JP2021531160A - 液体及び気体から固体材料を分離するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、液体又は気体から固体材料を分離するため及び固体材料を吐出するための装置に関する。装置は、圧力容器（１）及び少なくとも１つのフィルタ要素（１０）を備え、少なくとも１つのフィルタ要素（１０）は、圧力容器（１）内に配置されてこれに対して緊密にシールされる可撓性容器（８）内に配置される。圧力容器（１）は、固体材料を吐出するための少なくとも１つの出口（６）を備え、可撓性容器（８）は、少なくとも１つの吐出接続部（１４）を備え、可撓性容器（８）の吐出接続部（１４）は、圧力容器（１）の出口（６）を通じて案内されて、圧力容器（１）に対して緊密にシールされる。この場合、可撓性容器（８）の出口（６）及び吐出接続部（１４）は、可撓性容器（８）及び圧力容器（１）の外部にある環境（３）に対して閉鎖機構（７、７’、７’’）を用いて閉鎖及びシールすることができる。【選択図】 図８

Description

本発明は、圧力容器、可撓性容器中の１又は２以上のフィルタ要素（例えば、フィルム又は可撓性プラスチックの）、及び吐出機構からなる、液体及び気体から固体材料を分離するため及び固体材料のその後の吐出のための装置、並びにその用途に関する。

可撓性容器を備えた多くの濾過システムが知られており、これらは、通常、用語「使い捨てシステム」又は「単回使用」に基づいて分類される。このようなシステムの利点は、使い捨て構成要素の滅菌性、より小さな投資コスト、ステンレス鋼支持及び圧力容器の洗浄及び検証コストの削減、２つの製品サイクルの間の汚染リスクが無いこと、並びに製品変更の柔軟性及び速度が高いことである。

欧州特許公開第２２８３９０７Ａ１号は、プラスチックフィルムで緊密に包まれて圧力容器内で作動するカートリッジの形態のフィルタ要素を備えた、液体濾過のための装置を記載している。固体材料は、濾過中にカートリッジにおいて吸収され、可撓性容器から取り外すことができないか、又は取り外される。濾過エリアの限られたサイズに起因して、このタイプの濾過は、低い固形分を有する懸濁液に用いられる。

国際公開第２０１２／００７２２２Ａ１号では、可撓性の延伸カバー内に緊密に包まれた、好ましくは水平に位置決めされたディスク状フィルタ要素からなる、単回使用のためのフィルタモジュールが記載されている。動作させるために、ユニットが位置決めフレーム内に配置され、該位置決めフレームは、非濾液チャンバ中の取付内圧による拡張中に可撓性カバーを支持してその拡張を制限する。圧力を加えることによって可撓性容器から絞り出すことはできず、真空による引き抜きのみが可能である。加えて、ディスク状プレートの幾何学的拡張は、フィルタ表面を限られた範囲までしかすすぐことができず、固体材料を吐出できないことを意味する。

ドイツ国特許第３８０７８２８号は、熱可塑性樹脂のマルチピース溶接カバー及びフィルタカートリッジが配置されたフィルム管を有する密閉容器内の液体の濾過のための装置を開示している。カバー及びフィルタカートリッジは、スレッドによって接続される。フィルム管は、カップに設置して、カバーに押し付けることによって環境からシールすることができ、フィルタカートリッジは、可撓性フィルム管の内部に配置される。装置は、残留量濾過、固体洗浄、固体乾燥又は固体吐出に対する解決策を提供しない。濃縮又は乾燥固体の吐出のために設けられた接続部も存在しない。

従来技術による例示の解決策は、可撓性隔壁によって環境から分離された滅菌エリア中で液体及び気体から固体材料の分離を可能にする。実際の吐出はなく、固体材料の洗浄及び回収は意図されていない。多くの場合、可撓性容器は、固体材料を吐出するのに用いた後は切り開かれる。このことは、滅菌を中断することによって固体材料が汚染されること、又はそれが環境に達するという不利点を有する。更に、可撓性容器が破壊される場合、再利用はもはや不可能である。

欧州特許公開第２２８３９０７Ａ１号明細書 国際公開第２０１２／００７２２２Ａ１号 ドイツ国特許第３８０７８２８号明細書

本発明の目的は、上述の不利点を排除し、再利用可能で且つ滅菌条件下で環境からシールされたエリアにおいて可撓性容器内の液体及び気体から固体材料を分離することを可能にして、上述の固体材料を任意選択的に洗浄して除湿し、次いでこれらを装置から吐出する簡易濾過システムを提供する、液体及び気体から固体材料を分離するための装置を作り出すことである。固体材料の吐出の利点は、濾過エリアが自由に維持されて濾過容器が再生されることであり、これは、同じ濾過容器において再度濾過を行うことを可能にする。

