann bevorzugt in der Flüssigkeit der Aufschwemmung bzw. Aufschwemmungen gelöst und/oder dispergiert werden. In einer durchströmbaren Gießform kann dann ein Formkörper aus der Aufschwemmung bzw. den Aufschwemmungen gebildet und dieser Formkörper in der Gießform in den Filterkörper übergeführt werden, wobei die beim Anschwemmen im Formkörper verbleibende Flüssigkeit ausreichend Bindemittel enthält, um den Formkörper durch Trocknen und Stabilisieren in den Filterkörper überzuführen.

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Der erfindungsgemäße Filterkörper kann in einer einzigen Lage, bevorzugt jedoch mit voneinander verschiedenen Lagen unter Benutzung von sich hinsichtlich Teilchengröße und/oder Art der Filtrationshilfsmittel und/oder Zusammensetzung von Filterhilfsmittel-Gemischen ausgebildet werden. Durch diesen Lagenaufbau können Filterkörper mit vorher festgelegten, speziellen Eigenschaften vorgesehen werden. Dabei sind diese speziellen Eigenschaften reproduzierbar durch Wahl der jeweiligen Filterhilfsmittel und/oder der Wahl der Herstellungsbedingungen einzustellen. Eine solche Herstellungsbedingung ist beispielsweise die beim Anschwemmvorgang benutzte Durchflußgeschwindigkeit, mit deren Wahl die Eigenschaften des Filterkörpers und schließlich die Eigenschaften der aus dem Filterkörper gebildeten Filterpackung in erheblichem Maße beeinflußt werden können. Besonders vorteilhafte Eigenschaften weisen Filterkörper gemäß der Erfindung auf, bei denen das Anschwemmen unter Durchflußgeschwindigkeiten bis zu

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WpU-FhW, Heinrich Stills · Patentanwalt · Biertfadier Höhe 15 · PostfaA 5105

(06121) 562022

500 hl/m² χ h und mehr angewandt worden sind, wobei jedoch Turbulenzen im Anschwemmvorgang auf jeden Fall zu vermeiden sind. Bevorzugte Durchflußgeschwindigkeiten für den Schwemmvorgang können zwischen 100 und 300 hl/m* χ h liegen.

Der stabilisierte, getrocknete Filterkörper kann an der Filtrataustritt-Seite, vorzugsweise zusätzlich auch an der Unfiltrateintritt-Seite mit einer Lage versehen sein, die flüssigkeits- und gasdurchlässig, jedoch für Filterhilfsmittel-Teilchen undurchlässig und gegenüber dem Filtra beständig ist. Solche für Filterhilfsmittel-Teilchen undurchlässige Schichten lassen sich beispielsweise durch Oberflächenversiegelung des Filterkörpers mit geeigneten Kunststoffen, beispielsweise Kunststoff auf Melaninharz-Basis, erzeugen. Schließlich kann der formstabile, getrocknete Filterkörper zumindest an seinen Rändern mit einer Einfassung oder Sicherung gegen Abbröckeln oder Beschädigung versehen sein. Bevorzugt wird man den Filterkörper mit einer porösen Hülle, vorzugsweise aus Gewebe, rundum fest ummanteln, um so optimalen Schutz an den Rändern und auf den gesamten Oberflächen zu erhalten.

Die erfindungsgemäßen Filterkörper lassen sich mit jeglichen gewünschten Eigenschaften abstimmen. Insbesondere kann sich der erfindungsgemäße Filterkörper dadurch kennzeichnen, daß eine Mehrzahl von unterschiedliche Filtrationseigenschaften aufweisenden, aufeinanderfolgenden Lagen vorgesehen ist, die aus Filterhilfsmitteln unterschiedlicher Körnung und/oder unterschiedlicher Faserung und/oder unterschiedlicher Art und/oder unterschiedlicher Mischung und/oder unterschiedlicher Mischungsverhältnisse aufgebaut sind, wobei die benachbarten Lagen feste gegenseitige Flächenbindung aufweisen. Wird ein solcher erfindungsgemäßer Filterkörper in eine Filterpackung Uberge-

