DE8700793U1 - Filter für Flüssigkeiten, insbesondere zur Verwendung in der Getränke-Industrie - Google Patents

Filter für Flüssigkeiten, insbesondere zur Verwendung in der Getränke-Industrie

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Description

filter für Flüssigkeiten*insbesondere zur Verwendung in der Getränke-Industrie
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Filtergerät für die Tangentialflußfiltration (TFF) von trubstoffreichen Flüssigkeiten insbesondere für die klärende oder entkeimende Filtration von Wein oder anderen Produkten der Getränkeindustrie, mit einem von der zu filtrierenden Flüssigkeiten durchströmten Filterkessel, in welehern aus porösen Grundkörpern gebildete, eine Membranoberfläche aufweisende Filterelemente angeordnet sind, derart, daß bei tangential er Anströmung der Membranoberflache ein Teil des Flüssigkeitsstromes durch die Membran hindurch tritt und als Fi!trat aus dem Filterelement austritt, wobei das FiItrat getrennt vom Unfiltrat aus dem Filterkessel abgeleitet wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein Filterelement für
ein derartiges Filtergerät sowie ein Verfahren zum Her- ■'
stellen eines solchen Filterelements aus Keramik. k
Ein Filtergerät der gattungsgemäßen Art besitzt stabför- |
mi ge, parallel zueinander im Filterkessel angeordnete f-,
Filterelemente aus Keramik mit hochporöser Struktur. |" Die Filterelemente besitzen jeweils eine Mehrzahl achs- fe paralleler feiner Strömungskanäle, deren Wände die Membran- | oberfläche bilden. Durch die Membranoberfläche in den j Grundkörper der Filterelemente eintretende Flüssigkeit f v/ird infolge der porösen Struktur des Grundkörpers geklärt ] und verläßt das Filterelement als FiItrat, welches sich ; im Filterkessel ansammelt und von dort abgeleitet wird.
Durch die feinen Strömungskanäle gelangt das Unfiltrat
mit Trubstoffen angereichert, über einen Umleitraum ; des Filterkessels, in welchen alle Filterelemente münden, ; wieder in den Flüssigkeitskreislauf, welcher zur Alimentation mit einem Behälter für die frische Trübe verbund- ] bar ist.
Die bekannten Filterelemente bestehen aus Aluminiumoxid
in der Form co-Al^O-, Der Grundkörperquerschnitt ist
hinsichtlich seiner Porengröße asymmetrisch ausgebildet;
während der mittlere Porendurchmesser im Bereich der
Wände der Steuerungskanäle je nach Feinheit der Filtration bis zu 5 pm beträgt, steigt sein 'Wert bis zur Oberfläche des Grundkörpers auf etwa 15 bis 20 &mgr;&pgr;&igr; an. Die Kanäle selbst besitzen einen Durchmeser von 4 oder 6 mm, wobei in einem Filterelement insgesamt 19 Kanäle vorhanden sind. Das bekannte Filtergerät ist beschrieben in Prorpekten der Firma Schenk Filterbau GmbH, Schwäbisch Gmünd. Filtergeräte dieser Art arbeiten ohne Filterhilfsmittel, die in der Anlage befindliche Flüssigkeitsmenge ist gering; die Feinheit der Filtration läßt sich mit abnehmender Porengröße steigern bis zum praktisch keimfreien FiItrat, wobei die Filtration ausgehend von der Trübe in einem einzigen Schritt erfolgt.