このような装置は、例えば、食品業界又はバイオ医薬品業界において用いられる。

液体及び気体から固体材料を分離するための装置が開示され、圧力容器と少なくとも１又は２以上のフィルタ要素とを備え、フィルタ要素は、プラスチック製の可撓性容器内に配置され、可撓性容器は、圧力容器の内部に配置され、圧力容器及び圧力容器の外部にある環境に対して緊密にシールされる。可撓性容器は、好ましくは、圧力容器から取り外し可能である。本発明によれば、圧力容器は、固体材料を吐出するための少なくとも１つの出口を備え、可撓性容器は、少なくとも１つの吐出接続部を備え、可撓性容器の吐出接続部は、圧力容器の出口を通して案内されて圧力容器に対して緊密にシールされる。圧力容器の出口及び可撓性容器の吐出接続部は、閉鎖機構を用いて緊密に閉鎖することができる。

本発明による装置により、好ましくは乾燥固体材料の回収、可撓性容器における濾過工程中の汚泥固形物の濃縮、並びに濾過容器の総排出、及びフィルタ装置の新たな使用のためのフィルタ表面の再生が可能になる。

固体材料を吐出するための出口は、好ましくはノズルであり、容器の底部、圧力容器の容器シェル又は容器リッドに位置付けられる。ノズルは、圧力容器壁を通って可撓性容器の吐出接続部、好ましくは延長部を案内して緊密にシールすることを可能にする。

閉鎖機構は、固体材料を吐出するための出口又はノズルの下流側に位置付けられる。

好ましい実施形態において、固体材料を吐出するための出口を開閉する閉鎖機構は、クランプ装置、好ましくはピンチバルブである。好ましくは、閉鎖機構は、接触することなく可撓性容器又は取り付け管の延長部を閉鎖することができる。これは、可撓性容器の内部の物質がバルブと接触状態にならないので、滅菌用途に特に有利である。別の実施形態において、閉鎖機構は、可撓性容器に接続することができるバルブ、好ましくは圧力作動バルブ又は手動バルブ、例えばボールバルブを備える。閉鎖機構は、圧力容器の外部にある環境に対して可撓性容器をシールするのに使用される。１つの実施形態において、閉鎖機構はまた、可撓性容器と圧力容器との間のエリアを環境からシールする。

可撓性容器の吐出接続部は、可撓性容器の一部又は延長部、或いは可撓性容器に接続された管体とすることができ、これらは圧力容器及び閉鎖機構のノズルを通じて案内されて固定することができる。

特定の実施形態において、可撓性容器の吐出接続部と圧力容器の出口との間のシール機構は、好ましくは、シールを用いて達成することができる。シールは、好ましくはＯリング又は平坦シールである。

好ましくは、固体材料を吐出するための出口、いわゆるノズル、及び可撓性容器の吐出接続部は、圧力容器及び可撓性容器の下側エリアに位置付けられる。これにより、重力によってすすいでいる間に容器の下部エリアに蓄積する沈殿固体材料の吐出が容易に可能になる。別の実施形態において、固体材料を吐出するための出口及び可撓性容器の吐出接続部は、圧力容器及び可撓性容器の側方及び上部エリアに位置付けられる。大量に沈殿した固体材料の場合には、固体材料を容器の下部に吐出するのが有利である。固体材料を吐出するための出口の寸法は、固体材料の吐出が可能な限り妨げられないように選択する必要がある。極めて乾燥した固体材料の場合には、出口すなわち対応するノズル及びシール機構の直径は、可能な限り大きく選択すべきである。好ましくは、固体材料を吐出するための出口の直径は、少なくとも１５ｍｍ、更により好ましくは少なくとも２０ｍｍ、特に好ましくは少なくとも２５ｍｍとすべきである。１つの実施形態において、固体材料を吐出するための出口は、圧力容器と、特に圧力容器の容器シェルと同じ直径を有する。この実施形態において、固体材料を吐出するための出口は、圧力容器の下部エリアに位置付けられ、圧力容器の底部全体は、閉鎖機構で置き換えられる。