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DipL-Phys. HetadA Selds . Patentanwalt · Bierstadter Höhe 15 - Postfach 5105 · 6200 Wieebaden 1 · ¹S" (0 6121) 562022

führt und unter Aufrechterhaltung einer praktisch konstanten, vorher festgelegten Flächenpressung zum Filtrieren von flüssigen und/oder gasförmigen Medien benutzt, so kann eine mehrstufige Filtration in einer einzigen Filterpackung ausgeführt werden. Es net sich dabei überraschend gezeigt, daß sowohl bei der überführung des formstabilen Filterkörpers in den Zustand der Filterpackung als auch beim Rückspulen und Regenerieren solcher Filterpackungen die örtliche Anordnung der Filterhilfsmittel unterschiedlicher Körnung oder sonstiger unterschiedlicher Eigenschaften nicht verlorengeht, sondern praktisch vollständig aufrecht erhalten werden kann. Es lassen sich dadurch erfindungsgemäße Filterkörper auch in erweiterten Behandlungsverfahren für flüssige und gasförmige Medien einsetzen, beispielsweise bei Entfärbungsbehandlung, Desodorierurvgsbehandlung., Enzymatisierungsbehandlung, Fermentationsbehandlung und anderen mehr und auch bei Kombination solcher Behandlungen untereinander und in Verbindung solcher Behandlung mit Feinfiltration.

Der Filterkörper und dementsprechend auch die daraus gebildete Filterpackung kann Lagen aufweisen, die überwiegend oder ausschließlich aus körnigen Filterhilfsmitteln gebildet sind. Ebenso kann der erfindungsgemäße Filterkörper und dementsprechend die daraus gebildete Filterpackung auch solche Lagen aufweisen, die überwiegend oder ausschließlich aus fasrigen Filterhilfsmitteln organischer oder anorganischer Art gebildet sind.

Die große Bandbreite der möglichen Filterhilfsmittel-Mischungen ermöglicht es, für jedes Produkt und für jede Filtrationsaufgabe einen entsprechenden Filterkörper vorher in seinem Aufbau festzulegen und dementsprechend aus diesem Filterkörper eine optimal geeignete Filterpackung zu bilden.

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DipL-Phye. Heinrich Seide . Patentanwalt · Bierstadter Höhe 15. Poetfadi 5105· 6200 Wiesbaden 1 ·® (06121) 562022

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In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Filterkörper beispielsweise derart aufgebaut sein, daß - in Filtrationsrichtung gesehen - aufeinanderfolgende Lagen aus von Lage zu Lage feiner filtrierenden Filterhilfsmitteln bestehen. Mit einer aus einem solchen Filterkörper gebildeten Filterpackung kann eine sehr feine Filtration bis hin zur sicher entkeimenden Filterwirkung erzielt werden, wobei außer dem gesicherten Hltrationsergebnis auch ein relativ großes Trübstoff-Aufnahmevolumen sichergestellt ist.

Die Lagen des Filterkörpers können Filterhilfsmittel jeglicher Art enthalten, beispielsweise Kieselguren, Perlite, Betonite, Kieselgele, Bleicherde, Aktivkohle, Zellulosen, Linters aus Baumwolle oder sonstigen geeigneten Fasermaterialien, Aluminiumsilikate, Polyvinylpolypyrrolidon und weitere Kunststoffe. Durch Mitverwendung oder puren Einsatz weiterer, zum Beispiel adsorbierender Mittel oder absorbierender Mittel können auch Entfärbungen und/oder Desodorierungen als Neben- oder Haupteffekte erreicht werden. Die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Filterkörper bzw. der aus ihnen zu bildenden Fiiterpackungefi sind so umfassend, daß damit auch enzymatisch^ und/oder fermentative Prozesse durchführbar sind.

Mit einem entsprechend aufgebauten erfindungsgemäßen Filter körper bzw. einer aus ihm gebildeten Filterpackung ist auch jede Art von Gasfiltration realisierbar.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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DipL-Phy«,	S	Htlttfkh Seid* · PatenUnwtl	1	t · BleMUdl« MOh« 15 · Poitfati «ΙΟβ .'UOO WlttUikn 1 · <f (O41Jl) M 2022 - 11 -	10	in den Figuren 1 bis 4 erkennbar. Dieser
		Fig.		einen erfindungsgemäßen Filterkörper	ist aus Filterhilfsmitteln aufgebaut und
			2	in perspektivischer Darstellung;	i?at in den dargestellten Beispielen Kegel stumpf-Form.
		Fig.		einen vergrößerten scheutet!sehen Teilschritt
				entsprechend der Linie 3-3 der figur 1 an
10			einem Filterkörper mit Lagen aus fasrigen
		3	Filterhilfsmitteln;
	Fig.		einen vergrößerten schematischen Teilschnit
			entsprechend der Linie 3-3 der Figur 1 an
			einem Filterkörper mit Lagen aus körnigen
15		4	Filterhilfsmitteln;
	Fig.		einen vergrößerten schematischen Teilschnit
			entprechend der Linie 3-3 der Figur 1 an
			einem Filterkörper mit Lagen aus Gemischen
		S	von fasrigen und körnigen Filterhilfsmittel
20	Fig.		ein Verfahrensschema für die Herstellung
		6	erfindungsgemäßer Filterkörper;
	Fig.		eine zeitliche Aufzeichnung des Druckab
			falles und der Leistung an einer aus einem
			erfindungsgemäßen Filterkörper gebildeten
25			Filterpackung mit zwischenzeitlicher Reini
	gung und Regenerierung.
Beispiele für	^% den Aufbau eines erfindungsgemäßen Filter-
körpers 10 sind
Filterkörper