Durch die Anwendung der Tangentialflußfiltration wird es möglich, die Membran entsprechend einem gewünschten Feinheitsgrad auszuwählen und diese der trubstoffreichen Flüssigkeit auszusetzen, ohne daß die Gefahr einer Verblockung der Membran besteht. Im Gegensatz zu dem bekannten Schichtfilter wird bei der Tangentialflußfiltration die zu filtrierende Flüssigkeit nicht direkt durch die Membran gepreßt sondern mit einer entsprechend hohen Fließgeschwindigkeit an der Membranoberfläche vorbei geführt, wobei nur ein Teil des Flüssigkeits-
stromes die Membran als Filcrat (Permeat) passiert. Durch v;iederholtes überströmen der Membranoberfläche mit dem Unfiltrat (R-etentat) im Kreislaufbetrieb werden die Trubstoffe zunehmend angereichert und schließlich entweder ausgeschieden oder mit frischer Trübe vermischt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Filtergerät noch zu verbessern, insbesondere konstruktiv einfacher und universeller zu gestalten, die Reinigung zu arlei entern und einen gleichmäßig kurzen Abflussweg des Fi1trs^s zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
- daß die Filterelemente eine geschlossene, dem Flüssigkeitsstrom ausgesetzte Oberfläche aufweisen,
- daß die Membranoberfiäche der angeströmten Oberfläche der Filterelemente entspricht,
- daß der Grundkörper der Filterelemente hohl ausgebildet ist, und
- daß die Hohlräume aller Filterelemente an eine gemeinsame FiItratleitung angeschlossen sind.
Während beim Stand der Technik die zu filtrierende
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Flüssigkeit inittels der Strömungskanäle in das Innere der Filterelemente eingeleitet wird, um dann die Filterelemente durch deren Wandoberflache wieder zu verlassen,
■; erfolgt die Durchströmung der Filterelemente nach Jem
\ Erfindungsvorschlag in der umgekehrten Richtung. Hier
\ gelangt die Flüssigkeit durch die Oberfläche der Fi lter-
f elemente in deren inneren Hohlraum, von wo sie als Filtrat
frei abströmen kann, da die Hohlräume sämtlicher Filterelemente an eins gemeinsame Filtratleitung angeschlossen sind.
Auf diese Weise kann eine besonders große Membranoberfläche, bezogen auf eine bestimmte Baugröße des Filtergeräts zur Verfügung gestellt werden. Durch die Ausnutzung von Hohlräumen der Filterelemente zum Sammeln des Filtrats kann die gesamte Oberfläche der Filterelemente als aktive Membranoberfläche wirken.
Eine besonders einfache und billige Konstruktion ergibt sich durch den weiteren Erfindungsvorschlag, daß die Filterelemente entlang einer Längsachse des Filterkessels
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dicht aneinanderllegend aufgereiht sind und sich in Querrichtung bis auf einen schmalen Umfangsspalt über den gesamten Querschnitt erstrecken.
Ein derartiges Filtergerät erinnert in seinem äußeren Querschnittsaufbau an die bekannten Schichtenfilter, unterscheidet sich von diesen jedoch grundsätzlich dadurch* daß entsprechend der TangentialflviSfiltration die Flüssigkeit mit einer verhältnismäßig hohen Fließgeschwindigkeit an der Membranoberfläche vorbei geführt wird, während bei den Schichtenfiltern die Flüssigkeit durch Membranen gedruckt wird, welche den Strömungsweg verschließen. Dadurch kommt es bei den bekannten Schichtenfiltern zu einer raschen Anreicherung des Filtermediums mit Trüb, mit dem unerwünschten Ergebnis, daß der Filtergegendruck entsprechend ansteigt, mit der Folge eines Leistungsabfalls des Filters.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Filtergeräts
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trgeben sich aus den Unteransprüchen 3 bis 9.
Bezüglich der Ausgestaltung des Filterelements sölbsc 1st wesentlich, daß dessen Grundkörper im wesentlichen glocken- öder bluffientopfförmig, nämlich als Kegelmantel mit Boden ausgebildet ist, wobei der Boden einen nach außen vorspringenden, durchbohrten Nabenkörper und um den Nabenkörper herum eine oder mehrere durcri radiale Stege getrennte Durchbrechungen aufweist. Durch diese Form wird einerseits eine aus den Naben der einzelnen Filterelemente zusammengesetzte zentrale Flüssigkeitsleitung gebildet; andererseits sorgen die nach außen über den Boden vorspringenden Naben für die Ausbildung entsprechender Turbulenzräume bzw. axialer Abstände !wischen aufeinanderfolgenden Böden. Dadurch gelangt die zu filtrierende Flüssigkeit mit starker Strömung 1n die zwischen aufeinanderfolgenden Kegelmänteln gebildeten Ringspalte. Durch entsprechend enge Dimension!erung dieser Ringspalte wird der Durchtritt der Flüssigkeit durch die Membranoberfläche gefördert.