好ましくは、１又は２以上のフィルタ要素は、圧力容器内に懸架される。

１つの実施形態において、幾つかのフィルタ要素は各々、容量当たりの大きな全フィルタエリアが利用可能であるように平面的に形成され且つ互いに平行に懸架され、これは、装置の流量及びフィルタ効率に有利である。加えて、平行に配置されたフィルタ要素は、共に押圧することができる。この目的のために、これらフィルタ要素は互いに接続されて、多数のフィルタ要素のフィルタパッケージを形成し、これらの垂直長手方向延長部の大部分にわたって個々のフィルタ要素の間に所定の自由空間が存在する。

更なる実施形態において、少なくとも１つのフィルタ要素は、丸みのある形態で設計される。用語「丸みのある」は、直径がフィルタ要素の長手方向に垂直に湾曲していることを意味する。例えば、本実施形態において、少なくとも１つのフィルタ要素は、管状に形成される。更なる実施形態において、少なくとも１つのフィルタ要素は、ディスク状に形成される。ディスク状とは、少なくとも１つのフィルタ要素が平坦なディスクの形状を有し、互いの上部に積み重ねられ、又は平行に懸架して配置することができることを意味する。

平行に配置された多くの平坦な、丸みのある、又は管状のフィルタ要素からなるフィルタパッケージは、フィルタ要素の間の自由空間及び内側容器に用いられるプラスチックの粘塑性特性に起因して圧縮することができる。従って、フィルタパッケージの結果として得られる可撓性は、より大きな程度まで容器を圧縮することができるので、濾過容器を空にするとき、例えば残留量の濾過又は固体材料の吐出の際に利点を提供する。フィルタ要素の可撓性及び圧縮性はまた、残存量の吐出を改善し、原材料含有量を減少する。

実際の可撓性容器は、１又は２以上のフィルタ要素が配置された可撓性プラスチックからなる。濾過工程は、可撓性内側容器の区切られたシール空間において完全に行われ、処理される液体及び気体は、内側可撓性容器のプラスチックとのみ接触する。これは、侵食性媒体及び工程の滅菌性を扱う上で大きな利点を有する。

好ましくは、フィルタ要素を有する内側可撓性容器は、気体又は液体が圧力容器と接触することなく、全体として圧力容器から取り外すことができる。これにより、装置が使い捨てシステムを提供できるようになる。これは、時間を要する装置の洗浄及び滅菌の必要性を排除する。しかしながら、本発明はまた、固体材料をフラッシング液又はガスで洗い流し、フィルタ要素からすすいで、次いで装置から吐出させることができる点で、再利用可能なシステムを可能にする。従って、装置は、同じ懸濁液に対して複数回用いることができ、可撓性容器は毎回の通過後に圧力容器から取り外す必要はない。

フィルタ要素を備えた可撓性内側容器、すなわち実際の濾過容器は、プラスチックで、好ましくは粘塑性材料で全体的に作られ、コンパクトに折り畳んで格納することができ、使用後に再利用するか、又は焼却により完全に廃棄することができる。外側圧力容器は、システムに安定性を提供し、事前、主要、及び残留量の濾過に必要な圧力低下を提供するのに使用される。

圧力容器上の適切なノズルは、充填及び空にするために可撓性容器上の入口接続部及び出口接続部の通過を可能にする。これらの接続部は各々、圧力容器の内壁と可撓性容器の外壁との間で圧力容器の内部にシールゾーンも存在するようにシールされ、これらに過圧又は真空を充填することができる。この目的のために、圧力容器上に追加のノズルが存在する。

本発明による装置は、様々な変形形態において実現することができ、これらは、主に接続部及び閉鎖機構の配置の点で異なる。用途に応じて、ノズルとも呼ばれる入口及び出口が、圧力容器の上部、側部又は下部エリアに配置できる場合に有利である。圧力容器上のこれらの入口及び出口は、可撓性容器を通して入口及び出口接続部を案内し、懸濁液、すすぎ用の液体又は気体で充填して空にし、或いは濾液を排出可能にすることができる。これらの接続部は各々、圧力容器の内壁と可撓性容器の外壁との間で圧力容器の内部にシールゾーンも存在するようにシールされ、これらに過圧又は真空を充填することができる。この目的のために、圧力容器上に圧縮空気を供給するために更なる接続部が存在し、これらは、任意選択的に、上部、側部又は底部で、少なくとも１つの位置に定めることができる。これは、容器の濾過及び空にする工程の融通性及び効率性の観点で利点を提供する。

