KR20170026373A - 압출기 프레스용 분할 필터 블록 - Google Patents

Abstract

고체/유체 분리 모듈 및 장치는 유체가 포함된 고체를 처리하여 고체 함량이 50%를 초과하는 여과된 물질을 생성할 수 있다. 함께 클램핑되어 배럴부 또는 여과부를 형성하는 제1 필터 블록 및 제2 필터 블록을 구비한 분할 필터 모듈이 배럴 및 배럴 내 컨베이어 스크류를 포함하는 고체/유체 분리 장치용으로 개시된다. 분할 필터 모듈은 분리 장치의 분해 또는 컨베이어 스크류의 탈착 없이 필터 블록의 대체, 유지 보수, 또는 수리를 가능하게 한다.

Description

압출기 프레스용 분할 필터 블록{SPLIT FILTER BLOCK FOR EXTRUDER PRESS}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2014년 5월 30일 출원된 미국 가출원 제62/005,351호(발명의 명칭: Split Filter Block For Extruder Press)로부터의 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 전체로 본원에 통합된다.

기술분야

본 개시는, 광범위하게 고체/유체 분리장치 및 상이한 종류의 고체/유체 혼합물을 분리하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 개시는 회전식 프레스, 보다 구체적으로는 매우 다양한 고체/유체 혼합물의 분리에 사용될 수 있는 개선된 스크류 프레스, 장치들에 관한 것이다.

고체/유체 분리에 의해 고체/유체 혼합물을 처리하는 다양한 공정이 알려져 있다. 이들은 일반적으로 상당한 체류 시간과 고압, 그리고 때로는 고온을 필요로 한다. 종래의 고체/유체 분리 설비는 높은 고체/유체 분리율을 달성하고 액체 함량이 낮은 분리된 고체를 얻는데 있어서 만족스럽지 못하다.

압력 하에 액체 슬러리를 세정하고 후속 농축하는 것을 포함하는 공정은 폐색(clogging) 없이 압력 하에 작동할 수 있는 고체/액체 분리 설비를 요구한다. 예를 들어, 리그노셀룰로스 바이오매스 전처리에서 공정 효율의 핵심 요소는, 가수분해된 헤미셀룰로스 당류, 독소, 억제제, 및/또는 기타 추출물을 고체 바이오매스/셀룰로스 분획으로부터 세정하여 압착하는 성능이다. 종래의 설비로 셀룰로스 전처리에 필요한 높은 열과 압력 하에서 액체로부터 고체를 효과적으로 분리하는 것은 어려운 일이다.

대부분의 바이오매스-에탄올 변환 공정은 함습성 섬유 슬러리를 생성하는데, 이로부터 용해 화합물, 기체 및 액체를 다양한 공정 단계에서 분리해야만 고체 및/또는 섬유질 부분이 단리된다. 고체/유체 분리는 일반적으로 여과에 의해 수행되며 필터 프레스를 사용한 회분식 작동이나 스크류 프레스 등의 회전식 프레스에 의해 연속적으로 수행된다.

고체/유체 또는 고체/액체 분리는 식품 가공(오일 추출), 습식 추출 공정에서의 폐기물 흐름 부피의 감축, 탈수 공정, 또는 부유 고체 제거와 같은 기타 많은 상업적 공정에서도 필요하다.

상업적으로 입수 가능한 스크류 프레스는 고체/액체 슬러리로부터 수분을 제거하는 데 사용될 수 있다. 종래의 프레스로 얻을 수 있는 탈액화된(de-liquefied) 고체 케이크는 일반적으로 40~50%의 고체만을 함유하며, 나머지 수분은 주로 물이다. 이러한 분리 수준은 여과 단계 후에 또 다른 희석 또는 처리 단계가 있는 경우엔 만족스러울 수 있으나, 슬러리의 최대 탈수가 필요한 경우에는 만족스럽지 못하다. 이러한 불만족스러운 낮은 고체 함량은 종래의 스크류 프레스가 취급할 수 있는 상대적으로 낮은 최대 압력, 일반적으로는 약 100~150 psig 이하의 분리 압력 때문이다. 배수기 스크류가 결합된 상업적 모듈식 스크류 장치(MSD)를 사용할 수 있으며, 이들은 최대 300 psi의 보다 높은 압력에서 작동할 수 있다. 그러나, 이것은 고유 비용, 복잡성 및 고체 함량 50% 이하인 지속적 여과 케이크 제한성이라는 단점이 있다.

고체/유체 분리 시, 고형분에 남아 있는 액체의 양은 가해진 분리 압력의 양, 고체 케이크의 두께, 및 필터의 공극률에 의존한다. 필터의 공극률은 필터 공극의 수와 크기에 의존한다. 압력 감소, 케이크 두께의 증가, 또는 필터 공극률의 감소는 모두 액체/고체 분리도와 고형분의 최종 건조도를 감소시키게 된다.

특정 고체 케이크 두께와 필터 공극률에 있어서, 최대 분리는 가능한 최고 분리 압력에서 얻어진다. 또한, 특정 고체 케이크 두께와 분리 압력에 있어서, 최대 분리는 오로지 필터 공극 크기에 달려있다.

높은 분리 압력은 유감스럽게도 프레스 내에서 분리 압력을 견딜 수 있는 강력한 필터 매개물을 필요로 하여, 여과 공정의 제어를 어렵게 하고 필요한 설비를 고가로 만든다. MSD의 필터 매개물은 일반적으로 다공(perforated) 압력 재킷 형태이다. 사용된 분리 압력이 높을수록 이러한 압력을 견디기 위해 더 강력한(더 두꺼운) 필터 매개물(압력 재킷)이 필요하다. 압력 재킷이 두꺼울수록 배수 구멍이 길수록 구멍을 통과하는 흐름 저항은 높아진다. 따라서, 고압 재킷(두꺼운 재킷)으로 저압 재킷(얇은 재킷)과 동일한 필터 통과 용량을 얻기 위해서는 구멍의 수를 늘려야만 한다. 그러나, 구멍의 수를 증가시키면 압력 재킷이 약해지고 또 다시 필터 유닛의 압력 용량을 감소시킨다. 긴 구멍의 사용에 따른 더 높은 흐름 저항을 극복하는 또 다른 방법은 구멍의 직경을 증가시키는 것이다. 그러나, 이 방법은 필터의 용량을 제한하여 작은 고형물을 계속 함유하거나 폐색 문제를 증가시킬 수 있다. 따라서, 필터의 허용 가능한 공극 크기는 고형분 내 섬유와 입자들의 크기에 의해 제한된다. 액체 분획의 투명도는 필터 매개물의 공극 크기에 의해서만 제한되며 너무 큰 공극들은 액체/고체 분리 효율을 저하하고 잠재적으로 하류 설비의 막힘을 유발한다.

시간 경과에 따라 필터 매개물은 부유 고체로 막히기 쉬워 생산율이 저하된다. 이것은 셀룰로스 전처리에 필요한 고압에서 두드러진다. 따라서, 임의의 막힘을 제거하고 생산율을 회복하기 위해 역세정(backwash) 액체 흐름이 일반적으로 필요하다. 일단 필터가 막히면 매개물을 역세정하는 데 고압이 필요하다. 이는 생산율을 극대화하기 위해, 예를 들어 셀룰로스 전처리 공정의 높은 효율을 얻기 위해 연속적이어야 하는 공정으로 1000 psig 초과 압력에서 작동하는 필터 매개물을 사용하여 작업하는 경우에 특히 문제가 된다.

종래의 싱글, 트윈, 또는 트리플 스크류 압출기는 바이오매스의 저에너지 전처리에 필요한 체류 시간이 없으며, 또한 바이오매스 전처리를 위한 유용하고 효율적인 고체/유체 분리장치를 갖고 있지 않다. 미국 특허 US 3,230,865와 US 7,347,140은 다공 케이싱을 구비한 스크류 프레스를 개시하고 있다. 이러한 스크류 프레스의 작동 압력은 다공 케이싱의 낮은 강도로 인해 낮다. 미국 특허 US 5,515,776은 프레스 재킷 내에 배수 구멍을 갖는 웜(worm) 프레스를 개시하고 있으며, 이것은 배출된 액체의 흐름 방향으로 단면적이 증가한다. 미국 특허 US 7,357,074는 프레스 안에 압축된 벌크 고체로부터 물을 배출하기 위한 복수의 구멍을 가진 원추형 탈수 하우징을 구비한 스크류 프레스에 관한 것이다. 역시, 다공 케이싱 또는 재킷이 사용된다. 쉽게 이해되겠지만, 하우징의 구멍 수가 많을수록 하우징의 압력 저항은 낮아진다. 또한, 하우징 또는 프레스 재킷에 구멍을 뚫는 것은 미세 고체의 분리를 위해 매우 작은 구멍이 필요한 경우에 심각한 장애와 연관된다.

미국 공개 출원 US 2012/0118517은 고압에서의 고체/유체 분리용 높은 내압 프레스 장치에서 사용하기 위한 다공성 고체/유체 분리 모듈을 개시하고 있다. 이 필터 모듈은 각각 배수 시스템을 생성하는 한 쌍의 플레이트로 제조된 필터 팩을 포함한다. 절개된 슬롯을 갖는 필터 플레이트는 제거될 액체를 위한 유동 채널을 생성하고 받침 플레이트는 유동 채널 내의 액체를 위한 배수 통로를 생성한다. 또한, 받침 플레이트는 압착하는 동안 프레스에서 고체의 내부 압력을 수용하기 위한 구조적 지지를 제공한다. 필터의 공극 크기는 필터 플레이트의 두께 및/또는 필터 플레이트 슬롯의 개구 폭에 의해 조절된다. 공극 크기를 최소화하기 위해, 필터 플레이트 두께와 배수 슬롯 폭 둘 다 최소화된다. 그러나, 이러한 분리 모듈에서뿐만 아니라 전술한 모든 다른 종래의 분리 장치에서, 폐색된 분리 모듈 또는 필터의 역세정은 폐색된 물질의 방출, 또는 분리 모듈이나 필터를 폐색하고 있는 모든 물질의 완전한 제거를 달성하기에는 충분하지 않을 수 있다. 분리 모듈 또는 필터의 완전한 세척을 위해 분리 설비는 이후 분해되어야 한다. 그러나 이러한 분해는, 특히 필터 플레이트를 구비한 분리 모듈이 사용되는 경우, 매우 시간이 걸리고 종종 컨베이어 스크류의 탈착 및 설치를 필요로 한다. 따라서, 개선된 고체/유체 분리 장치가 필요하다.