3ei einem größten Durchmesser der Filterelemente von ttwa 20 cm genügt ein Ringspalt zwischen deren Peripherie und der Innenwandfläche des Filterkessels von etwa 2 mm,
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Wobei ein etwa ebenso großer Ringspalt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kegelmänteln zweckmäßigerweise vorzusehen ist.
Nach einem v/eiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß der Grundkörper einen flachen zusammenhängenden Hohlraum im Bereich des Kegelmantels und der Stege enthält, welche nur im 3ereich der Stege nach außen, nämlich 1n die Bohrung des Nabenkörpers mündend, offen ist. Das im Hohlraum gesammelte Fi!trat kann daher nur in die durch alle Nabenkörper gemeinsam gebildete Filtratleitung austreten.
Zweckmäßigerweise besitzt der Grundkörper zwischen dessen Oberfläche und dem Hohlraum, quer zum Hohlraum gesehen, tin asymmetrisches hochporöses Gefüge, wobei die Porenweite von außen nach innen zunimmt. Somit bildet die Oberfläche der Filterelemente die Membran, d. h. deren Oberfläche entspricht der Membranfläche bei der Tangentialflußfiltration.
Trubteilchen, welche infolge ihrer Größe nicht durch die Membranoberfläche eindringen können, werden dabei durch die Flüssigkeit fortgespült, also im Flüssigkeitskreislauf gehalten; dadurch können Verstopfungen der
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Membran von vorneherein vermieden werden.
ts hat sich gezeigt, daß die Herstellung des Hohlraums 1m Grundkörper der Filterelemente am vorteilhaftesten durch Ausbrennen eines textlien Zuschnitts erreicht Herden kann, wobei darauf zu achten ist, daß hierfür ein Material gewählt wird, welches möglichst rückstandsfrei Verbrennt, d. h. in den gasförmigen Zustand übergeht. Entsprechend der Hohlraumform wird der Zuschnitt zweckmäßig Schon vor dem Einformen in eine hutförmige Form gebracht, «eiche ohne besondere Geschicklichkeit eingesetzt werden kann. Um die Ausbildung des Hohlraums sicherzustellen, ist es zweckmäßig, daß der Grundkörper nach dem Formen
zunächst vorgetrocknet, danach luftgetrocknet und erst 1n einem dritten Schritt gebrannt wird. Beim Brennen der Keramik verflüchtigt sich der eingelegte Zuschnitt
■' unter Ausbildung des gewünschter Hohlraums.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Axial schnitt durch ein Filtergerät Fig. 2 einen teil weisen axialen Längsschnitt durch [
das Filtergerät k
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Filterkessel mit I
einer Draufsicht auf ein Filterelement 1
Fig. 4 einen axialen Längsschnitt durch ein Filterelement in vergrößerter Darstellung mit Strömungspfeilen, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens für ein Filterelement,
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Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Filtergerät, dessen zylindrischer Filterkessel (1) mit vertikaler Längsachse (2) auf einer vertikalen stabförmigen Stütze (3) aufgestellt ist. Der Filterkessel (1) ist an seinem oberen Ende angeschlossen an eine ZuIaufleitung (4) für die zu filternde Flüssigkeit; sein unteres Ende ist angeschlossen an eine Rücklaufleitung
(5) für das Unfiltrat. Im Inneren des Filterkessels (1) sind eine Mehrzahl von Filterelementen (6) mit geringem Abstand übereinander angeordnet, wobei das unterste Filterelement auf einem 3asisteil (7) aufsitzt, welches an der Stütze (3) mittels zweier kreuzweise angeordneter Bolzen (8) befestigt ist, die teilweise in Bohrungen des Basisteils (7) aufgenommen und durch Bohrungen in der Stütze (3) hindurchgesteckt sind. Auf dem Basisteil (7) sind die Filterelemente