濾過容器は、ユーザに極めて使いやすい方法で圧力容器に装着でき且つ使用後に分解できるように製造される。本発明の変形形態では、容器の内側の容器入口は、可撓性プラスチックで作られた管体に装着することができる。これは、容器の充填工程を最適化する。例えば、懸濁液は、フィルタ表面上の固体材料層の蓄積又は固体がフィルタ要素によって洗い流されることを妨げることなく、濾過中に可撓性容器の内側の管体を用いて導入することができる。固体材料を大量に沈殿させる場合に、固体材料が洗い流されるように管体の助けにより可撓性容器に懸濁液を導入することが有利とすることができ、その結果、沈殿することなく、懸濁液が可能な限り均質に混合されるようになる。１つの変形形態では、管体の最内端部のうちの１つはノズルを備え、懸濁液の流入に有利な効果を有することができる。

本発明の別の変形形態では、可撓性容器の内部の容器出口は、可撓性プラスチックで作られた管体に装着される。これは、可撓性容器の内部から懸濁液又は汚泥固形物の吐出を可能にする。この配置の利点は、例えば、フィルタ表面の閉塞の場合に示され、残留懸濁液は、容器の内部から除去する必要があり、吐出ノズルを通る吐出は望ましくない。

濾過工程、特に増粘工程では、多くの場合、フィルタ要素上に蓄積された固体粒子の層をすすぐことができるように、フィルタ要素を逆洗する必要がある。平坦なフィルタ要素の大部分の配置は、フィルタ要素からの固体粒子の逆洗及び脱離の改善を可能にする。フィルタ要素の逆洗は、固体粒子の緻密層の蓄積を阻止し、従って、濾液流の増加をもたらすことができる。

濾過工程における周知の問題は、フィルタシステムにおける残留量の処理である。本発明による装置は、圧力容器内のシステムを用いて、外部圧力により可撓性濾過容器を圧縮し、容器を部分的に又は完全に空にすることによって残留量を低減することができる。これにより、特に極めて高価な媒体の場合のかなりの追加コストを防ぐことができる。空にすることを更に改善するために、濾過容器はまた、気体（例えば、滅菌空気）で流し出すことができる。

完全にシールされた滅菌フィルタ要素、フィルタ表面積の増加、結果として得られる高い濾過効率、減少した残留量成分を有する濾過の完了及び乾燥固体材料又は汚泥固形物の簡易的な吐出の結果として、本発明による装置は、高流量、最小限の洗浄コスト及び製品変更時の短い切替時間を有するコスト効果のある濾過装置を可能にする。

加えて、本発明は、液体又は気体から固体材料を濾過するため及び装置から固体を吐出するための本発明による装置の適用を含む。

本発明による装置により液体又は気体から固体材料を濾過するため及び固体を吐出するための本発明による方法は、
ａ）可撓性容器の内部と濾液吐出器との間に圧力差を加えるステップと、
ｂ）懸濁液又は気体を可撓性容器に充填するステップと、
ｃ）濾液吐出器に負圧を加えるか、又は可撓性容器に過圧を加えるステップと、
ｄ）可撓性容器を押しつぶすステップと、
ｅ）フラッシング液又は気体で固体材料を流し出すステップと、
ｆ）フィルタ要素から固体材料をすすぐステップと、
ｇ）閉鎖機構を開放して、可撓性容器の吐出接続部を通じて圧力容器の出口において固体材料を吐出するステップと、
を含む。

本方法のステップａ）からｇ）は、１回又は複数回繰り返すことができる。

ステップｂ）における懸濁液又は気体による可撓性容器の充填は、例えば、ポンプによって発生する圧力低下又は圧力容器と可撓性容器との間に発生する負圧によって実施することができる。