본 발명의 목적은 이전의 고체/액체 분리 장치 및 공정의 적어도 하나의 단점을 제거하거나 완화하는 데에 있다.

고체/유체 분리 장치의 작동 및 유지보수를 개선하기 위해, 본 발명은 고체/유체 혼합물로부터 유체를 분리하기 위한 분할 필터 유닛을 구비한 고체/유체 분리 모듈을 제공한다. 모듈은 모듈식 스크류 장치 또는 스크류 압출기와 같은 고체/유체 분리 장치에 통합될 수 있고, 장치의 분해 없이, 특히 스크류 또는 압출기 스크류의 탈착 없이 필터 유닛의 조립 또는 탈착을 가능하게 한다. 모듈은, 예를 들어 300 psig 초과 압력에서 고체/유체 혼합물을 압축하기 위한, 예를 들어 대구경 스크류 압출기에 사용될 수 있다.

절감된 유지 비용으로 작동 유연성을 개선하기 위해, 본 발명의 고체/유체 분리 모듈은 바람직하게 분리 모듈 이외의 어떤 부품도 분해하지 않고 필터 블록의 대체를 위한 스크류 회전의 정지만을 필요로 한다. 이는, 압출기 스크류의 중심 통로의 길이 방향 대칭면을 따라 결합 가능하여 대칭면을 따라 결합될 때 중심 통로를 한정하는 제1 필터 블록 및 제2 필터 블록을 포함하는 본 발명에 따른 분할 필터에 의해 달성된다. 필터 블록들은 하우징에 밀봉 장착될 수 있어 하우징 및 결합된 필터부들이 함께 중심 통로의 길이부를 한정한다. 적어도 하나의 필터 블록은, 편평한 전면과 배면, 중심 개구부에 위치한 내측 에지(inner edge), 및 분리 모듈의 유체 수집 챔버와 접촉하는 외측 에지(outer edge)를 갖는 복수의 배럴 플레이트를 포함하는 적층 블록이다. 복수의 배럴 플레이트는 플레이트 스택에서 서로 앞뒤로 밀봉 적층된다. 제1 필터 블록과 제2 필터 블록 중 적어도 하나는 내측 에지에서 외측 에지까지 이어지는 필터 통로를 포함한다.

변형 구현예에서, 분리 모듈은 배럴 플레이트들의 스택으로 이루어진 필터 유닛을 포함하며, 각각의 배럴 플레이트는 압출기 스크류를 수용하기 위한 중앙 보어(bore)를 갖고, 중앙 보어의 대칭선을 따라 연장되는 분리면을 따라 제1 부분과 제2 부분으로 분할된다. 배럴 플레이트들을 적층하여 필터 블록을 형성한 경우, 배럴 플레이트를 제1 플레이트부와 제2 플레이트부로 분할하면 필터 블록을 분리면을 따라 제1 필터 블록과 제2 필터 블록으로 분할되도록 하며, 이들은 컨베이어 스크류에 대해 배치될 수 있다.

어느 하나의 구현예에서, 적층 플레이트를 포함하는 각각의 필터 블록은 또한, 적층 플레이트 또는 적층 플레이트부를 정렬하고 이들을 필터 블록으로 결합하기 위한 적층 구조를 포함한다. 분리 모듈은, 컨베이어 스크류에 대해 제1 필터 블록과 제2 필터 블록을 클램핑하여 압출기 스크류를 감싸고 분리면을 따라 보어를 밀봉하는 클램핑된 필터 블록을 형성하는 클램핑 구조를 더 포함한다. 적어도 하나의 적층 배럴 플레이트는 액체를 중앙 보어로부터 배수시키기 위한 필터 통로를 한정하는 필터 플레이트로서 구성된다.

분할 블록 필터 유닛 외에도, 본 발명에 따른 분할 모듈은 스크류 압출기의 배럴에 통합하기 위한 하우징을 포함하며, 하우징은 클램핑된 필터 블록을 수용하기 위한 가압 가능한 유체 수집 챔버를 한정한다. 하우징은 하우징이 배럴에 통합되는 동안 탈착 가능한 대향하는 뚜껑을 갖는다. 착탈식 뚜껑은 클램핑 구조 및 제1 필터 블록과 제2 필터 블록에 대한 접근 및 하우징으로부터의 탈착을 가능하게 한다. 하우징은 바람직하게, 필터 블록이 하우징으로부터 탈착될 수 있는 개방 위치와, 압착 구조가 필터 블록들을 결합시키고 압착하여 클램핑된 필터 블록을 하우징 내에 고정하고 클램핑된 필터 블록에 의해 한정되는 중심 통로를 수집 챔버로부터 밀봉하는 잠금 위치 사이의 이동을 위한 밀봉 및 압착 구조를 더 포함한다.

압출기로부터 필터 유닛을 탈착하기 위해, 대향하는 뚜껑이 하우징으로부터 탈착되고, 압착 구조가 개방 위치로 이동되며, 클램핑된 필터 블록으로부터 클램핑 구조가 탈착되어 하우징으로부터 제1 필터 블록과 제2 필터 블록을 탈착할 수 있도록 한다. 이후, 대체 필터 블록, 상이한 필터 블록, 또는 세척 후의 동일한 필터 블록의 설치가 반대 순서로 이루어진다. 중앙 보어의 밀봉 개선을 위해 밀봉재는 바람직하게 분리면에서 제1 필터 블록과 제2 필터 블록 사이에 삽입되며, 바람직하게는 압착 구조와 클램핑된 블록 사이 및 하우징과 착탈식 뚜껑 사이에 추가적 밀봉재가 제공된다.

필터 통로는 필터 플레이트에 필터 슬롯을 절개하거나, 필터 플레이트의 표면에 유체 통로를 간단하게 리세싱(recessing)하여 필터 플레이트에 직접 형성될 수 있다. 이는 압력 재킷에 구멍을 뚫는 종래의 방법보다 훨씬 더 용이하게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 리세스된 필터 통로는 필터 플레이트 표면에 통로를 에칭하여 생성될 수 있다. 필터 플레이트의 표면에 단지 필터 통로를 리세싱함으로써, 필터 플레이트의 전체적 완전성은 절개된 필터 슬롯을 갖는 필터 플레이트에서보다 덜 영향을 받는다. 리세스된 통로를 사용하면 매우 좁고 얕은 통로를 사용함으로써 훨씬 더 작은 필터 공극의 생성이 가능하다. 예를 들어, 필터 플레이트에 0.01 인치 폭과 0.001 인치 깊이의 필터 통로를 절개함으로써 단 0.00001 제곱인치의 공극 크기를 얻을 수 있다(최소 통로 깊이 * 최소 통로 폭).

일 구현예에서, 제1 필터 블록 및/또는 제2 필터 블록은 복수의 적층 배럴 플레이트를 포함하며, 각각은 편평한 전면, 편평한 배면, 중심 개구부를 한정하고 전면에서 배면까지 이어지는 내측 에지, 및 수집 챔버와 접촉하는 외측 에지를 갖는다. 배럴 플레이트는 인접한 배럴 플레이트의 전면과 배면의 결합을 밀봉하기 위해 서로 앞뒤로 필터 유닛 내에 적층되어 필터 블록을 형성하고 클램핑된 블록에서 유체 수집 챔버로부터 중심 개구부를 밀봉한다. 적어도 하나의 배럴 플레이트는 전면에 리세스된 필터 통로를 갖는 필터 플레이트로서 구성되며, 필터 통로는 필터 블록의 설치 상태에서 중심 개구부의 유체를 수집 챔버로 배출하기 위해 내측 에지에서 외측 에지까지 이어진다.

다른 구현예에서, 적어도 두 개의 인접한 배럴 플레이트가 함께 한 쌍의 필터 플레이트를 형성하도록 구성되며, 그 중 하나는 필터 플레이트로서 기능하고 내측 에지에서 필터 플레이트에 절개된 하나 이상의 필터 슬롯을 포함하고, 다른 하나는 필터 슬롯에서 외측 에지까지 유체 배출 통로를 제공하는 받침 플레이트로서 기능한다.

또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 필터 블록에서 많은, 또는 대부분의 배럴 플레이트는 필터 플레이트로서 구성된다. 가능한 최고의 공극률을 얻기 위해, 각 배럴 플레이트는 필터 플레이트로서 구성될 수 있다.

본 발명의 필터 유닛에서, 각각의 필터 플레이트, 또는 필터 플레이트 쌍은 적어도 하나의 필터 통로를 포함한다. 필터 공극률을 증가시키기 위해, 각각의 필터 플레이트는 여러 필터 통로를 포함할 수 있다. 각 필터 플레이트 또는 필터 플레이트 쌍에서 필터 통로의 수는 필터 플레이트 또는 필터 블록의 완전성을 손상시키지 않고 공극률을 최대화하도록 선택될 수 있다.