(6) lose übereinander aufgeschichtet, so daß sie sich selbst, bezogen auf die Längsachse (2) des Filterkessels (1), zentrieren. Die Filterelemente (6) sind glockenförmig ausgebildet, d.h sie sind zusammengesetzt aus einem Kegelmantel (9) mit Boden (10), in dessen Zentrum ein durchbohrter Nabenkörper (11) ausgebildet ist. Der Nabenkörper (11) ist außen am Boden (10) angeformt, d.h. er springt über den Boden vor und bildet
mit der entsprechenden Stirnseite (12) die Auflagefläche für das darüber angeordnete Filterelement. Zwischen benachbarten Filterelementen (6), dem untersten Filterelement und dem Basisteil (7) sowie zwischen dem obersten Filterelement und einem Deckelteil (13), welches dichtend mit der Innenwand des Filterkessels (1) abschließt, sind scheibenförmige Dichtungen (16) eingefügt, welche zusammen mit Mittel bohrungen (15) der Nabenkörper (11) eine Filtratleitung (14) bilden. Die Filtratleitung (14) besitzt ringförmigen Querschnitt, nach außen begrenzt durch die Dichtungen (16) und die Mittel bohrungen (15), nach innen dwch die Oberfläche Her Stütze (3), welche sich konzentrisch Innerhalb der Filtratleitung (14) befindet. Die Filterelemente (6) werden unter Deformation der Dichtungen (16) zusammengepreßt zwischen dem Basisteil (7) und dem Deckel teil (13), wobei das Deckel teil (13) mittels Mutter (17) mit Kontermutter (18) nach unten gepreßt wird; beide Muttern sind aufgeschraubt auf das mit Gewinde versehene obere Ende (19) der Stütze (3). Zwischen der Mutter (17) und dem Deckelteil (13) befinden sich noch ein Distanzstück (20) und eine Dichtung (21), welche zwischen einer oberen Druckscheibe (22) und einer unteren Druckscheibe (23) zusammengedrückt wird, wobei die beiden Druckscheiben (22, 23) mittels Schrauben zusammengespannt sind,
so daß sie sich gegen die Dichtung (21) unter elastischer Verformung derselben abstützen. Die Filtratleitung (14) setzt sich nach oben fort durch eine zentrale Bohrung (24) im Deckelteil (13) und eine Ausdrehung (25) in der unteren Druckscheibe (23). Die Ausdrehung (25) ist durch einen Seitenkanal (26) und eine Leitung (27) mit Ventil (28) entlüftet. Das Deckelteil (13) ist an seiner Unterseite mit einer Aussparung (29) versehen, in welche das oberste Filterelement mit dem Nabenkörper voran eintritt. An der Oberseite besitzt das Deckel teil (13) eine ringförmige Vertiefung (30), welche über Durchbrechungen (31) mit der Aussparung (29) in der Unterseite des Deckel teils (13) verbunden ist. Die durch die Zuleitung (4) in den Filterkessel (1) einströmende Flüssigkeit gelangt daher über die Vertiefung (30) und mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Durchbrechnungen (31) zum obersten der Filterelemente (6) und strömt zum Teil über dessen Außenseite nach unten; ein anderer Teil gelangt durch entsprechende Durchbrechnungen (32) des Bodens (10) der Filterelemente (6) in einen um den Nabenkörper (11) herum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Filterelementen (6) gebildeten Turbulenzraum (33) und von diesem in einen schmalen, etwa 2 ßim breiten Ringraum zwischen den Kegelmänteln (9) zweier aufeinander folgender Filterelemente {6), wobei dieser Ringraum begrenzt ist, nämlich nach außen durch die Innenseite des Kegelmantels des jeweils oberen Filterelements