上記に挙げた実施形態及び変形形態のうちの２又は３以上の組み合せが考えられ、特許請求される。

本発明について、図面に示される例示的な実施形態を用いてより詳細に説明する。

圧力容器を有する装置を長手方向断面で示す図である。 取り外し及び未充填状態の間に平坦な垂下するフィルタ要素を有する実施形態における装置の可撓性の内側容器を長手方向断面で示す図である。 充填中の圧力容器において設置された可撓性容器を有する装置を長手方向断面で示す図である。 濾過中の圧力容器において設置された可撓性容器を有する装置を長手方向断面で示す図である。 可撓性容器の圧縮及び残留量濾過中の圧力容器において設置された可撓性容器を有する装置を長手方向断面で示す図である。 フィルタ要素の逆洗及び固体材料の除去中の圧力容器において設置された可撓性容器を有する装置を長手方向断面で示す図である。 フィルタ要素の固体材料吐出及び再生中の圧力容器において設置された可撓性容器を有する装置を長手方向断面で示す図である。 可撓性容器の圧縮及び固体材料の吐出中の圧力容器において設置された可撓性容器を有する装置を長手方向断面で示す図である。 シールクランプ装置を有する変形形態の閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 可撓性容器上の吐出出口の圧力作動バルブ及び追加のシールを有する変形形態の閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 可撓性容器上の吐出出口の手動バルブ及び追加のシールを有する変形形態の閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 閉鎖状態のサイズの閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 閉鎖状態のサイズの閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 閉鎖状態のサイズの閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 閉鎖状態のサイズの閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 開放状態のサイズの閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 開放状態のサイズの閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 開放状態のサイズの閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 開放状態のサイズの閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 圧力容器の側面下部の吐出ノズルを有する閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。 圧力容器の側面下部の吐出ノズルを有する閉鎖機構を有する装置の断面を長手方向断面で示す図である。

図１では、参照番号１は、リッド１’で閉鎖することができる圧力容器を表し、圧力容器の内部に圧力容器ゾーン２を形成し、これは外部環境３に対してシールされる。圧力容器１の容器リッド又は好ましくは容器シェルにおける圧力管路４のための少なくとも１つのノズルを用いて、内側圧力容器ゾーン２に圧力４’を加える、又は真空４’’を用いて通気することができる。圧力容器壁には、好ましくはリッド１’において、少なくとも１つの入口ノズル５’、１つの出口ノズル５’’及び１つの濾液吐出ノズル５’’’各々がある。固体材料及び液体を吐出するための更なる出口６は、好ましくは、圧力容器１の下部エリアに位置付けられる。シール機構７は、吐出出口６に取り付けられる。

図２は、取り外され未充填状態の可撓性容器を示す。可撓性容器壁８は、外側環境から内側エリア、ゾーン９をシールする。１又は２以上のフィルタ要素１０は、可撓性容器８の内部に配置される。これらのフィルタ要素内には、コレクタ要素１１に接続された濾液吐出チャネルが存在する。濾過中に、濾液は、フィルタチャネルを通ってコレクタ要素に流れ、接続された濾液吐出接続部１２を通じて吐出される。濾液吐出接続部１２は、可撓性容器壁８につながり、シール方式８’でこれに接続される。可撓性容器８は、好ましくは、上部エリアにおいて少なくとも２つの更なる接続部１３’、１３’’を有し、これらは、懸濁液、すすぎ用の液体又は気体が内側ゾーン９又は懸濁液に入り、すすぎ用の液体又は気体が内側ゾーン９を離れることを可能にする。好ましくは、可撓性容器８の下部の延長部１４は、固体材料の吐出及び内側ゾーン９から未濾過懸濁液の吐出のために用いられる。この吐出接続部１４は、可撓性容器８の延長部とするか、又は可撓性容器壁８に接続されたフィルム又は弾性材料で作られた可撓性管体からなることができる。

図３−８は、充填、濾過、残留量濾過並びにフィルタ表面の洗い流し、逆洗及び再生、固体材料の吐出及び総排出、並びに装置の対応する実装のサブプロセスを示す。これらの工程は、任意の順序で、特に複数のサイクルで繰り返し実施することができる。