일 양태에서, 본 발명은 고체/유체 혼합물을 이송하기 위한 적어도 하나의 컨베이어 스크류를 구비한 고체/유체 분리 프레스용 필터 유닛을 제공하며, 프레스는 적어도 하나의 컨베이어 스크류를 수용하기 위한 중심 통로의 길이부를 각각 한정하는 적어도 두 개의 배럴 모듈로 분할된 배럴을 갖는다. 적어도 하나의 배럴 모듈은 유체 수집 챔버를 한정하는 하우징을 갖는 필터 모듈이다. 필터 유닛은, 중심 통로의 길이 방향 대칭면을 따라 결합 가능하여 대칭면을 따라 결합될 때 중심 통로를 한정하는 제1 필터 블록과 제2 필터 블록을 포함한다. 필터 블록들은 하우징에 밀봉 장착될 수 있어 하우징 및 결합된 필터부들이 함께 중심 통로의 길이부를 한정한다. 적어도 하나의 필터 블록은, 편평한 전면과 배면, 중심 개구부에 위치한 내측 에지, 및 수집 챔버와 접촉하는 외측 에지를 갖는 복수의 배럴 플레이트를 포함하는 적층 블록이다. 적층 블록에서, 배럴 플레이트들은 플레이트 스택에서 서로 앞뒤로 밀봉 적층된다. 적어도 하나의 필터 블록은 내측 에지에서 외측 에지까지 이어지는 필터 통로를 포함한다.

일 구현예에서, 적어도 하나의 배럴 플레이트는 필터 플레이트로서 구성되고 필터 통로를 포함한다. 필터 통로는 전면 및/또는 배면에 있을 수 있다.

다른 구현예에서, 적어도 한 쌍의 배럴 플레이트는 필터 통로를 한정하는 한 쌍의 필터 플레이트로서 구성된다.

본 발명의 필터 유닛은 하나 또는 두 개의 컨베이어 스크류를 포함하는 고체/유체 분리 프레스와 사용될 수 있고, 하나보다 많은 컨베이어 스크류가 사용될 경우, 필터 블록이 결합되는 중심 통로의 대칭면은 각각의 컨베이어 스크류의 종축을 통해 연장된다.

제1 필터 블록과 제2 필터 블록 중 하나 또는 모두는 적층 블록일 수 있다. 대안적으로, 하나의 필터 블록은 일체형(solid) 블록인 반면, 다른 필터 블록은 적층 블록이다.

본 발명의 필터 유닛에서, 적층 블록은 배럴 플레이트 및/또는 필터 플레이트의 스택 및 한 쌍의 엔드 플레이트를 포함할 수 있고, 플레이트 스택은 한 쌍의 엔드 플레이트 사이에서 압착된다. 적층 블록은 또한, 플레이트 스택에 배럴/필터 플레이트를 정렬하고 플레이트 스택을 배럴 플레이트들이 엔드 플레이트 사이에서 서로 앞뒤로 적층된 적층 블록으로 압착하기 위한 적층 구조를 포함할 수 있다.

본 발명의 필터 유닛은 대칭면을 따라 제1 필터 블록과 제2 필터 블록을 함께 클램핑하여 중심 통로의 일부를 한정하는 클램핑된 블록을 형성하기 위한 클램핑 구조를 더 포함할 수 있다.

각각의 필터 플레이트 또는 필터 플레이트 쌍은 미리 선택된 공극 크기를 가질 수 있어서, 각각의 필터 통로는 미리 선택된 공극 크기에 대응하는 내측 에지에서의 개구 면적을 갖는다. 또한, 각각의 플레이트 스택은 미리 선택된 필터 공극 크기 및 미리 선택된 공극률을 가질 수 있어서, 각각의 필터 통로는 미리 선택된 공극 크기에 대응하는 내측 에지에서의 개구 면적을 갖고, 각각의 필터 플레이트 또는 필터 플레이트 쌍은 중심 개구부의 총 표면적, 미리 선택된 공극 크기 및 필터 통로의 수로부터 계산된 플레이트 공극률을 갖는다. 플레이트 스택은 또한, 미리 선택된 공극률/플레이트 공극률의 비와 적어도 동일한 다수의 필터 플레이트 또는 필터 플레이트 쌍을 포함한다.

다른 양태에서, 본 발명은 고체/유체 혼합물을 이송하기 위한 적어도 하나의 컨베이어 스크류, 및 적어도 하나의 컨베이어 스크류를 수용하기 위한 중심 통로의 길이부를 각각 한정하는 적어도 두 개의 배럴 모듈로 분할된 배럴을 가진 고체/유체 분리 프레스용 필터 유닛으로서, 적어도 하나의 배럴 모듈은 유체 수집 챔버를 한정하는 하우징을 갖는 필터 모듈인, 필터 유닛을 제공한다. 필터 유닛은 편평한 전면과 배면, 중심 통로와 동일한 크기와 형상의 중심 개구부를 한정하는 내측 에지, 및 외측 에지를 갖는 복수의 배럴 플레이트를 포함한다. 필터 유닛을 분해할 수 있도록 하기 위해, 각각의 배럴 플레이트는 중심 통로 대칭면을 따라 제1 분할 플레이트와 제2 분할 플레이트로 분할된다. 이 필터 유닛은, 제1 분할 플레이트를 제1 플레이트 스택에, 제2 분할 플레이트를 제2 플레이트 스택에 정렬하고, 제1 플레이트 스택과 제2 플레이트 스택을 제1 필터 블록과 제2 필터 블록으로 압착하기 위한 적층 구조로서, 제1 분할 플레이트와 제2 분할 플레이트는 각각 제1 플레이트 스택과 제2 플레이트 스택에서 서로 앞뒤로 적층되며, 제1 분할 플레이트와 제2 분할 플레이트는 각각의 플레이트 스택에서 서로 밀봉 결합되는, 적층 구조를 더 포함한다. 이 필터 유닛은, 대칭면을 따라 제1 필터 블록과 제2 필터 블록을 함께 클램핑하여 중심 통로의 일부 및 배럴의 일부를 형성하기 위한 클램핑 구조를 더 포함한다. 제1 플레이트 스택과 제2 플레이트 스택 중 적어도 하나에서 제1 분할 플레이트와 제2 분할 플레이트 중 적어도 하나는 내측 에지에서 외측 에지까지 이어지는 필터 통로를 한정한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 고체/유체 혼합물을 이송하기 위한 적어도 하나의 컨베이어 스크류, 및 적어도 하나의 컨베이어 스크류를 위한 중심 통로를 한정하는 배럴을 포함하되, 중심 통로는 각각의 압출기 스크류에 대한 종축을 갖는 고체/유체 분리 프레스용 고체/유체 분리 모듈을 제공한다. 분리 모듈은, 가압 가능한 유체 수집 챔버를 한정하고 압출기 배럴에 통합하기 위한 하우징으로서, 압출기 배럴에 통합될 때 하우징으로부터 탈착 가능한 대향하는 한 쌍의 뚜껑을 갖는 하우징을 포함한다. 모듈은, 본 발명에 따른 필터 유닛으로서, 하우징에 밀봉 장착되어 수집 챔버로부터 중심 개구부를 밀봉하는 필터 유닛을 더 포함한다. 고체/유체 분리 모듈의 일 구현예에서, 하우징은 액체 및 기체용 별개의 배출구를 포함한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 고체/유체 함유 혼합물을 이송하기 위한 적어도 하나의 컨베이어 스크류, 및 적어도 하나의 압출기 스크류를 위한 중심 통로를 한정하는 배럴을 포함하되, 중심 통로는 각각의 압출기 스크류에 대한 종축을 가지며, 배럴은 적어도 하나가 본 발명에 따른 고체/유체 분리 모듈인 적어도 두 개의 배럴 모듈을 포함하는, 고체/유체 분리 프레스를 제공한다. 고체/유체 분리 프레스의 일 구현예서, 모든 배럴 모듈은 본 발명에 따른 고체/유체 분리 모듈이다. 다른 구현예에서, 각각의 고체/유체 분리 모듈은 미리 선택된 공극 크기를 가지며, 각각의 필터 통로는 미리 선택된 공극 크기에 대응하는 내측 에지에서의 개구 면적을 갖는다. 필터 모듈은 미리 선택된 공극 크기로 나눈 중심 개구부의 총 표면적 및 필터 블록 내 필터 통로의 수로부터 계산된 미리 선택된 공극률을 가질 수 있다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 고체/유체 함유 혼합물, 예를 들면 리그노셀룰로스 바이오매스 같은 바이오매스로부터 유체를 분리하기 위한 본 발명에 따른 고체/유체 분리 프레스의 용도를 제공한다.

일 구현예에서 본 발명에 따른 분리 모듈은 5% 내지 20%(필터의 총 표면적에 대한 공극의 총 면적)의 공극률을 갖는 필터 유닛을 포함하며, 5 내지 20% 또는 11 내지 20%의 필터 공극률로 300 psig 내지 10,000 psig의 작동 압력을 견디도록 구성된다. 각각의 필터 플레이트는 0.0005 내지 0.00001 제곱인치의 공극 크기를 갖는 복수의 필터 통로를 포함할 수 있다.

다른 구현예에서, 필터 유닛은 미세 고체의 분리를 위한 0.00001 제곱인치의 공극 크기, 5.7%의 공극률 및 2,500 psig의 압력 저항을 갖는 통로가 있는 필터 플레이트를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 필터 유닛은 0.0005 제곱인치의 공극 크기, 20%의 공극률 및 5,000 psig의 압력 저항을 갖는 공극을 포함한다. 다른 구현예에서, 필터 유닛은 0.00005 제곱인치의 공극 크기 및 11.4%의 공극률을 갖는 공극을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 필터 유닛은 0.00001 제곱인치의 공극 크기 및 20%의 공극률을 갖는 공극을 포함한다.