DipL-Phy·. Heinrich Seid· · Patentanwalt ■ Blerctadtcr Höhe IS Po«tfach SlOS -6100 Wittbadm 1

(04121) 862032

Der Filterkörper 10 ist ringsum von einer porösen Hülle umgeben. Diese poröse Hülle 31 besteht in den dargestellten Beispielen aus Gewebe, wie es bisher für die Verwendung als Filtertuch bekannt ist, und hat einen nach außen über den äußeren Umfangsrand des Filterkörpers 10 zu legenden Schließrand 32, der mit einem Klettenverschluß oder in anderer geeigneter Weise auf dem auf der Außenseite des Filterkörpers 10 liegenden Hüllenteil zu befestigen ist. Diese poröse Hülle 31 wird nach dem Stabilisieren und Trocknen sowie evtl. OberfUchenversiegeln des Filterkörpers 10 auf diesem angebracht.

In den Beispielen der Figuren 2 bis 4 weist der Filterkörper 10 eine Hehrzahl von Lagen auf. Im Beispiel der Figur 2 sind neun Lagen a bis i im Filterkörper 10 vorgesehen, die aus fasrigen Filterhilfsmitteln aufgebaut sind. Die Lagen a bis g sind - in der durch den Pfeil 33 angedeuteten Filtrationsfließrichtung - aufeinanderfolgend feiner ausgebildet, ausgehend von einer im wesentlichen als Verteiler für das Urtfiltrat wirkenden, sehr groben Lage a bis hin zu einer scharf und entkeimend filtrierenden sehr feinen Lage g. Auf die sehr feine Lage g folgt - in Filtrationsfließrichtung 33 gesehen - eine mittelgrobe Lage h, die beispielsweise der Lage b oder c entsprechen kann. Auf diese mittelgrobe Lage h folgt eine sehr grobe Lage i, die als Sammler für das Filtrat an der Filtrataustritt-Seite der aus de« Filterkörper 10 gebildeten Filterpackung fungiert. Die mittelgrobe Lage h fungiert dabei im wesentlichen als Trennung zwischen der sehr groben Lage i und sehr feinen Lage g.

Im Beispiel der Figur 3 ist ein analoger Aufbau von

Lagen i bis r aus körnigen Filterhilfsaitteln vorgesehen. Für diesen Aufbau gelten sinngemäß die gleichen Gesichtspunkte wie sie oben in Verbindung mit dem Beispiel nach

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CMpl.-Phyt. Heinrich S«i<b · PatenUnwnlt · BUmUcKm Höh« 15 · Poitfah MOS · »200 WtettMuta i . β» (O»l 21) 862022

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Figur 2 erläutert sind. Im Unterschied zum Beispiel nach Figur 2 folgt in Filtrationsfließrichtung 33 auf die sehr feine Lage ο eine mittelfeine Lage p, die beispielsweise der Lage in entsprechen könnte. Auf diese mittelfeine Lage q folgt - in Filtrationsflieörichtung gesehen eine mittelgrobe Lage q, beispielsweise ähnlieh der Lag* 1 oder der Lage k. Hierauf folgt dann - in Filtrationsfließrichtung 33 gesehen - die sehr grobe Lage r, die beispielsweise der Lage j entsprechen kann.

im Beispiel der Figur 4 sind die Lagen s bis.ζ aus Gemischen von körnigen und fasrigen Filterhilfsmittel aufgebaut. Im übrigen gelten die gleichen Gesichtspunkte wie sie in Verbindung mit dem Beispiel nach Figur 2 oben erläutert worden sind. Allerdings folgt im Beispiel der Figur 4 auf die sehr feine Lage χ - in Filtrationsfließrichtung 33 gesehen - noch eine ganz besonders feine Lage x', die beispielsweise für hochwirksame Entkeimungsfiltration geeignet sein kann.