und nach innen durch die Außenseite des Kegelmantels (9) des jeweils unteren Filterelements. Die Filterelemente (6) besitzen innerhalb ihrer Wand jeweils einen zusammenhängenden Hohlraum (34), aer in der Figur 1 als Linie dargestellt ist. Die an der Oberfläche der Filterelemente (6) entlangströmende Flüssigkeit strömt zum Teil als Unfiltrat an den Filterelementen entlang nach unten; um dies zu ermöglichen, ist wesentlich, daß der gröP«e Durchmesser der Filterelemente (6), v/elcher einer strichpunktiert gezeichneten HUllinie (35) entspricht, geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Filterkessels (1), wobei die Breite des umlaufenden Ringspalts etwa 2 mm beträgt, bezogen auf einen größten Durchmesser der Filterelemente von etv/a 200 mm. Ein anderer Teil der Flüssigkeit gelangt durch die V/andoberf1äche der aus poröser Keramik gefertigten Filterelemente (6) in deren Hohlraum (34) und von dort in die Filtratleitung (14). Das Filtrat in der Filtratleitung (14) gelangt durch eine zentrale Bohrung (36) im Basisteil (7) in ein an der Unterseite des Basisteils (7) angeschlossenes Klarrohr (37) , durch welches es aus dem Filterkessel (1) abgeleitet wird. Das Unfiltrat hingegen verläßt den Filterkessel durch die Rücklaufleitung (5), welche über eine Kreisleitung (38) wiederum mit Zuleitung (4) verbunden ist. Die Kreisleitung (38)
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wird aus einem (nicht gezeichneten) Tank , der mit frischer Trübe gefüllt ist, über eine Stichleitung (39) alimentiert. Das Unfiltrat in der Rückleitung {5; wird je nach Trübkönzentration entweder sofort In die Kreisleitung (33) geleitet öder es gelangt über &bull;ine Zapfleitung (40) in den Tank für die frische Trübe tür nochmaligen Vermischung mit dieser. In der Kreisleitung (38) befindet sich eine Kreislaufpumpe (43). In einer mit dem Klarrohr (37) verbunden Abfüll eitung (41) ist eine Stoßpumpe (42) eingesetzt; deren Aufgabe Gesteht darin, in Zeitintervallen von 10 bis 20 Minuten Plüssigkeitsdruckstöße im Klarrohr (37) und den damit Verbundenen Strömungswegen des Filterkessels zu erzeugen, so daß sich keine Trubstoffe an den Außenseiten der Filterelemente (6) festsetzen können. Im Dauerbetrieb ist es sinnvoll, etwa soviel frische Trübe aus dem Tank über die Stichleitung (39) zuzuführen wie &bull;ndererseits an Fi!trat durch das Klarrohr (37) abfließt. Es versteht sich von selbst, daß sämtliche Leitungsteile mit Ventilen, ggf. auch mit Meßgeräten für Druck- und Flüssigkeitsdurchsatz versehen sind. Oie Kreisleitung (38) ist überdies noch mit einer Entlüftungsleitung (44) verbunden.
Die Flüssigkeit durchströmt den Filterkessel (1) mit hoher Geschwindigkeit, wobei der Innenraum des Filterkessels (1) luftfrei ist. Es bildet sich eine starke Strömung an s ame liehen FiI cere leinen ten (6) vorbei äüS, Wobei die Filterelemente (&dgr;) derart angeordnet und ausgebildet sind, daß ihre gesamte äußere und innere Oberfläche umströmt wird. Dadurch wird eine Maximierung der für die Filtration zur Verfügung gestellten Meinbranoberflache erzielt. Als Membran dient dabei der poröse Grundkörper der Filterelemente, welcher bevorzugt aus Keramik der chemischen Zusammensetzung Al2Os besteht* Bevorzugt sind die Porendurchmesser des Grundkörpers an dessen Oberfläche am kleinsten und nehmen in Richtung auf den Hohlraum (34) zu. Trübstoffteilchen, welche ihrer Größe wegen nicht durch die Oberfläche der Filterelemente (6) eindringen können, werden durch die Flüssigkeitsströmung wieder mitgerissen, wobei sich eine Trübstoffanreicherung im Unfiltrat ausbildet.