본 발명에 따른 필터 유닛에서, 공극 크기는 필터 통로의 폭과 깊이 중 어느 하나 또는 둘 다를 변화시켜 조절될 수 있다. 필터 플레이트의 완전성을 최대로 유지하기 위해, 필터 통로의 깊이는 가능한 작게 유지될 수 있고 공극 크기는 필터 통로 폭을 변화시켜 조절된다. 필터 통로의 폭은 0.1 인치에서 0.01 인치까지 변화시킬 수 있고 필터 통로의 깊이는 0.001 인치에서 0.005 인치까지 변화시킬 수 있다. 필터 플레이트의 필터 통로는 모두 동일한 공극 크기를 갖거나 상이한 공극 크기를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 고체/유체 분리 프레스에서, 분리 모듈은 프레스의 배럴에 장착되고 중심 개구부는 프레스의 압출기 스크류의 길이부 또는 스크류들을 적합하게 수용하도록 크기 조절된다. 컨베이어 스크류는 압착된 물질을 필터 표면으로부터 연속적으로 제거하면서 동시에 상당한 분리 압력을 생성하도록, 클램핑된 필터 블록의 중앙 보어에 대해 정밀한 공차를 갖는 것이 바람직하다. 적은 양의 섬유가 필터 블록의 표면에 포획되는 경우, 섬유는 컨베이어 스크류에 의해 더 작은 조각으로 전단되어 결국 필터 유닛을 통과하여 매우 미세한 입자로서 액체 스트림과 함께 배출될 것이다. 이는 고압 고온 환경에서 고체/유체 혼합물의 고체 부분과 액체 부분을 분리할 수 있는 고체/유체 분리 장치를 제공한다.

고체/유체 분리 프레스의 다른 구현예에서, 프레스는 트윈 맞물림 컨베이어 스크류를 포함하고, 분리 모듈은 트윈 스크류 프레스의 배럴에 장착되며, 중앙 보어는 맞물림 컨베이어 스크류의 일부를 적합하게 수용하도록 크기 조절된다. 하우징은 수집 챔버로부터 액체와 기체를 따로 배출하기 위한 별개의 액체 배출구와 기체 배출구를 가질 수 있다.

본 개시의 다른 양태와 특징은 첨부한 도면과 함께 이하의 특정 구현예의 설명에 따라 당업자에게 분명하게 될 것이다.

본원에 설명한 구현예에 대한 이해를 돕고, 그 구현예를 실시할 수 있는 방법을 더 명확히 보여주기 위해, 예시적 구현예를 나타내는 첨부 도면을 단지 예로서 참조한다.
도 1은 본 발명에 따른 한 쌍의 고체/유체 분리 모듈을 포함하는 예시적인 고체/유체 분리 장치의 부분 개략 측면 입면도이다.
도 2는 예시적인 고체/유체 분리 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 2의 고체/유체 분리 모듈을 분해도로 도시한다.
도 4는 도 2의 고체/유체 분리 모듈의 수직 단면도를 도시한다.
도 5는 도 2의 고체/유체 분리 모듈의 부분 절개도이다.
도 6은 본 발명에 따른 예시적인 분할 필터 모듈의 사시도이다.
도 7은 도 6의 분할 필터 모듈의 하부 필터 플레이트 스택에 대한 사시도이다.
도 8은 도 6의 분할 필터 모듈의 상부 필터 플레이트 스택에 대한 사시도이다.
도 9는 도 8의 상부 필터 플레이트 스택을 분해도로 도시한다.
도 10은 도 7 또는 도 8의 상부 또는 하부 필터 플레이트 스택에 포함되는 예시적인 필터 플레이트의 축 방향 평면도이다.

간결하고 명료한 설명을 위해, 적절하다면 상응하거나 유사한 요소 또는 단계를 나타내기 위해 도면 중에서 참조번호가 반복될 수 있는 것을 이해할 것이다. 또한, 본원에 설명된 예시적 구현예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 다양한 특정 세부 사항이 제시된다. 그러나, 당업자라면 본원에 설명된 구현예들이 이러한 특정 세부 사항 없이도 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 경우에, 본원에 설명된 구현예들을 모호하게 하지 않도록 주지의 방법, 과정 및 구성요소들은 상세하게 설명하지 않았다. 또한, 이러한 설명은 본원에 설명된 구현예들의 범위를 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 간주되는 것이 아니라, 오히려 본원에 설명된 다양한 구현예들의 실시를 단지 설명하는 것이다.

본 발명의 필터 유닛은 싱글 스크류, 트윈 스크류 또는 멀티 스크류 고체/유체 분리 프레스와 함께, 예를 들어, 적어도 압출기 배럴 길이의 일부를 따라 스크류의 플라이팅(flighting)이 개재되거나 맞물려져 스크류들 사이와 각 스크류와 배럴 사이에 허용 공차를 한정하는 평행 또는 비평행 스크류들을 가진 트윈 스크류 압출기 어셈블리와 사용하기 위한 것이다. 그러나, 본 발명의 필터 유닛은 두 개보다 많은 컨베이어 스크류를 갖는 스크류 압출기와 사용될 수도 있다.

본 발명자들은 고체/유체 분리 장치 또는 프레스, 예를 들면 스크류 프레스 컨베이어 또는 모듈식 스크류 장치와 사용하기 위한 고체/유체 분리 장치 또는 고체/유체 여과 장치용 분할 필터 유닛을 개발하였고, 여과 장치는 분리 장치를 분해할 필요 없이 고체/유체 분리 장치 또는 프레스에 설치되고/되거나 그로부터 탈착될 수 있고, 임의의 조립 또는 분해는 필터 유닛을 수용하는 분리 장치의 분리 모듈로 제한된다. 특히, 본 발명의 필터 유닛은 분리 장치로부터 컨베이어 스크류를 탈착하지 않고 설치되거나 분리 모듈로부터 탈착될 수 있다.

이러한 장점 외에도, 본 발명의 필터 유닛은 매우 높은 압력(최대 20,000 psig)을 취급할 수 있는 배럴 플레이트 스택 필터를 포함할 수 있다. 배럴 플레이트의 일부 또는 모두는 필터 플레이트들로서 구성되어 상업적으로 입수 가능한 스크류 프레스 여과 장치보다 높은 50~90%의 고체 수준을 생성할 수 있는 필터 플레이트 스택을 만들 수 있다. 필터 플레이트 스택은 매우 작은 공극 크기 필터의 추가 장점을 제공할 수 있으므로, 이 필터로 추출된 액체 부분은 부유 고체를 거의 함유하지 않을 수 있다. 본 발명에 따른 고압 필터 유닛과 트윈 스크류 압출기 프레스를 결합하면 80% 초과 고체 수준의 실질적 건조 케이크를 개발할 수 있는 고체/액체 분리 장치를 만들 수 있다. 본 발명에 따른 필터 유닛을 포함하는 본 발명에 따른 트위 컨베이어 스크류 프레스는 300 psi를 초과하는 압력에서 박층의 고체/유체 혼합물을 처리할 수 있는 동시에, 포집되고 구속된 액체와 물이 필터 유닛을 통해 혼합물 밖으로 이동할 경로를 허용한다.

본 발명에 따른 필터 유닛을 구비한 스크류 프레스 또는 압출기 프레스를 사용하여, 고체/유체 혼합물에 상당한 전단력/응력을 가할 수 있고, 이러한 힘이 얇은 케이크에 가해져 필터 유닛을 통해 액체를 외부로 방출시키다. 가장 중요한 것은, 필터 유닛이 컨베이어 스크류 또는 스크류들에 대해 설치될 수 있는 분할 블록 필터 유닛이므로 스크류 프레스의 분해, 즉 컨베이어 스크류 또는 스크류들의 탈착이 필터 유닛의 조립 및 분해를 더 이상 필요로 하지 않는다는 것이다. 따라서, 이 분할 블록 필터 유닛은 트윈 스크류 압출기 프레스와 사용될 경우, 폐색된 필터 유닛의 세척과 관련된 중단시간과 수리비 양을 절감함으로써 상당한 이점을 제공할 것이다.

다시 도면으로 돌아와서, 도 1은 본 발명에 따른 분할 블록 필터 유닛을 구비한 분리 모듈(200)을 포함하는 예시적 고체/유체 분리 장치(20)를 개략적으로 도시한다. 예시적 장치는 배럴 모듈(12) 및 분리 모듈(200)을 구비한 배럴(21)을 포함하는 트윈 스크류 압출기이다. 압출기는 중간 기어 박스 드라이브(24)를 통해 모터(26)에 의해 구동되며, 모터와 기어 박스는 모두 종래의 부품이다. 도시된 예시적 구현예의 분리 모듈은 배럴 모듈(12)보다 더 긴 축 길이를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 구현예에서, 배럴 모듈을 분리 모듈로 교체하고 또 그 반대로 교체할 수 있도록, 분리 모듈(200)의 축 길이는 배럴 모듈(12)의 축 길이와 동일하게 조절될 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 분할 필터 유닛을 포함하는 분리 모듈(200)을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 예시적인 고체/유체 분리 모듈(200)의 사시도가 도 2에 별도로 도시되어 있다. 분리 모듈(200)은 하우징(100) 및 하우징에 수용된 분할 블록 필터 유닛을 포함한다. 필터 유닛은 도 3 내지 도 10을 참조하여 보다 상세히 논의될 것이다. 하우징(100)은 좌우 측벽(101, 102), 전후 벽(103, 104), 및 상단 및 하단 뚜껑(105, 106)을 포함한다. 벽들(101~104)은 측벽(101, 102)의 전후 에지와 전후 벽(103, 104)에서 나사식 블라인드 보어(108)를 결합하는 볼트(미도시)를 통해 분리 장치(20)의 배럴(21)에 통합될 수 있는 케이싱을 형성한다. 하우징(100)은 유체 수집 챔버(110)(도 3 참조)를 형성하며, 이것은 임의의 부품의 최고 압력을 견딜 수 있고, 여과된 유체를 기체와 액체로 분리하는 데 사용되며, 본 발명의 분할 블록 필터 유닛(300)을 수용한다(도 6 참조). 수집 챔버(110)는 보어(107)를 통해 이어지는 볼트(미도시)를 통해 측벽, 전후 벽에 볼트 고정되는 상단 및/또는 하단 뚜껑(105, 106)을 탈착하여 열 수 있다. 필터 블록의 조립 및 분해 시 뚜껑이 잘못 놓일 위험을 줄이기 위해 뚜껑(105, 106)은 힌지 결합에 의해 또는 달리 하우징의 벽들(101, 102, 103, 104) 중 하나에 부착될 수도 있다. 수집 챔버(110)로부터 기체를 배출하기 위해 상단 뚜껑(105)에 상단 기체 배출구(120)가 제공된다. 수집 챔버(110)로부터 액체를 배출하기 위해 하단 뚜껑(106)에 하단 액체 배출구(130)(도 4 참조)가 제공된다. 전후 벽(103, 104)은 분리 장치(20)의 압출기 스크류(미도시)를 수용하기 위한 중심 개구부(112)를 포함한다. 고압 수집 챔버(200)는 바람직하게 하우징(100)의 부품들 간의 모든 상호 접촉 지점에 적용된 실런트(미도시)에 의해 밀봉된다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 분리 모듈(200)은 도시된 예시적 구현예에서 플레이트 팩(310 및 320)으로서 각각 구성된 상부 및 하부(또는 제1 및 제2) 필터 블록(302, 304)을 갖는 분할 블록 필터 유닛(300)과 하우징(100)을 포함한다. 필터 블록(302, 304)은 중심 개구부(112)의 대칭면을 따라 결합되고, 클램핑 구조에 의해 함께 클램핑되어 클램핑된 블록(355)을 형성한다. 분할 블록 필터 유닛(300)을 형성하기 위해 클램핑 구조는 상부 및 하부 클램핑 장치(340 및 330)를 포함한다. 본 발명의 주요 양태에 따르면, 분할 블록 필터 유닛(300)은 하우징이 압출기 배럴(21)(도 1)에 통합되는 동안, 그리고 압출기 배럴을 통해 압출기 스크류가 연장되거나 압출기 스크류들이 연장되는 동안, 하우징(100)에 설치되고 그로부터 분해될 수 있다. 이것은 도 3 내지 도 6으로부터 가장 잘 이해된다.