図３は、懸濁液により可撓性濾過容器８を充填中の設置された可撓性濾過容器を備えた圧力容器１を示す。可撓性容器８の吐出接続部１４は、出口ノズル６を通じてつながり、外側環境３から内側圧力容器ゾーン２をシールする。吐出接続部１４は、閉鎖機構７によって緊密に閉鎖され、これはまた、外部環境３から濾過容器の内側ゾーンをシールする。濾過容器８の２つの入口及び出口接続部１３’、１３’’は、圧力容器１の入口及び出口ノズル５’、５’’を通って案内され、また、シール方式で圧力容器壁に接続される。濾過容器の濾液吐出接続部１２は、圧力容器の濾液吐出ノズル５’’’を通じて同様のシール方式で案内される。この配置では、濾過容器の内側ゾーン９は、入口接続部１３’を通じて懸濁液で充填される。同時に、内側ゾーン９は、出口接続部１３’’を通じて通気することができる。懸濁液は、分離される固体材料１６で濾過される液体１５からなる。より広い意味では、懸濁液はまた、固体材料を含有する気体と理解することができ、濾過される気体は、参照番号１５で表され、分離される固体材料は番号１６で表される。充填中に、内側圧力容器ゾーン２は、ノズル４及び４’’を通じて通気され、従って、濾過容器８の可撓性壁は、圧力容器１の輪郭に適応することができ、これによって支持されてその更なる拡張が制限される。本発明の更なる展開では、可撓性濾過容器は、真空形態で設置することができ、ノズル４に及びひいては圧力容器壁１と可撓性容器８（すなわち、内側圧力容器ゾーン２）との間に負圧を加えることによって拡張及び充填することができる。

図４は、本発明による装置の実際の濾過を示す。懸濁液は、濾過容器の内側エリア９と濾液側１２との間に圧力勾配を加えることによって濾過される。圧力勾配は、容器９の内部に入口接続部１３’を通じた過圧又は濾液出口１２において負圧を生成することによって生成される。濾液は、フィルタ要素１０を通って流れ、コレクタ要素１１と組み合わされて濾液吐出接続部１２を通じて吐出される。固体材料１６は、フィルタ要素１０上に集まる。濾過中に、ノズル１３’’を用いて、懸濁液を吐出又は内側ゾーン９を通気することができる。

連続的な残留量濾過が、図５に示されている。過圧が、ノズル４及び４’を通じて内側圧力容器ゾーン２に導入され、これにより可撓性濾過容器８を圧縮する。濾液吐出接続部１２を開放することによって、濾過容器が完全に圧縮されて濾過容器９の内部にもはや液体が存在しなくなるまで、更なる濾液を吐出することができる。外部力により更に、個々のフィルタ要素１０及びこれらに集められた固体材料１６を押しつぶす。これにより、フィルタ要素１０の間及びフィルタ要素自体内の容量が低減され、これらの容量内の何らかの残りの懸濁液をより良好に除去することができる。本発明の更なる展開では、固体材料１６は、接続部１３’又は１３’’を通じて導入された追加のすすぎ用の液体又は気体により洗浄及び／又は乾燥させることができる。本発明の更なる展開では、懸濁液は、可撓性容器８が共に押圧されている間に接続部１３’及び１３’’を通じて吐出することができる。

図６は、固体材料１６をすすぐことによるフィルタ要素１０の再生を示す。濾過の方向に対してフィルタ要素を逆洗することによって、固体材料１６をフィルタ要素１０から脱離することができる。この目的のために、濾液、すすぎ用の液体又は気体は、濾液吐出接続部１２及びフィルタ要素１０を通じて可撓性容器８の内側ゾーン９に導入される。固体材料１６は吹き飛ばされ、フィルタ要素１０は、再びフリーになる。更なる展開では、濾過サイクルは、最初から連続して行うことができ（図３）、又は濃縮固体は、次のステップで空にすることができる（図７）。本発明の更なる展開では、固体材料は、接続部１３’、１３’’を通じて液体又は気体を導入することによって追加的にすすぐことができる。本発明の更なる展開では、また残存量濾過なしで、充填状態で逆洗を実施することができる（図５）。この場合、固体材料１６は、フィルタ要素１０によってすすがれ、新しい濾過のために解放される。

図７は、乾燥もしくは濃縮固体材料１６、又は残りの懸濁液の吐出を示す。閉鎖機構７は開放され、固体材料１６又は残液は吐出接続部１４を通って漏出することができる。加えて、濾過容器の内部９及びフィルタ要素１０は、接続部１２、１３’又は１３’’を通じて液体又は気体を導入することによって流し出すことができる。

図８では、可撓性濾過容器は、内側圧力容器ゾーン２に圧力をかけることによって押し出される。固体材料１６、懸濁液又はフラッシング液の最後の残留物は、吐出接続部１４を通って吐出することができる。可撓性濾過容器は、ここで完全に空にされて真空引きにされ、圧力容器１から取り外されるか、又は再充填及びその後の濾過に用いることができる。

図９−１１は、閉鎖機構７及び環境３からの内側圧力容器ゾーン２のシール機構の様々な実施形態を示す。例示の手法は実施例であり、あらゆる組み合せで実施することができる。