Fig. 2 zeigt drei in der endgültigen Baulage übereinander angeordnete Filterelemente (6) in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab. Zwischen den Nabenkörpern (11) sind elastische Dichtungen (16) eingefügt,
So c*aß durch die Mittel bohrungen (15) der Nabenkörper (11) eine dichte Filtratleitung (14) gebildet ist* Deren Querschnitt entspricht dem Ringquerschnitt zwischen der Querscnnittsflache der Hittelbohrung (15) lind jener des konzentrisch innerhalb der Nabenkörper angeordneten Stütze (3).
Um die Zentrierung zu erleichtern, besitzen die Nabenkörper (11) in beidseitigen Stirnflächen Rillen (45), in welche sich die Dichtungen (16) entweder unter axialem Druck hineinverformen oder in welche die Dichtungen (16) mit einer daran ausgebildeten Wulst eingreifen. Beide Maßnahmen sind geeignet, die genaue axiale Ausrichtung der Filterelemente sicherzustellen. Oer größte Durchmesser (35) jedes Filterelements (6), welcher am jeweils unteren Ende ihres Kegelmantes (9) erreicht ist, reicht bis auf einen Umfangsspalt a an die VJandinnenflache des Filterkessels (1) heran. Damit ist die bei der Tangentialflußfiltration vorausgesetzte Flüssigkeitsströmung durch den Filterkessel hindurch und an der von den Filterelementen (6) gebildeten Membranoberflache vorbei sichergestellt.
Besonders wichtig ist der gegenseitige Abstand der Filterelemente (6), insbesondere im Bereich ihres Kegelmantesl (9). Zu diesem Zweck sind die Nabenkörper (11) in ihrer über den Boden (10) der Filterelemente
vorspringenden Länge so gewählt, daß um die jeweilige Nabe herum ein Turbulenzraum (33) entsteht, in welchen die zu filtrierende Flüssigkeit durch nabennahe Durchbrechungen (32) gelangt, um von dort in die kegelmantelförmigen Zwischenräume (46) (Fig. 2) hineinzuströmen, welche zwischen den Kegelmänteln (9) zweier aufeinanderfolgender Filterelemente (6) gebildet sind. In Fig. 2 ist der Strömungsweg des Unfiltrats mit den Pfeilen U, jener des Filtrats mit den Pfeilen F angedeutet. Das FiItrat F gelangt in die Filtratleitung (14) über die Hohlräume (34) der Filterelemente, welche in der Zeichnung durch eine Doppell^nie dargestellt sind. Jeder Hohlraum (34) erstreckt sich über die Gesamtfläche eines Filterelements und ist im Bereich der Durchbrechungen (32) im Boden (10) der Filterelemente ausgespart. Wie Fig. 3 zeigt, sind insgesamt drei Durchbrechungen (32) über den Umfang verteilt vorgesehen. Im Inneren der zwischen den Durchbrechnungen (32) verbleibenden Stege (48) erstreckt sich der Hohlraum durch den Boden (10) des jeweiligen Filterelementes hindurch bis in die Filtratleitung (14), wie in Fig. 3 mit winzigen Pfeilen f angedeutet ist. Das im Inneren der Hohlräume angesammelte Filtrat, welches durch die Poren der Grundkörper der Filterelemente hindurch dorthin gelangt ist, kann also nur durch den schmalen Hohlraum im
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Bereich der Stege (48) an den mit Bezugszeichen (49) in Fig. 2 angegebenen Ort der Filtratleitung (14) gelangen. Im Bereich der Stege (48) sind die Filterelemente mittels Rippen (47), welche sich jeweils zwischen ,Nabenkörper (11) und Boden (10) erstrecken, ausgesteift.