Die in den Figuren Z bis 4 gezeigten Beispiels sollen nur prinzipielle Möglichkeiten wiedergeben. Beispielsweise könnte auch gemischter Aufbau mit Lagen aus rein körnigem Filterhilfsmittel» Lagen aus rein fasrigem Filterhilfsmittel und Lagen aus Gemischen von fasrigen und körnigen Filterhilfsmitteln vorgesehen werden» beispielsweise ein Lagenaufbau - in Filtrationsfließrichtung 33 gesehen von: j, k, c, d, w, x, x', y, r oder dergleichen.

Figur 5 zeigt ein Verfahrensschema für die Herstellung von Filterkörpern nach Figur 1 bis 4. In dieses Verfahrens schema sind Materialzuteiler 11a, Itb, 1Ie,.,11g für verschiedene Filterhilfsmittel bzw» Genisch von Filter« hilfsmittelη vorgesehen, jeder dieser Baterialzuteiier 11a, Itb, lic* 11g ist über eine gesteuert zu betätigende

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Kolbenpumpe 12a, 12b, 12c...12g an eine gemeinsame Material Sammelleitung 13 angeschlossen, an deren Anfang über elfte mit ihrer Förderleistung steuerbare Kreisel pump· 14 tin «.»·· Tank IS für Aufschwemmflüssigkeit angeschlossen 1st.

Die Material-Sammelleitung 13 führt zu einer Nischvorrichtung, beispielsweise Mischlaterne 16, von der eine Zuführungsleitung 17 für die gebildete Aufschwemmung zu der Gießform 18 führt. Die Gießform 18 ist im dargestellten Beispiel konisch ausgebildet und htt in ihrer Konusspitze einen Einladraum 19 für die Aufschwemmung. Von dort erstreckt sich ein Formhohlrau» 22 unter (ten Gießformdeckel 21, in welchem der Formkörper 20 gebildet wird. Der Formhohlraum 22 ist nach unten mit einer Anschwemmplatte 23 begrenzt, an deren Rand ein Ring-Sammelkanal angeordnet ist. An diesen Ring-Sammelkanal 24 ist eine Flüssigkeits-Abflußleitung 25 angeschlossen» die in den Tank 15 für die Anschwemmflüssigkeit zurückführt.

Die Materialzuteiler 11a, 11b, 11c...Mg sind ebenfalls in Art von Tanks ausgebildet, in denen verschiedene Filterhilfsmittel oder Filterhilfsmittel-Seeische enthalten sind. Diese Filterhilfsmittel können dort irocken oder bevorzugt auch in pastöser Form, vorgemischt mit Anschwemmflüssigkeit, gelagert sein. Der Anschwemmflüssigkeit ist bereits eine vorher bestimmte Menge von Bindemitte beigemischt. Wenn das Bindemittel in der Anschwemmflüssigkeit gelöst ist, ist ein nachträgliches lugeben von Bindemittel zur Anschwemmflüssigkeit nicht erforderlich. Lediglich ist von Zeit zu Zeit der Vorrat an Anschwewtflössigkeit mit darin gelöstem Bindemittel zu ergänzen, da der in der Gießform 18 gebildete Formkörper bestimmte Mengen an in Anschwemraflössigkeit enthaltendem Bindeaittel bei» Herausnehmen aus der Gießform 18 mitnimat.

Im Betrieb wird der Kreislauf der Anschwemmflüssigkeit »it tels der Kreiselpumpe 14 durch die Gießform 18 mit der

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EHpL-Phy«. Heinrich SeMs · Patentanwalt · Bientadter Höhe 15 -PoetfaA 5105 · 6200 Wiesbaden 1 ·