분할 블록 필터 유닛(300)의 탈착을 위해, 상부 및 하부 뚜껑(105, 106)이 탈착되어 분할 블록 필터 유닛(300)에 대한 접근을 제공한다. 하우징에서 필터 유닛(300)의 고정을 풀기 위해 필터 유닛 밀봉 장치(400)(도 4)가 풀린다. 그리고 나서, 상부 및 하부 클램핑 장치(340 및 330)가 풀리고 하단 클램핑 장치가 연결 로드(347)로부터 분리된다. 일단 분리되면, 하단 클램핑 장치(330)는 하부 필터 블록(304), 여기서는 플레이트 팩(320)과 함께 하우징(100)에서 떨어질 것이다. 상부 클램핑 장치(340), 상부 필터 블록(302), 여기서는 플레이트 팩(310), 및 연결 로드(347)는 압출기 스크류(미도시)에 의해 지지되어 하우징에 장착된 상태로 남아 있다. 상부 클램핑 장치(340)와 연결 로드(347)를 하우징(100)으로부터 위로 탈착하면 상부 필터 블록(302), 여기서는 플레이트 팩(310)에 접근할 수 있을 것이고, 이것도 하우징으로부터 이후 탈착될 수 있다. 플레이트 팩(310, 320) 형태의 상부 및 하부 필터 블록(302, 304)은 이후 분해, 세척, 재조립, 재설치되거나 간단하게 대체될 수 있다. 하우징에서 압출기 스크류에 대한 필터 유닛(300)의 조립은 상부 필터 블록(302)으로 시작하여 역순으로 일어날 것이다. 조립 시, 압출기 스크류에 대해 필터 블록의 밀봉을 위해 필터 블록(302, 304) 사이에 한 쌍의 밀봉재(350)가 배치되어 수집 챔버(110)로부터 중심 통로(112)를 밀봉한다.

적어도 하나의 필터 블록이 적어도 하나의 여과 통로를 포함하는 한, 상부 및 하부 필터 블록(302, 304)은 각각 독립적으로, 일체형 블록, 천공된 여과 통로가 있는 일체형 블록, 또는 도 7 내지 도 9에 대해 이하 보다 상세히 설명되는 바와 같은 적층 블록일 수 있다. 도 1 내지 도 6에 도시된 예시적 구현예에서, 두 필터 블록(302, 304)은 모두 이하 보다 상세히 설명되는 바와 같이 적층 블록(310, 320)이다.

도 3 및 도 6에 상세히 도시된 바와 같이 클램핑 구조의 상부 및 하부 클램핑 장치(340, 330)는 각각 필터 유닛(300)에 의해 분리된 유체의 통로를 허용하도록 이격된 둘 이상의 평행한 클램핑 바(344, 334)를 포함한다. 클램핑 바(344, 334)는 브리징 바(342, 332)에 의해 고정 이격된 관계로 유지되며, 클램핑 바는 볼트(348, 338)(도 6)에 의해 브리징 바에 볼트 고정되고, 브리징 바는 적층 블록에서 배럴 플레이트와 엔드 플레이트의 클램핑 에지(323b)(도 10)에 의해 형성된 적층 블록의 한 쌍의 측면 클램핑 숄더에 기대어져 있다. 상부 및 하부 클램핑 장치(340, 330)는 압출기 스크류와 필터 블록(302, 304)에 대해 서로 연결되어 서로에 대한 필터 블록의 클램핑을 가능하게 함으로써 압출기 스크류에 대해 필터 블록을 밀봉한다. 상부 및 하부 클램핑 장치(340, 330)는 필터 블록(302, 304)을 지나 연장되는 연결 로드(347)에 의해 연결된다. 상부 및 하부 클램핑 바(344, 334)는 볼트(346, 336)(도 3 및 도 6)에 의해 연결 로드에 볼트 고정된다. 설명된 바와 같이 상부 및 하부 클램핑 장치(340, 330)의 조립은 별개의 클램핑 바(344, 334)와 브리징 바(342, 332)를 포함한다. 이러한 구성은, 모듈식 접근법을 제공하여, 간단하게 클램핑 바를 추가 또는 탈착하고 더 길거나 더 짧은 브리징 바를 사용함으로써 클램핑 장치의 길이 방향 신장 또는 단축을 가능하게 한다. 대안으로, 상부 및 하부 클램핑 장치(340, 330)는 각각 하나의 부품으로 만들어질 수 있다.

도 8 및 도 7의 분리에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 적층 블록(310, 320)은 배럴 플레이트(314, 324), 엔드 플레이트 및 적층 구조로부터 조립된다. 엔드 플레이트는 전단 엔드 플레이트(311, 321)와 후단 엔드 플레이트(312, 322)를 포함한다. 적층 구조는 정렬 로드(317)와 정렬 볼트(316)를 포함한다. 배럴 플레이트(314, 324)는 도 9에 도시된 바와 같이 정렬 로드(317)를 위한 정렬 보어(325)를 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이 상부 적층 블록(310)의 예시적 구현예에서, 플레이트 팩의 균일 압착을 위해 배럴 플레이트(314)와 기본 전체 윤곽은 동일하지만 두께는 훨씬 두꺼운 전단 및 후단 플레이트(311, 312) 사이에서 복수의 배럴 플레이트(314)가 압착된다. 전단 및 후단 엔드 플레이트(311, 312)는 배럴 플레이트(314)와 동일한 정렬 보어(325) 및 볼트(316)를 위한 리세스(318)를 포함한다. 전단 및 후단 엔드 플레이트(311, 312)에 리세스된 클램핑 볼트(316)와 결합된 정렬 로드(317)는 엔드 플레이트(311, 312) 사이에서 플레이트 팩을 클램핑하여 배럴 플레이트(314)를 함께 밀봉하고 상부 적층 블록(310)을 형성하는 데 사용된다. 하부 적층 블록(320)은 배럴 플레이트(324), 전단 및 후단 엔드 플레이트(321, 322), 정렬 로드(317) 및 정렬 볼트(316)를 사용하여 동일한 방식으로 조립됨으로써, 배럴 플레이트(324)와 엔드 플레이트(321, 322)는 배럴 플레이트(314)와 엔드 플레이트(311, 312)에 대한 미러 이미지를 형성한다.

플레이트 스택에 정렬되고 압착된 배럴 플레이트를 유지하기 위한 다른 장치가 사용될 수도 있다. 정렬 구조는 또한 연관된 클램핑 장치(미도시)와 통합되어 상부 및 하부 필터 블록(310, 320)을 각각 연관된 클램핑 장치와 함께 취급할 수 있게 함으로써, 하우징에 삽입 및 그로부터의 탈착을 가능한 한 용이하게 할 수 있다. 상부 및 하부 적층 블록(310, 320)에서 하나 이상의 배럴 플레이트(314, 324)는 필터 플레이트로서 구성될 수 있다. 필터 플레이트로서 구성된 배럴 플레이트(314, 324)의 세부 구성은 도 10을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다.

도 3 내지 도 6으로 돌아가면, 잠금 장치(400)는 클램핑된 블록(355)을 전후 벽(101, 102) 사이에서 하우징(100) 내에 고정하고, 클램핑된 블록(355) 내에서 관통 중심 통로(112)로부터 수집 챔버(110)를 밀봉하는 기능을 한다. 잠금 장치(400)는, 중심 통로(112)와 동심 정렬되어 전후 벽(101, 102) 중 하나에 부착되거나 통합된 외부 나사산 원통형 베이스 슬리브(406), 베이스 슬리브와 나사산 결합할 수 있는 나사 캡 너트(404), 캡 너트(404)와 클램핑된 블록(355) 사이에 배치하기 위한 원형 밀봉재(402), 및 전후 벽(101, 102) 중 베이스 슬리브(406)가 부착되지 않은 다른 벽과 클램핑된 블록(355) 사이에 배치하기 위한 편평한 밀봉재(405)를 포함한다. 베이스 슬리브(406)에 캡 너트(404)를 나사 결합하면 캡 너트와 하우징(100)의 반대측 말단 벽 사이의 공간을 증가시키는 반면, 나사 결합을 풀면 이 공간을 감소시킨다. 따라서, 필터 유닛(300)의 클램핑된 블록(355) 설치 및 탈착을 위해 캡 너트(404)는 베이스 슬리브(406)에 완전히 나사 결합된다. 하우징 내 필터 유닛(300)의 밀봉을 위해, 클램핑된 블록이 캡 너트(404)와 하우징의 반대측 말단 벽 사이에서 단단히 눌려질 때까지 캡 너트(404)는 나사 결합이 풀린다(도 4 및 도 5 참조). 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 회전 잠금 장치의 사용이 하우징 내에서 클램핑된 블록의 잠금 및 해제를 용이하게 하지만, 수집 챔버로부터 중심 통로를 밀봉하면서 클램핑된 블록을 하우징 내에 안정적으로 고정하는 데 유용한 임의의 다른 잠금 구조가 사용될 수 있다. 예를 들어, 중심 개구부를 수용하기 위한 개구 또는 슬롯을 가진 한 쌍의 대향 웨지(미도시)가 베이스 슬리브(406)와 캡 너트(404) 대신 사용되어, 클램핑된 블록을 하우징 내에 고정시킬 수 있다. 잠금 및 해제의 용이성을 위해 웨지 중 하나는 전후 벽(101, 102) 중 하나에 부착되거나 통합될 수 있다.