図９は圧力容器１を示す。可撓性容器８は、延長部１４を備えている。１つの実施形態において、この延長部１４は、可撓性容器８と同じ材料、例えば可撓性プラスチック多層フィルムで作られる。圧力容器１の１つの壁には、貫通部６がある。これは、好ましくは下部エリアに位置付けられる。可撓性容器８は、圧力容器１に設置され、延長部１４は、固体材料を吐出するため出口６を通じてもたらされる。吐出出口６に続いて、閉鎖機構７、好ましくはクランプ装置、好ましくはピンチバルブがあり、これは、容器の内側の固体材料又は懸濁液と直接接触することなく、濾過容器の延長部１４を緊密に閉鎖することを可能にする。閉鎖機構はまた、少なくとも閉鎖状態で、好ましくは開放状態でも環境３から内側圧力容器ゾーン２をシールする。

図１０は、閉鎖機構を有する吐出機構の別の実施形態を示す。接続要素１７’は、可撓性容器の可撓性壁にシールして取り付けられ、可撓性容器の設置時に圧力容器１の吐出出口６に挿入される。ここではＯリングとして示されるシール１８’は、環境３から内側圧力容器ゾーン２をシールするのに用いられる。フィルム管又は可撓性管材料、例えばシリコーンからなる延長部１４は、接続要素１７’にシールして接続され、後続のクランプ装置７’を通過する。更なる実施例として、これは膜体によって表され、圧力を加えることによって延長部１４に押圧力を加えてこれを閉鎖する。ここでも、バルブと可撓性容器中の固体又は液体との間の直接接触が防がれ、これは滅菌作業に有利である。

図１１は、圧力容器１に対する接続要素１７’のシールとして平坦シール１８’’を有する別の変形形態を示す。可撓性容器８の延長部１４は、その端部に別の接続部１９’が備えられ、バルブ７’’、例えばボールバルブに接続することができる。

図１２及び図１３は、閉鎖状態（図１２Ａ−Ｄ）並びに開放状態（図１３Ａ−Ｄ）の様々なサイズの閉鎖機構７を有する本発明の変形形態を示す。粗い固体材料又は汚泥固形物１６を有し、特に極めて乾燥した固体材料を有する用途では、吐出は、特に固体材料６を吐出するための出口又は吐出接続部１４が極めて小さい開口部を有する場合に困難である。吐出直径が小さすぎる場合、固体材料又は汚泥固形物１６が不利に流れ出し、又は全く流れなくなり、或いは吐出接続部１４が遮断されるというリスクがある。従って、固体材料に適応する直径は、出口ノズル６、閉鎖機構７、並びに（開放状態の）吐出接続部１４に対して選択する必要がある。

図１４Ａは、固体材料を吐出するための側面出口６及び吐出接続部１４を有する本発明の変形形態を示す。固体材料１６は、閉鎖機構７を開放することによって吐出される（図１４Ｂ）。加えて、可撓性容器８は、接続部４を通じてゾーン２に圧力を加えることによって圧縮することができ、これは固体材料又は汚泥固形物１６の完全な吐出に有利に働く。

１ 圧力容器
１’ 圧力容器のリッド
２ 圧力容器ゾーン
３ 環境
４ 圧力管路
４’ 圧縮空気供給装置
４’’ 真空供給装置
５’ 入口ノズル
５’’ 出口ノズル
５’’’ 濾液吐出ノズル
６ 固体材料を吐出するための出口、吐出出口、吐出ノズル
７ 閉鎖機構
７’ クランプ装置、ピンチバルブ
７’’ バルブ
８ 可撓性容器
８’ 可撓性容器への濾液吐出接続部の接続部
９ 可撓性容器の内側ゾーン
１０ フィルタ要素
１１ コレクタ要素（収集片）
１２ 濾液吐出接続部
１３’ 入口接続部
１３’’ 出口接続部
１４ 延長部、吐出接続部
１５ 液体又は気体、濾液
１６ 固体材料
１７’ 接続要素
１８’’ Ｏリング
１９’ バルブ接続部

Claims (17)