Fig. 4 zeigt in nochmals vergrößertem Maßstab einen Axial schnitt durch ein Filterelement (6) mit Mantel teil (9), Boden (10) und Nabenkörper (11). Der Nabenkörper (11) besitzt eine Mittel bohrung (15). Der Boden (10) weist Durchbrechnungen (32) auf. Die Strömungspfeile 'J um den Mantel teil (9) herum bezeichnen den Strömungsweg der zu filternden Flüssigkeit. Die Strömungspfeile F bezeichnen den Weg des Filtrats. Der Hohlraum (34), in welchem sich das Filtrat sammelt, ist als Doppellinie dargestellt. Zu filternde Flüssigkeit gelangt (als Filtrat) in den Hohlraum (34) nur durch Überwindung der aus dem Grundkörper der Filterelemente (5) gebildeten Membran und diese Membran ist so fein wie die Poren des aus Keramik bestehenden Grundkörpers, wobei bevorzugt die Porendurchmesser an der Oberfläche des Grundkörpers am kleinsten sind und sich nach innen zum Hohlraum (34) hin zunehmend vergrößern.
Während hauptsächlich der Teil des Unfiltrats, welcher durch die Durchbrechungen (32) in die Turbulenzräume (33) eintritt, sich in seinem Strömungsweg über die Membranob^rf1äche verteilt, strömt ein anderer Teil des Unfiltrats außen an den Filterelementen vorbei, also entlang der Viand des Filterkessels (1) nach unten.
Im folgenden wird anahnd der Fig. 5 und den dort symbolisch gezeichneten Verfahrensschritten I. bis X. ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für die Filterelemente beschrieben. Dabei zeigt
I. Die I* >re Form (50)
II. Eine in die Form (50) eingeformte erste Schale (51) aus plastischer «c -Al2Oa-Masse.
III. Ein Formwerkzeug (52) zum Wegnehmen überschüssiger Formmasse der ersten Schale (51), wobei sich die Form (50) gem. Pfeil (53) um ihre vertikale Achse dreht, so daß überschüssige Formmasse durch das Formwerkzeug (52) abgeschabt wird und die erste Schale (51) eine exakte Innenfonn erhält.
IV. Das Einbringen eines hutförmig vorgeformten Textilstücks (55), welches in seinem Zuschnitt der Form des Hohlraums im Inneren der Filterelemente entspricht,
V. Das Einformen einer· zweiten Schale (56) aus plastischer co - AI2O3 -Masse, so daß sich der Zuschnitt (55) zwischen der ersten Schale (51) und der zweiten Schale (56) befindet,
VI. das Ausdrehen der zweiten Schale mit einem Formwerkzeug (52), wie bei III. beschrieben,
VII. das Vortrocknen des fertiggeformten Filterelements (6) in der Form (50),
VIII. das Lufttrocknen des Filterelements (6) auf einer Abstellplatte (57),
IX. das Brenner des Filterelements (6) bei ca. 1.600 bis 1.800 0C in einem symbolisch angedeuteten Brennofen (58) und
X. das einbaufertige Filterelement (6) mit dem Hohlraum (34), welcher durch Ausbrennen des textlien Zuschnitts (55) entstanden ist.
Zu den erläuterten Verfahrensschritten sind zahlreiche Varianten denkbar. Beispielsweise kann das Ausdrehen mittels eines Formwerkzeugs (52) durch einen Preßvorgang ersetzt werden, der textile Zuschnitt könnte ersetzt werden durch Einsprühen einer rückstandsfrei verbrennenden oder ausschmelzenden Masse, z.B. Wachs-, anstelle von Aluminiumoxid als keramisches Grundmaterial könnte auch ein Silikat verwendet werden.