도 4, 5 및 7~9에 도시된 바와 같이, 필터 유닛은 적층 배럴 플레이트(314, 324)를 포함하며, 이들은 필터 유닛(300)에 적층되고 클램핑될 경우 분리 장치(20)의 배럴(21)을 통해 이어지는 중앙 통로(112)의 일부를 한정한다. 중심 통로(112)는 중심 통로에 수용된 압출기 스크류의 수와 그 개수가 동일한 하나 이상의 종축을 갖는다. 적층 배럴 플레이트로 이루어진 필터 블록은 미국 출원 US 2012/0118517에 개시되었다. 그러나, 이 종래의 필터 시스템에 개시된 필터 및 받침 플레이트는 중심 개구부에 대해 연속적이므로 컨베이어 스크류 주위로부터 탈착될 수 있는 것이 아니라, 잡아당겨 컨베이어 스크류에서 탈착해야 하거나, 컨베이어 스크류가 일단 탈착되면 필터 프레스로부터 분해되어야 한다. 압출기 스크류를 탈착하지 않고 하우징으로부터 적층 배럴 플레이트를 탈착할 수 있도록 하기 위해, 본 발명에 따른 필터 유닛은 분할 필터 블록을 포함한다. 이는 종래의 전체 배럴 플레이트를 중심 개구부(112)의 각 종축을 통해 연장되는 대칭면을 따라 제1 및 제2 부분으로 이분 분할하거나, 또는 중심 개구부의 절반을 형성하도록 설계된 배럴 플레이트로부터 별개의 이분 분할 블록을 제조하여 이루어질 수 있다. 이하 설명되는 바와 같이, 후자의 방법이 배럴 플레이트와 적층 블록 구조를 단순화할 수 있으므로 더 유리하다. 배럴 플레이트는 두 개의 종축(113, 115)을 통해 연장되는 중심 개구부(112)의 대칭면(117)을 따라 상부 분할 플레이트(314)와 하부 분할 플레이트(324)로 분할될 수 있다(도 6). 대안적으로, 전체 플레이트를 분할하기보다는, 별개의 상부 및 하부 배럴 플레이트(314, 324)가 개별적으로 제조될 수 있고, 이 배럴 플레이트들은 디자인이 다르거나 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 미러 이미지 디자인을 가질 수 있다. 미러 이미지 디자인을 가진 상부 및 하부 배럴 플레이트를 만들면 도 10에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 배럴 플레이트 팩(310, 320) 둘 다에 사용될 수 있는 단일 유형의 범용 필터 플레이트(370)를 사용할 수 있다. 단일 디자인의 범용 배럴 플레이트(370)는 편평한 전면과 배면을 가진 바디(372), 전면과 배면 사이에서 연장되는 내측 에지(328), 전면과 배면 사이에서 연장되는 외측 에지(329), 및 측면 탭(323)을 포함한다. 내측 에지(328)는 대칭면(117)의 일측에 위치한 중앙의 중심 개구부(112)의 정확하게 절반을 한정한다. 외측 에지(329)는 수집 챔버(110)(도 3)와 접촉하기 위한 것이며, 내측 에지와 외측 에지(328, 329) 간 최소 바디 폭을 유지하도록 볼록하게 만곡되어 있다. 측면 탭(323)은, 적층 블록의 일부가 대칭면(117)을 따라 유사 적층 블록의 적층 배럴 플레이트와 대응하는 경우 범용 배럴 플레이트(370)를 클램핑하기 위해 제공된다. 적층 블록에 적층되는 경우 범용 배럴 플레이트(370) 각각은 대칭면의 반대측에 미러 이미지로 배치된 유사 범용 배럴 플레이트(370)의 밀봉 에지와 결합하기 위한, 대칭면(117)에서 연장되는 밀봉 에지(323a)를 포함한다. 측면 탭(323) 각각은 브리징 바(342, 332)(도 3) 중 하나에 의한 결합을 위해 밀봉 에지(323a)에 평행하게 연장되는 클램핑 에지(323b)를 더 포함한다. 플레이트 스택에서 배럴 플레이트(370)의 클램핑 에지(323b)는 함께 각각 상부 및 하부 클램핑 장치(340, 330)의 브리징 바(342, 332) 중 하나에 의한 결합을 위해 클램핑 숄더를 형성한다. 범용 배럴 플레이트(370)는 도 9에 도시된 바와 같이 정렬 로드(317)를 수용하기 위한 정렬 보어(325)를 포함한다. 도 9에 도시된 예시적 구현예에서, 복수의 범용 배럴 플레이트(370)는 전단 및 후단 엔드 플레이트(311, 312)에 의해 상부 적층 블록(310)으로 압착된다(하부 적층 블록(320)은 동일하고 단순히 상하 거꾸로 사용됨). 클램핑 볼트(316)와 결합된 정렬 로드(317)는 엔드 플레이트 사이에서 플레이트 팩을 클램핑하여 배럴 플레이트(370)를 함께 밀봉하고 적층 블록(310, 320)을 형성하는 데 사용된다.

중심 개구부(112)에서 가압된 유체/고체 혼합물로부터 유체를 분리하기 위해, 적층 블록(310, 320) 내 하나 이상의 범용 배럴 플레이트(370)는, 각각 내측 에지(328)로부터 연장되는 필터 플레이트(372) 내 유체 통로를 한정하는 하나 이상의 필터 통로(360)를 포함하는 필터 플레이트(372)로서 구성될 수 있다. 필터 통로(360)는 내측 에지(328)로부터 외측 에지(329)까지, 또는 내측 에지(328)로부터 수집 챔버와의 유체 연통을 위해 동일 플레이트 상/내에 또는 바로 인접한 플레이트 상/내에 제공된 다른 유체 통로와 연결된 중심 개구부에서 떨어진 위치까지 계속 이어질 수 있다. 필터 통로(360)는 배럴 플레이트(314, 324, 370)의 절단, 스코어링, 에칭 또는 절곡에 의해 제공될 수 있고, 통로가 형성되는 정확한 방식은 본 발명에 특별히 중요하지 않으므로 본원에서 더 이상 설명하지 않는다. 필터 통로(360)가 필터 플레이트의 전면에서 내측 에지(328)로부터 외측 에지(329)까지 이어지는 경우, 이 필터 플레이트가 다른 유사 필터 플레이트들과 서로 앞뒤로 적층될 때 하나의 필터 플레이트의 배면은 바로 뒤에 있는 유사 필터 플레이트에서 필터 통로(360)를 위한 덮개로 항상 기능할 것이므로 하나의 유형의 필터 플레이트만 필요하다. 내측 에지로부터 연장되는 필터 통로의 제1 부분이 하나의 배럴 플레이트에 제공되고 제1 부분을 외측 에지와 연결하는 보완 유체 통로가 다른 배럴 플레이트에 제공되는 경우, 이들 두 유형의 플레이트는 적층 블록에서 항상 플레이트 쌍으로 사용되어야 할 것이다.

일 구현예에서, 필터 유닛 설계를 단순화하고 필터 유닛의 여과 용량을 최대화하기 위해 각각의 배럴 플레이트(314, 324) 또는 범용 배럴 플레이트(370)은 필터 플레이트로서 구성된다. 적층 블록의 공극률을 최대화하기 위해, 각각의 필터 플레이트는 필터 플레이트 및 필터 플레이트가 포함된 적층 블록의 구조적 완전성과 압력 유지 용량을 손상시키지 않고 필터 플레이트에 포함될 수 있는 최대 개수의 필터 통로(360)를 포함한다. 제조 비용의 절감과 조립의 용이성을 위해, 분리 모듈(200)에 사용되는 모든 배럴 플레이트는 동일한 구조의 필터 플레이트(372)일 수 있다.

분리 모듈(200)에 포함되는 배럴 플레이트(314, 324)의 개수는 플레이트 두께, 하우징(100)의 치수 및 원하는 필터 공극률에 따라 조절될 수 있다. 도시된 구현예에서, 각각의 적층 블록(310, 320)은 적층 길이의 인치 당 200개의 필터 플레이트(372)를 포함하고, 각각의 플레이트는 0.005 인치의 두께와 0.864 제곱인치의 총 개방 면적을 갖는다. 도시된 구현예로, 약 600 psig의 배럴 압력에서 72%의 건조 물질 함량을 얻을 수 있다. 연속적으로, 40 g의 고체 및 60 g의 물을 함유한 100 g의 바이오매스를 100℃의 온도에서 600 psig의 내부 압력을 이용하여 필터 모듈(300)에서 압착하여 39 g의 부유 고체와 15 g의 물을 함유한 건조 바이오매스 배출물(액체/고체 바이오매스 중 고체 부분)을 얻을 수 있다. 얻어진 여과액은, 비교적 투명하고 필터 통로(360)의 공극 크기와 동일한 평균 입자 크기를 갖는 소량(약 1g)의 부유 고체만을 함유한 약 95 g의 물을 함유할 것이다.