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gewünschten Durchflußgeschwindigkeit aufrechterhalten. Dabei wird aus einem oder mehreren der Materialzuteiler 11a, 11b, 11c..11g durch Betätigung der jeweiligen Kolbenpumpe 12a, 12b, 12c...12g Material in gewünschter Menge in die Material-Sammelleitung 13 und damit in die in Kreislauf geführte Anschwemmflüssigkeit eingeführt. In der Mischlaterne 16 erfolgt dann ein intensives Vermischen, so daß in der Zuführungsleitung 17 eine gut vermischte Aufschwemmung von Filterhilfsmittel vorliegt. Diese Aufschwemmung wird im Formhohlraum 22 verteilt, wobei die in der Aufschwemmung enthaltenen Filterhilfsmittel an die Anschwemmplatte 23 bzw. eine bereits auf der Anschwemmplatte 23 gebildete Lage von Filterhilfsmittel angeschwemmt wird. Die praktisch von Filterhilfsmittel freie Aufschwemmflüssigkeit gelangt dann durch den Sammelringkanal 24 zur Rückleitung 25 und von dort zum Tank 15. Ist das Bindemittel in der Aufschwemmflüssigkeit nicht gelöst sondern dispergiert, so kann es bei dem in der Gießform stattfindenden Anschwemmvorgang auch zu einem Zurückhalten von Bindemittel in den angeschwemmten Lagen kommen. Man wird in diesem Fall entweder Bindemittel in vorher festgelegter Menge ständig in den Tank 15 nachfüllen oder einen zusätzlichen Materialzuteiler für Bindemittel an die Materialsammelleitung 13 anschließen.

Für den Aufbau von Formkörpern bzw. Filterkörpern mit mehreren unterschiedlichen Lagen kann man bei einer Anlage nach Figur S in aufeinanderfolgenden Zeiträumen aus verschiedenen Materialzuteilern 11a, 11b. 11c...11g mit den jeweiligen Kolbenpumpen 12a, 12b, 12c...12g unterschiedlicher Filterhilfsmittel in verschiedenen Zeitabschnitten in die Materialsammelleitung 13 einführen.

Wenn in der oben beschriebenen Weise ein einlagiger oder mehrlagiger Formkörper 20 im Formhohl räum 22 der Gießform

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18 aufgebaut worden ist, ist dar Deckel 21 von der Gießform 18 abzunehmen und der gebildete Formkörper 20 herauszunehmen und in einem Trockenofen unter Wärmeeinwirkung zu trocknen und zu stabilisieren. Falls es erforderlich ist, den Formkörper 20 vorzufestigen, um ihn die zum Herausnehmen aus der Gießform 18 notwendige Festigkeit zu geben, kann dies mittels Durchblasen von Druckluft geschehen. Das Herausnehmen des Formkörpers 20 aus der Gießform 18 kann mit geeigneten Mitteln erfolgen, die beispielsweise am Formdeckel 21 oder auch gesondert vorgesehen sein können. Als Beispiel für das Betriebsverhalten von aus Filterkörpern nach den Figuren 1 bis 4 gebildeten Filterpackungen ist in Figur 6 eine zeitliche Aufzeichnung des Druckabfalles und der Leistung an einer aus einem solchen

Filterkörper gebildeten Filterpackung mit zwischen

zeitlicher Reinigung und Regenerierung wiedergegeben.

Nach dem Einsetzen der Filterkörper 10 zwischen Filterträgern und Schließen des Kessels eines Filtergerätes hat vor Beginn des Filtrationsvorganges die Aktivierung der Filterkörper 10 zu erfolgen. Hierzu wird der Kessel mit Wasser, vorzugsweise heißem Wasser oder Naßdampf-Wassergeniisch, gefüllt und durchgespült. Gleichzeitig wird der Filterkörper zwischen den Filterträgern unter einem vorher festgelegten konstanten Druck gehalten. Während dieses

Aktivierungsvorganges wird das Bindemittel aus dem

Filterkörper 10 gelöst. Dazu ist es zweckmäßig, Flüssigkeit, beispielsweise Heißwasser, durch die Filterkörper 10 zu pressen. Dies kann wahlweise in Filtrationsfließrichtung oder entgegen Filtrationsfließrichtung erfolgen. Unter diesem Aktivierungsvorgang werden die Filterkörper 10 in Filterpackungen übergeführt. Hierbei kann ein Zusammendrücken des Paketes von Filterträgern und Filterkörpern 10 um ein gewisses Maß eintreten. Jedoch

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DipL-Phys. Heinrich Selds · Patentanwalt · Eleretadter Höhe IS.Postfath 5105-6200 Wiesbaden 1 ."g» (0612}) 562022

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wird bei diesem Zusammendrücken die Anordnung und der Zusammenhalt der Lagen a bis i bzw. j bis r bzw. s bis ζ des Filterkörpers voll aufrecht erhalten.