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Claims (1)

  1. Schutzansprüche
    1. Filtergerät für die Tangentialflußfi1tration von trubstoffreichen Flüssigkeiten, insbesondere für die klärende oder entkeimende Filtration von Wein oder anderen Produkten der Getränkeindustrie, mit einem von der zu filtrierenden Flüssigkeit durchströmten Filterkessel (1), in welchem aus porösen Grundkörpern gebildete, eine Hembranoberf1äche aufweisende Filterelemente (6) angeordnet sind, derart, daß bei tangential er Anströmung der Membranober-"Flacht ein Teil des Flüssigkeitstromes durch die Membran hindurch tritt und als FiItrat aus dem Filterelement austritt, wobei das FiItrat getrennt vom Unfiltrat aus dem Filterkessel (1) abgeleitet wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Filterelemente (6) eine geschlossene, dem Flüssigkeitsstrom ausgesetzte Oberfläche aufweisen, daß die Membranoberfläche der engeströmten Oberfläche der Filterelemente (6) entspricht, daß der Grundkörper der Filterelemente (6) hohl ausgebildet ist, und
    daß die Hohlräume (34) aller Filterelemente (6) on eine gemeinsame Filtratleitung (14) angeschlossen sind.
    2. FiUergerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
    daß die Filterelemente (6) entlang einer Längsachse (2) des Filterkessels (1) dicht aneinander liegend aufgereiht sind und sich in Querrichtung bis auf einen schmalen Umfangsspalt (a) über den gesamten Kessel querschr.itt erstrecken.
    3. Filtergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Filterelemente (6) scheiben- oder schalenförmig mit einem zentralen Nabenkörper (11) ausgebildet sind, der eine Mittel bohrung (15) aufweist, daß alle Filterelemente (6) mit ihrer Mittel bohrung (15) zueinander zentriert angeordnet sind und alle Mittel bohrungen (15) zusammen die Filtratleitung (14) bilden.
    4. Filtergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Filtratleitung (14) eine darin konzentrisch angeordnete stabförmige Stütze (3) einschließt, an welcher die Filterelemnte (6) zwischen einem an der Stütze (3) befestigten Basiste'il (7) und einem Deckel teil (13) aufgereiht sind.
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    5. Filtergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Basisteil (7) eine die Filtratieitung (14) fortsetzende Bohrung 136} aufweist, welche flüssige keitsleitend mit einem am Basisteil (7) befestigten Klarrohr (37) für die Ableitung des Filtrats aus dem Filterkessel (1) verbunden ist.
    6. Filtergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Deckelteil (13) den Innenraum d£s Filterkessels (1) hinter dessen Zulaufleitng (4) abschließt, jedoch eine oder mehrere auf die Filterelemente (6) gerichtete Durchbrechungen (31) zu deren Anströmung aufweist.
    7. Filtergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
    daß zwischen den Nabenkörpern (11) aufeinander folgender Filterelemente (&dgr;) jeweils eine Dichtung (16) eingefügt ist.
    3. Filtergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die zu filtrierende Flüssigkeit im Kreislauf durch den Filterkessel (1) gepumpt wird, wobei eine am Filterkessel angeschlossene Rücklaufleitung (5) für das abströmende Unfiltrat wahlweise mit einem Vorratstank verbindbar ist.
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    9 , Filtergerät nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet,
    daß das Klärrohr (37) an einer Stoßpumpe (42) zum Freihatten der Membranoberflache angeschlossen ist.
    1Ö . Filterelement (6) für ein Filtergerä't nach den Ansprüchen 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dessen Grundkörper im wesentlichen glocken- oder blumentopfförmig , nämlich als Kegelmantel (9) mit Boden (10), ausgebildet ist, wobei der Boden (10) einen nach außen vorspringenden, durchbohrten Nabenkörper (11) und um den Nabenkörper (11) herum eine oder mehrere durch radiale Stege (48) getrennte Durchbrechungen (32) aufweist.
    11. Filterelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Grundköprer einen flachen, zusammenhängenden Hohlraum (34) im Bereich des Kegelmantels (9) und der Stege (48) enthält, welcher nur im Sereich der Stege (48) riach außen* nämlich in die Mittel bohrung (15) des Nabenkörpers (11) mündend, offen ist.
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    12. Filterelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
    daß der GrundkÖper zwischen dessen Oberfläche und dem Hohlraum (34), quer zum Hohlraum (34) gesehen, ein asymmetrisches hochporöses Gefüge besitzt, wobei die Porenweite von außen nach innen zunimmt.
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