도 10에 도시된 범용 필터 플레이트(372)의 구현예에서, 플레이트의 구조적 완전성에 미치는 리세스의 영향을 최소화하고 설치 또는 작동 중 플레이트의 뒤틀림 또는 좌굴을 가능한 많이 방지하기 위해 필터 통로(360)는 필터 플레이트 두께의 단지 일부인 깊이로 절개된 리세스 형태이다. 바람직하게, 리세스는 플레이트 두께의 1/3 이하, 더 바람직하게는 플레이트 두께의 1/5, 가장 바람직하게는 플레이트 두께의 1/10 이하의 깊이를 갖는다. 이러한 방식으로 매우 얇은 필터 플레이트와 매우 얕은 리세스를 사용하여 매우 작은 필터 공극을 얻을 수 있다. 예를 들어, 필터 플레이트(372)에 0.05 인치 폭과 0.001 인치 깊이의 필터 통로(360)를 절개하여, 단지 0.00005 제곱인치의 공극 크기를 얻을 수 있다. 훨씬 더 미세한 여과를 위해, 0.01 인치 폭의 필터 통로가 사용될 수 있다. 필터 통로(360)는, 예를 들어 레이저 절개 또는 산 에칭에 의해 생성될 수 있다. 도시된 예시적 구현예에서, 필터 플레이트(372)는 316 스테인리스 스틸로 만들어지고 통로(360)는 산 에칭에 의해 절개되었다. 통상적인 포토리소그래피 공정을 사용하여 필터 플레이트(372) 상에 절개될 통로의 형상 및 패턴을 한정할 수 있다.

필터 플레이트로서 구성될 수 있는 동일한 적층 배럴 플레이트로부터 배럴(21)의 일부를 조립하는 기본 구성은, 개별 분리 모듈(200)의 여과 용량을 변화시키는 것뿐만 아니라, 하나 이상의 여과 플레이트를 포함하는 적층 블록(310, 320)을 필터 플레이트 없이 단지 배럴 플레이트만 포함하는 적층 블록으로, 또는 심지어 전체 일체형 구조의 블록으로 간단하게 대체하여 분리 모듈(200)을 배럴 모듈(12)로 변환함으로써, 상당한 설계 가변성을 가능하게 하고 심지어 여과 또는 분리 용량 및 압출기 프레스 거동의 변화를 가능하게 한다. 가능한 일 구현예에서, 적층 블록(310, 320)의 필터 플레이트를 배럴 플레이트로 대체하여 배럴 모듈(12)로 일부가 변환된 분리 모듈을 사용하여 완전한 배럴이 구성된다. 다른 구현예에서, 각각의 분리 모듈은 일체형 필터 블록과 적층 필터 블록을 포함하며, 일체형 블록은 필터 유닛의 상부 필터 블록을 형성하고 적층 블록은 하부 필터 블록을 형성한다. 각각의 배럴 모듈이 본 발명에 따른 분리 모듈인 장치의 중요한 장점은, 배럴을 분해할 필요 없이 간단하게 필터 블록을 교체함으로써 배럴의 임의의 부분이 배럴부로 또는 필터 유닛으로 사용될 수 있고 다른 것으로 변환될 수 있다는 것이다. 배럴을 따라 각각의 필터 블록은 일체형 필터 블록 또는 특별히 선택된 공극률을 갖는 적층 블록일 수 있다. 상부 및 하부 필터 블록이 모두 일체형 블록 또는 적층 블록인 분리 모듈은 어떤 필터 통로도 없어서 보통의 배럴 모듈(12)로서 기능한다. 또한, 이러한 장치의 또 다른 중요한 장점은, 압출기 프레스를 분해하거나 컨베이어 스크류를 탈착할 필요 없이 폐색된 필터 블록을 깨끗한 유사한 필터 블록으로 간단하게 대체하고/하거나 컨베이어 스크류를 둘러싸고 코어 통로(112)를 막고 있는 압축된 고체를 제거함으로써, 분리/여과 영역이든 아니든 배럴의 임의의 부분에서 막힘이 제거될 수 있다는 것이다.

종합적으로, 보다 높은 압력 성능으로, 고체로부터 더 많은 액체를 압착할 수 있거나, 동일한 물질 건조도에 있어서 단위 여과 면적 당 더 높은 생산률을 얻을 수 있다. 여과(고체 포집)의 품질은 플레이트 구성과 두께에 따라 제어될 수 있다. 여과/압력 등급/자본비는 특정 바이오매스의 여과 요건에 따라 최적화될 수 있다. 이러한 플레이트 구성은 고압, 높은 처리량, 연속적인 분리를 위해 압출기(싱글, 트윈, 또는 트리플 스크류)에 설치될 수 있다. 고체/유체 분리 모듈은 컨베이어 스크류 자체 사이 및 컨베이어 스크류와 내측 에지 사이에 충분히 좁은 간격으로 구성되어 스크류의 와이핑 작용과 교차 축 방향 유동 패턴에 의해 자가 세척 효과(트윈 및 트리플 스크류의 경우)를 얻을 수 있다. 플레이트 팩의 길이는 특정 요건에 대해 용이하게 개별적으로 맞출 수 있기 때문에 여과 면적은 공정 요건에 따라 유동적이다. 하나의 기계에서 하나 또는 여러 단계에서 병류(co-current) 또는 역류 구성으로 이러한 모듈을 사용하여 고체를 세척함으로써 자본비와 에너지 요구사항을 줄일 수 있다. 필요한 경우, 액체 여과액의 압력은 진공 조건 내지 필터 블록 내부 압력(2,000 내지 3,000 psig)보다 훨씬 더 높게 조절될 수 있다. 이것은 액체 스트림에서의 추가 분리를 위한 우수한 공정 유연성을 제공한다(예를 들어, 고압 하에서 초임계 CO2, 고압 하에서 세정에 사용되는 액체 암모니아, 또는 진공을 사용하여 액체 여과액 챔버의 VOC 및 암모니아 기체 방출).

설명된 예시적 고체/유체 분리 장치에 있어서, 분리 장치에서 내부적으로 물질을 이송하는 스크류 요소는 필터 블록의 내면에 매우 정밀한 공차를 갖고 필터 표면으로부터 물질을 연속적으로 제거한다. 소량의 섬유가 필터 표면에 포집된 경우, 이들은 압출기 요소에 의해 더 작은 조각으로 전단되어 결국 필터를 통과하여 액체 스트림과 함께 배출될 것이다. (내부의 필터 블록 압력보다 높은) 하우징의 높은 배압(back pressure) 성능을 이용하여 필터의 막힘 또는 스케일링의 경우 작동 중 필터를 역세척함으로써 중단시간을 최소화할 수 있다. 물론, 역세정에 의해 제거될 수 없는 임의의 막힘은, 분리 장치(20)로부터 전체 분리 모듈(200)의 탈착이나 압출기 스크류의 탈착 없이, 막힌 필터 유닛(300)만을 분해하여 제거될 수 있다.

고체/유체 혼합물의 고체/유체 부분을 분리하기 위해 여러 상이한 응용분야에 본 발명에 따른 고체/유체 분리 모듈이 사용될 수 있다는 것은 쉽게 이해될 것이다.

서로 다른 필터 유닛(100)을 제조하여 시험하였다. 일 구현예에서, 필터 유닛(100)은 미세 고체의 분리를 위한 0.00005 제곱인치의 공극 크기를 갖는 필터 공극을 포함하였고, 5.7%의 공극률과 2,500 psig의 압력 저항을 가졌다. 다른 구현예에서, 필터 유닛(100)은 0.005 제곱인치의 공극 크기를 갖는 필터 공극을 포함하였고 20%의 공극률과 5,000 psig의 압력 저항을 가졌다. 또 다른 구현예에서, 필터 유닛(100)은 0.00005 제곱인치의 공극 크기를 갖는 필터 공극을 포함하였고 11.4%의 공극률을 가졌다. 또 다른 구현예에서, 필터 유닛(100)은 0.005 제곱인치의 공극 크기를 갖는 필터 공극을 포함하였고 20%의 공극률을 가졌다.

필터 플레이트의 총 개수는 바이오매스와 같은 분리될 고체/유체 혼합물의 종류에 따라 달라질 수 있고 전체 필터 면적에 영향을 미친다. 동일한 액체 분리 조건에 대해, 더 작은 공극에 더 많은 플레이트/더 큰 표면적이 필요하다. 공극 크기는 액체 부분에 전달되는 고체의 양을 제어한다. 각각의 고체/유체 혼합물은 최적의 고체 포집(액체 여과액 중의 부유 고체의 양)을 달성하기 위해 특정 공극 크기를 필요로 할 수 있다. 본 발명에 따른 분리 모듈을 사용함으로써, 장치의 분해 또는 컨베이어 스크류의 탈착 없이, 고체/유체 분리 장치의 공극률, 공극 크기, 총 필터 면적 및 압력 용량이 변경되고 조절될 수 있어, 분리 장치의 분리 특성을 즉석에서 조절할 수 있다.

특정 구현예들에 의해 본 개시물을 설명하고 도시하였으나, 설명한 시스템, 장치 및 방법이 이러한 특정 구현예들로 제한되지 않는다는 것 또한 이해해야 한다. 오히려, 본원에서 설명되고 도시된 특정 구현예들와 특징들의 기능적 또는 기계적 균등물인 모든 구현예들이 포함되는 것으로 이해된다. 하나 또는 또 다른 구현예에 대해 여러 특징들이 설명되었지만, 여러 특징들과 구현예들은 본원에서 설명되고 도시된 다른 특징들 및 구현예들과 조합되거나 함께 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다.