1. 液体又は気体から固体材料を分離するための装置であって、
   入口接続部（１３’）のための少なくとも１つの入口ノズル（５’）を有する圧力容器（１）と、
   濾液吐出接続部（１２）のための少なくとも１つの濾液吐出ノズル（５’’’）と、
   複数のフィルタ要素（１０）と、
   を備え、
   前記フィルタ要素（１０）は互いに隣接して並列に配置され且つ互いに接続されてフィルタパッケージを形成し、個々の前記フィルタ要素（１０）の間に垂直長手方向延長部の大部分にわたって自由空間が存在し、前記フィルタ要素（１０）は、前記圧力容器（１）内に配置されてこれに対して緊密にシールされた可撓性容器（８）内に配置され、前記圧力容器（１）は固体材料を吐出するための少なくとも１つの出口（６）を備え、前記可撓性容器（８）は少なくとも１つの吐出接続部（１４）を備え、前記可撓性容器（８）の吐出接続部（１４）は、前記圧力容器（１）の出口（６）を通じて案内されて前記圧力容器（１）に対して緊密にシールされ、前記出口（６）及び前記吐出接続部（１４）は、閉鎖機構（７，７’，７’’）を用いて前記可撓性容器（８）及び前記圧力容器（１）の外部にある環境（３）に対して緊密にシールすることができる、装置において、
   前記フィルタ要素（１０）は、共に押圧されて前記可撓性容器（８）を空にすることができるように設計され、前記圧力容器（１）に圧力管路（４）が取り付けられて、前記圧力容器（１）内部の圧力容器ゾーン（２）に加圧空気（４’）を装荷して、前記可撓性容器（８）において前記フィルタ要素（１０）を加圧するようにする、
   ことを特徴とする、装置。
2. 前記閉鎖機構（７）がクランプ装置である、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記閉鎖機構（７）がピンチバルブである、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記可撓性容器（８）の吐出接続部（１４）と前記圧力容器（１）の出口（６）との間のシール機構が、シールを用いて達成される、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の装置。
5. 前記シールは、Ｏリング又は平坦シールである、ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 固体材料を吐出するための前記出口（６）の直径は、少なくとも１５ｍｍ、詳細には少なくとも２０ｍｍ、好ましくは少なくとも２５ｍｍである、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の装置。
7. 固体材料を吐出するための前記出口（６）の前記直径は、前記圧力容器（１）の前記直径と同じである、ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記フィルタ要素（１０）が懸架位置に配置される、ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の装置。
9. 互いに並列に配置された前記フィルタ要素が各々、平坦な設計のものである、ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の装置。
10. 前記フィルタ要素が丸みのある設計のものである、ことを特徴とする請求項１乃至８の１項に記載の装置。
11. 前記可撓性容器（８）は、前記圧力容器（１）から取り外し可能である、ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の装置。
12. 固体材料を吐出するための前記少なくとも１つの出口（６）及び前記可撓性容器（８）の吐出接続部（１４）が、前記圧力容器（１）及び前記可撓性容器（８）の下部エリアに配置される、ことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の装置。
13. 前記可撓性容器（８）が、入口及び出口接続部（１３’、１３’’）を有し、前記入口及び出口接続部（１３’、１３’’）は、前記可撓性容器（８）の内部に管体が設けられる、ことを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の装置。
14. 前記可撓性容器（８）上の前記管体の端部には、ノズルが設けられている、ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 液体又は気体からの固体材料の濾過のため及び前記装置から前記固体材料を吐出するための、請求項１乃至１４の何れか１項に記載の前記装置の使用方法。
16. 請求項１乃至１４の何れか１項に記載の前記装置を用いて液体又は気体から固体材料を濾過するため及び前記固体材料を吐出するための方法であって、
    ａ）前記可撓性容器（８）の内部と濾液吐出器との間に圧力差を加えるステップと、
    ｂ）懸濁液又は気体を前記可撓性容器（８）に充填するステップと、
    ｃ）前記濾液吐出器に負圧を加えるか、又は前記可撓性容器（８）に過圧を加えるステップと、
    ｄ）前記可撓性容器（８）を押しつぶすステップと、
    ｅ）前記入口接続部（１３’）を通じてフラッシング液又は気体で前記固体材料を流し出すステップと、
    ｆ）次のサイクル用の前記フィルタ要素（１０）の再生のため、前記濾液吐出接続部（１２）を通じて前記フィルタ要素（１０）から前記固体材料をすすぐステップと、
    ｇ）前記閉鎖機構（７、７’、７’’）を開放して、前記可撓性容器（８）の前記吐出接続部（１４）を通じて前記圧力容器（１）の前記出口（６）において前記固体材料を吐出するステップと、
    を含む、方法。
17. ステップａ）からｇ）が、１又は２以上繰り返される、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。

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