Wie Figur 6 zeigt, baut sich im Filtrationsbetrieb unter

Aufrechterhaltung konstanter Filterleistung von Beispielsweise etwa 10 hl/m² χ h ein zeitlich zunehmender Druckabfall an den Filterpackungen auf, beispielsweise von 1,0 bar bis 2,3 bar. Dieser Druckabfall wird im Filtrationsbetrieb ebenso wie die Filtrationsleistung überwacht. Wenn beim Erreichen des jeweils zugelassenen maximalen Druckabfalles von beispielsweise 2,3 bar die Filtrationsleistung abzufallen beginnt, wird der Filtrationsvorgang unterbrochen. Die Filterpackungen werden dann unter Beibehaltung des Anpreßdrucfces der Filterträger mit Spülflüssigkeit zurückgespült und neu sterilisiert. Der Filtratiorisvorgang wird dann wieder eingeleitet, wobei dann wieder unter Aufrechterhaltung konstanter Filtrationsleistung ein Aufbau des Druckabfalls an den Filterpackungen im Verlauf der Filtrationszeit eintritt. Nach mehrmaligen Filtrationsabläufen und zwischenzeitigem Rückspülen wird im allgemeinen die Wirksamkeit des Rückspulens geringer, was sich durch schnelleren Aufbau des Druckabfalles, d.h. Verkürzung der Filtrationsperioden zwischen dem Rückspülen äußert. Es kann dann ein Regenerieren der Filterpackungen vorgenommen werden. Auch bei diesem Regenerieren verbleiben die Filterpackungen zwischen den Filterträgern und es wird auch Kraft an der Zugstange und damit der Anpreßdruck aufrechterhalten oder auf einen für das Regenerieren der Filterpackungen geeigneten Wert eingestellt. Das Regenerieren erfolgt in Art eines Rückspulens, jedoch nicht mit Filtrat sondern mit flüssigen, zugelassenen chemischen Regeneriermitteln, die dazu geeignet sind, auch organische

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EHpI.-Phya. HeJnrith Seids · Patentanwalt · Bierstadter Höhe 15 - PostfaA SIOS · 6200 Wtobadenl · 9 (0612t) 5*2022

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Rückstände (Trübestoffe), insbesondere Eiweiße und PoIyphsnole aus den Filterpackungen zu lösen. Ferner wird durch diese Regeneriermittel eine intensive Reinigung der porösen Hülle und der Filterhilfsmittel in der Filterpackun< selbst vorgenommen. Daran ist eine Nachbehandlung mit einer Säurelösung anzuschließen, mit der auch anorganische Verunreinigungen beseitigt werden.

Will man sich die ständige überwachung des Druckabfalles an den Filterpackungen ersparen, so ist es ai?ch durchaus möglich, die Rückspülvorgänge und Regeneriervorgänge in Zeitabständen vorzunehmen, die anhand von Erfahrungswerten vorher festzulegen sind.

Die Rückspülvorgänge und Regeneriervorgänge lassen sich an den aus den Filterkörpern 10 gebildeten und unter ständigem Anpreßdruck gehaltenen Filterpackungen dadurch noch weitgehend verbessern, daß man bei Abschluß eines Filtrationsvorganges bzw. Spülvorganges, Reinigungsvorganges bzw. Regeneriervorganges das Filtrat bzw. <jie Spül-, Reinigungs- bzw. Regeneriermittel auf ein vernachlässigbares Minimum austreibt. Hierzu kann man den Anpreßdruck an den Filterpackungen auf einen stark erhöhte« Wert hochfahren, ohne die Filterpackung zu schädigen, auch wenn es sich um eine mehrlagige Filterpackung handelt. Die auf diese Weise stark zusammengepreßten Filterpackungen geben dann schon den wesentlichen Teil des bei Beendigung des Filtrationsvorganges zurückgehaltenen Filtrates bzw. der zurückgehaltenen SpQl-, Reinigungs- bzw. Regeneriermittel ab. Letzte Reste bis auf ein vernachlässigbares Minimum lassen sich dann noch dadurch beseitigen, daß die Filterpackung^ mit einem inerten Gas durchblasen werden. Diese Arbeitsweise empfiehlt sieh,

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wenn besonders hochwertige Produkte zu filtrieren sind, beispielsweise bei der Herstellung von Weinbrand u.dgl.. Außerdem empfiehlt sich diese Arbeltsweise, wenn eines oder mehrere beim Rückspulen, Regenerieren, Auswaschen, S Stturenachbehandlung und Sterilisieren benutzten Mittel 2ur Vermeidung von Umweltbelastung möglichst vollständig Aufgefangen werden soll bzw. sollen.