Claims (24)

1. 고체/유체 혼합물을 이송하기 위한 적어도 하나의 컨베이어 스크류, 및 상기 적어도 하나의 컨베이어 스크류를 수용하기 위한 중심 통로의 길이부를 각각 한정하는 적어도 두 개의 배럴 모듈로 분할된 배럴을 가진 고체/유체 분리 프레스용 필터 유닛으로서, 상기 배럴 모듈 중 적어도 하나는 유체 수집 챔버를 한정하는 하우징을 갖는 필터 모듈이고, 상기 필터 유닛은,
   상기 중심 통로의 길이 방향 대칭면을 따라 결합 가능하여 상기 대칭면을 따라 결합될 때 상기 중심 통로를 한정하는 제1 필터 블록과 제2 필터 블록을 포함하고, 상기 필터 블록들은 상기 하우징에 밀봉 장착되어 상기 하우징 및 결합된 필터부들이 함께 상기 중심 통로의 상기 길이부를 한정하며,
   상기 필터 블록 중 적어도 하나는, 편평한 전면과 배면, 중심 개구부에 위치한 내측 에지(inner edge), 및 상기 수집 챔버와 접촉하는 외측 에지(outer edge)를 갖는 복수의 배럴 플레이트를 포함하는 적층 블록이고, 상기 배럴 플레이트들은 플레이트 스택에서 서로 앞뒤로 밀봉 적층되며,
   상기 필터 블록 중 적어도 하나는 상기 내측 에지에서 상기 외측 에지까지 이어지는 필터 통로를 포함하는, 필터 유닛.
2. 제1항에 있어서, 상기 배럴 플레이트 중 적어도 하나는 필터 플레이트로서 구성되고 상기 필터 통로를 포함하는, 필터 유닛.
3. 제2항에 있어서, 상기 필터 통로는 상기 전면 및/또는 상기 배면에 있는, 필터 유닛.
4. 제1항에 있어서, 상기 배럴 플레이트 중 적어도 한 쌍은 상기 필터 통로를 한정하는 한 쌍의 필터 플레이트로서 구성된, 필터 유닛.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 두 개의 컨베이어 스크류를 포함하는 분리 프레스와 사용하기 위해, 상기 중심 통로의 상기 대칭면은 각각의 컨베이어 스크류의 종축을 통해 연장되는, 필터 유닛.
6. 제5항에 있어서, 각각의 필터 블록은 적층 블록인, 필터 유닛.
7. 제5항에 있어서, 상기 필터 블록 중 하나는 일체형(solid) 블록이고 다른 필터 블록은 적층 블록인, 필터 유닛.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 각각의 적층 블록에서 상기 플레이트 스택은 한 쌍의 엔드 플레이트 사이에서 압착된, 필터 유닛.
9. 제8항에 있어서, 각각의 적층 블록은, 상기 플레이트 스택에 상기 배럴 플레이트를 정렬하고 상기 플레이트 스택과 상기 엔드 플레이트를 필터 블록으로 압착하기 위한 적층 구조를 포함하되, 상기 배럴 플레이트는 서로 앞뒤로 적층된, 필터 유닛.
10. 제9항에 있어서, 상기 대칭면을 따라 상기 제1 필터 블록과 상기 제2 필터 블록을 함께 클램핑하여 상기 중심 통로의 일부를 한정하는 클램핑된 블록을 형성하기 위한 클램핑 구조를 더 포함하는, 필터 유닛.
11. 제10항에 있어서, 각각의 필터 플레이트 또는 필터 플레이트 쌍은 복수의 상기 필터 통로를 포함하는, 필터 유닛.
12. 제11항에 있어서, 각각의 필터 플레이트 또는 필터 플레이트 쌍은 미리 선택된 공극 크기를 가지며, 각각의 필터 통로는 상기 미리 선택된 공극 크기에 대응하는 상기 내측 에지에서의 개구 면적을 갖는, 필터 유닛.
13. 제11항에 있어서, 각각의 플레이트 스택은 미리 선택된 필터 공극 크기 및 미리 선택된 공극률을 갖고, 각각의 필터 통로는 상기 미리 선택된 공극 크기에 대응하는 상기 내측 에지에서의 개구 면적을 갖고, 각각의 필터 플레이트 또는 필터 플레이트 쌍은 상기 중심 개구부의 총 표면적, 상기 미리 선택된 공극 크기 및 필터 통로의 수로부터 계산된 플레이트 공극률을 가지며, 상기 플레이트 스택은 미리 선택된 공극률/플레이트 공극률의 비와 적어도 동일한 다수의 필터 플레이트 또는 필터 플레이트 쌍을 포함하는, 필터 유닛.
14. 고체/유체 혼합물을 이송하기 위한 적어도 하나의 컨베이어 스크류, 및 상기 적어도 하나의 컨베이어 스크류를 수용하기 위한 중심 통로의 길이부를 각각 한정하는 적어도 두 개의 배럴 모듈로 분할된 배럴을 가진 고체/유체 분리 프레스용 필터 유닛으로서, 상기 배럴 모듈 중 적어도 하나는 유체 수집 챔버를 한정하는 하우징을 갖는 분리 모듈이고, 상기 필터 유닛은,
    편평한 전면과 배면, 상기 중심 통로와 실질적으로 동일한 크기와 형상의 중심 개구부를 한정하는 내측 에지, 및 외측 에지를 가지며, 각각의 배럴 플레이트가 상기 중심 통로의 대칭면을 따라 제1 분할 플레이트와 제2 분할 플레이트로 분할된 복수의 배럴 플레이트;
    상기 제1 분할 플레이트를 제1 플레이트 스택에, 상기 제2 분할 플레이트를 제2 플레이트 스택에 정렬하고, 상기 제1 플레이트 스택과 상기 제2 플레이트 스택을 제1 필터 블록과 제2 필터 블록으로 압착하기 위한 적층 구조로서, 상기 제1 분할 플레이트와 상기 제2 분할 플레이트는 각각 상기 제1 플레이트 스택과 상기 제2 플레이트 스택에서 서로 앞뒤로 적층되며, 상기 제1 분할 플레이트와 상기 제2 분할 플레이트는 각각의 플레이트 스택에서 서로 밀봉 결합되는, 적층 구조; 및
    상기 대칭면을 따라 상기 제1 필터 블록과 상기 제2 필터 블록을 함께 클램핑하여 상기 중심 통로의 일부 및 상기 배럴의 일부를 형성하는 클램핑된 블록을 형성하기 위한 클램핑 구조를 포함하되,
    상기 제1 플레이트 스택과 상기 제2 플레이트 스택 중 적어도 하나에서 상기 제1 분할 플레이트와 상기 제2 분할 플레이트 중 적어도 하나는 상기 내측 에지에서 상기 외측 에지까지 이어지는 필터 통로를 한정하는, 필터 유닛.
15. 고체/유체 혼합물을 이송하기 위한 적어도 하나의 컨베이어 스크류, 및 상기 적어도 하나의 컨베이어 스크류를 위한 중심 통로를 한정하는 배럴을 포함하되, 상기 중심 통로는 각각의 압출기 스크류에 대한 종축을 갖는 고체/유체 분리 프레스용 고체/유체 분리 모듈로서,
    가압 가능한 유체 수집 챔버를 한정하고 상기 압출기 배럴에 통합하기 위한 하우징으로서, 각각 상기 적어도 하나의 컨베이어 스크류를 위한 중심 개구부를 갖는 전후 벽, 및 대향하는 한 쌍의 착탈식 뚜껑을 포함하는 하우징; 및
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 필터 유닛으로서, 상기 전후 벽 사이에서 상기 하우징에 밀봉 장착되어 상기 수집 챔버로부터 상기 필터 유닛 내 상기 중심 통로를 밀봉하는 필터 유닛을 포함하는, 고체/유체 분리 모듈.
16. 제15항에 있어서, 상기 하우징은 액체 및 기체용 별개의 배출구를 포함하는, 고체/유체 분리 모듈.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 클램핑된 블록을 상기 전후 벽 사이에서 상기 하우징 내에 고정하여 상기 수집 챔버로부터 상기 중심 통로를 밀봉하기 위한, 상기 전후 벽과 상기 클램핑된 블록 사이의 잠금 구조를 더 포함하되, 상기 잠금 구조는, 상기 클램핑된 블록이 상기 전후 벽 사이에서 느슨하게 위치하여 상기 필터 블록이 상기 하우징으로부터 탈착될 수 있는 개방 위치와 상기 잠금 구조가 상기 전후 벽 사이에서 상기 클램핑된 블록을 고정하여 상기 클램핑된 블록에 의해 한정되는 상기 중심 통로를 상기 수집 챔버로부터 밀봉하는 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한, 고체/유체 분리 모듈.
18. 고체/유체 함유 혼합물을 이송하기 위한 적어도 하나의 컨베이어 스크류, 및 상기 적어도 하나의 압출기 스크류를 위한 중심 통로를 한정하는 배럴을 포함하되, 상기 중심 통로는 각각의 압출기 스크류에 대한 종축을 가지며, 상기 배럴은 적어도 하나가 제17항에 규정된 바와 같은 고체/유체 분리 모듈인 적어도 두 개의 배럴 모듈을 포함하는, 고체/유체 분리 프레스.
19. 제18항에 있어서, 모든 배럴 모듈은 고체/유체 분리 모듈인, 고체/유체 분리 프레스.
20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 각각의 고체/유체 분리 모듈은 미리 선택된 공극 크기를 가지며, 각각의 필터 통로는 상기 미리 선택된 공극 크기에 대응하는 상기 내측 에지에서의 개구 면적을 갖는, 고체/유체 분리 프레스.
21. 제20항에 있어서, 각각의 고체/유체 분리 모듈은 상기 미리 선택된 공극 크기로 나눈 상기 중심 개구부의 총 표면적 및 상기 필터 블록 내 필터 통로의 수로부터 계산된 미리 선택된 공극률을 갖는, 고체/유체 분리 프레스.
22. 제21항에 있어서, 각각의 고체/유체 분리 모듈은 상이한 공극 크기 및/또는 공극률을 갖는, 고체/유체 분리 프레스.
23. 고체/유체 함유 혼합물로부터 유체를 분리하기 위한 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항의 고체/유체 분리 프레스의 용도.
24. 제23항에 있어서, 상기 고체/유체 혼합물은 바이오매스인, 용도.

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