1st die Filterpackung nach mehrmaligem Regenerieren und oftmaligem Rückspulen verbraucht, so wird das aus den Filterträgern und den Filterpackungen gebildete Filterpaket auseinandergenommen und mit neuen Filterkörpern 10 bestückt, die dann in der oben beschriebenen Weise vor dem ersten Filtrationsvfrrgang aktiviert und in Filterpackungen übergeführt werden. Die Feststellung, ob die Filterpackungen verbraucht und auszuwechseln sind, wird entweder aufgrund des ständig überwachten Druckabfalles vorgenommen oder aufgrund von Erfahrungswerten anhand der Betriebsdauer bzw. der Anzahl der vorgenommenen Rückspülvorgänge und Regeneriervorgänge getroffen. Vor dem Herausnehmen des Filterpakets aus dem Filtergerät wird noch ein Regeneriervorgang an den Filterpackungen vorgenommen.

Die verbrauchten Filterpackungen haben trotz der Entfernung der Bindemittel noch ausreichend festen inneren zusammenhalt, daß jede Filterpackung nach Trocknen *us ihrer porösen Hülle 31 herausgenommen werden kann* Die poröse Hölle wird dann naen entsprechender Reinigung zur Bildung eines neuen Filterkörpers 10 benutzt, während die verbrauchte, noch in Art eines relativ festen Körpers zusammenhaltende Filterpackung mehr oder weniger zer-

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kleinert nach Sterilisieren als Filterhilfsmittel in Anschwemm-Filtrationsverfahren, insbesondere für Vorfiltrationszwecke benutzbar ist.

Die im oben erläuterten Beispiel angeführte konische Form des Filterkörpers 10 ist nur als Beispiel genannt. In entsprechender Weise lassen sich putzkörper jeglicher gewünschter Form, beispielsweise In Form quadratischer oder kreisrunder Platten gewünschter Abmessungen herstellen.

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Bezugszeichenliste

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10	Filterkörper
11a bis
ng	Materialzuteiler
12a bis
12g	Kolbenpumpe
13	Mater!al-Sammelleitung
14	Kreiselpumpe
15	Tank
16	Mischlaterne
17	Zuführungsleitung
18	Gießform
19	Einlaßraum
20	Formkörper
21	Gießformdeckel
22	Formhohl raum
23	Anschwemmplatte
24	Ring-Sammelkanal
25	Flussigkeits-Abflußleitung
3t	poröse Hülle
32	Schließrand
33	Pfeil (Filtrationsrichtung)
a bis ζ	Lagen von 20

Claims

PATENTANWALT DIPL-PHYS. HEINRICH SEIDS 6200 Wiesbaden 1 · Bierstadter Höhe 15 . Postfach 5105 . Telefon (06121) 562022 Postgiro-Konto FrankfurUMain 2810 08-602 · Bank: Deutsche Bank 306571 - Nass. Sparkasse 120040 995 Wiesbaden, den ai. November 1985 Sch 263A VMR: 107565 S/ha Helmut Schafft Kellerwerg 23 D-7074 Mösglingen Filterkörper für Anwendung zum Filtrieren und/oder chemisch-physikalischen Behandeln von flüssigen und/oder gasförmigen Medien Schutzansprüche

1) Filterkörper, der durch Bindemittel formstabil ausgebildet ist und für seine Anwendung durch Entfernen des Bindemittels in eine unter im wesentlichen konstante Flächenpressung zwischen starren, vorzugsweise plattenförmigen Filterträgern festzuhaltende Filterpackungen zum Filtrieren und/oder chemisch-physikalischen Behandeln von flüssigen und/oder gasförmigen Medien überführbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Filterkörper (10) einen aus einem oder mehreren für den Filterkörper (10) vorgesehenen, körnigen, fasrigen oder faserhaltigen Filterhilfsmitteln und/oder einem oder mehreren Gemischen solcher Filterhilfsmittel mit Flüssigkeit aufgeschwemmten Formkörpern

(20) enthält, der eine im Anschwemmverfahren unter vorherbestimmten Durchflußgeschwindigkeit in der Größe von mindestens 5 hl/m* χ h unter Vermeidung von Turbulenzen in einer Gießform ausgebildete Struktur

DipL-Phy«. Hcistidi Seid« · Patentanwalt · Bietctadter Höhe 15 · PoetfaA 5109 · «200 Wfetbadea 1. β? (061 ») W2922

aufweist und durch Aktivieren des den Filterhilfsmittel bzw. den Filterhilfsmittel beim Anschwemmen zugegebenen Bindemittels unter Trocknung stabilisiert ist.

2) Filterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da das im Formkörper (20) verteilte Bindemittel ein adhäsiver Stoff ist, der beispielsweise aus Glucose, Dextrinen, Gelatine, bestimmten Salzen,, Silikaten u.dgl. und/oder r-emischen solcher Stoffe besteht.

3) Filterkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (20) mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Lagen (a bis i; j bis r; s bis z) aufgebaut ist, die durch zeitlich aufeinander folgendes Anschwemmen von sich hinsichtlich ihrer Filtrationseigenschaften, Teilchengröße und/oder Art voneinander unterscheidenden Filterhilfsmitteln und/oder Zusammensetzungen von Filterhilfsmittel-Gemischen gebildet sind.

4) Filterkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da der Formkörper (20) eine Mehrzahl von unterschiedliche Filtrationseigenschaften aufweisenden, aufeinanderfolgenden Lagen (a bis i; j bis r; s bis z) enthält, die aus Filterhilfsmitteln unterschiedlicher Körnung und/oder unterschiedlicher Faserung und/oder unterschiedlicher Art und/oder unterschiedlicher Mischung und/oder unterschiedlicher Mischungsverhältnisse aufgebaut sind, wobei die benachbarte Lagen U bis i; j bis r; s bis z) feste, gegenseitige FUchenbindung aufweisen.

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5) Filterkörper nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Lagen (j bis r) des Formkörpers (20) Überwiegend oder ausschließlich aus körnigen Filterhilfsmitteln gebildet sind.

6) Filterkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Lagen (a bis 1) des Formkörpers (20) überwiegend oder ausschließlich aus fasrlgen Filterhilfsmittel organischer und/oder anorganischer Art gebildet sind.

7) Filterkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet» daß der formkörper (20) mindestens eine Lage enthält, die aus adsorbierenden oder absorbierenden Mitteln, wie Bentonlt, Bleicherde, Kieselgel, Polyvinylpolypyrrolidon, Aktivkohle oder ähnlichen besteht oder solche adsorbierende bzw. absorbierende Mittel enthält.

8) Filterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet* daß der Formkörper (20) sich hinsichtlich ihrer Filtrationseigenschaften voneinander unterscheidende Lagen aufweist, deren Struktur beim zeitlich aufeinanderfolgenden Anschwemmen der Filterhilfsmittel bzw. Filterhilfsmittel-Gemische unter Anwendung unterschiedlicher Durchflußgeschwindigkeiten gebildet ist.

9) Filterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur des Formkörpers (20) bzw. der Lagen (a bis i; j bis r; s bis z) von Filterhilfsmittel bzw. Filterhilfsmittel-Gemischen unter Anwendung von Durchflußgeschwindigkeiten bis 500 hl/m² χ h und mehr, vorzugsweise bei Durchflußgeschwindigkeiten zwischen IQO und 300 hl/m² χ ti ausge-

CHpl.-Phy*. Heinrich Seid· · Patentanwalt · BIf rtUdtff Höhe IS · Postfadt SlOS · 6200 Wiesbaden 1 · φ (0 6121) 56 20 22

bildet ist.

10) Filterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (20) oder eine oder mehrere seiner Lagen (a bis i; j bis r; s bis z) für

S enzymatische und/oder fermentative Behandlung des

zu filtrierenden Mediums geeignete Mittel enthält bzw. enthalten.

11) Filterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der stabilisierte, getrocknete Formkörper (20) an der Filtrataustritts-Seite, vorzugsweise zusätzlich auch an der Unfiltrat-Eintrittsseite eine Lage trägt, die fiüssigkeits- und gasdurchlässig, jedoch für Filterhilfsmittel-Teilchen undurchlässig und gegenüber dem Filtrat beständig ist.

12) Filterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der forastabile Formkörper (20) zumindest an seinen Rändern mit einer Einfassung und Sicherung versehen, vorzugsweise jedoch in seiher Gesamtheit mit einer porösen Hülle (31), bevorzugt aus Gewebe, rundum fest ummantelt ist.