WO1997016233A1 - Mehrschichtige separationseinheiten - Google Patents

Mehrschichtige separationseinheiten Download PDF

Info

Publication number
WO1997016233A1
WO1997016233A1 PCT/EP1996/004724 EP9604724W WO9716233A1 WO 1997016233 A1 WO1997016233 A1 WO 1997016233A1 EP 9604724 W EP9604724 W EP 9604724W WO 9716233 A1 WO9716233 A1 WO 9716233A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
separation
separation unit
layer
separating
winding
Prior art date
Application number
PCT/EP1996/004724
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Armin Damm
Jürgen Hoffmann
Original Assignee
Steinbeis Gessner Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Steinbeis Gessner Gmbh filed Critical Steinbeis Gessner Gmbh
Publication of WO1997016233A1 publication Critical patent/WO1997016233A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/4263—Means for active heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
    • B01D63/101—Spiral winding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/111—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13—Supported filter elements
    • B01D29/15—Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • B01D29/21—Supported filter elements arranged for inward flow filtration with corrugated, folded or wound sheets
    • B01D29/216—Supported filter elements arranged for inward flow filtration with corrugated, folded or wound sheets with wound sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/50—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D29/52—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition in parallel connection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/08—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material
    • B01D39/083—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material of organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0036—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions by adsorption or absorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06—Tubular membrane modules
    • B01D63/061—Manufacturing thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12G—WINE; PREPARATION THEREOF; ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION OF ALCOHOLIC BEVERAGES NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES C12C OR C12H
    • C12G1/00—Preparation of wine or sparkling wine
    • C12G1/06—Preparation of sparkling wine; Impregnation of wine with carbon dioxide
    • C12G1/064—Preparation of sparkling wine; Impregnation of wine with carbon dioxide using enclosed yeast
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0407—Additives and treatments of the filtering material comprising particulate additives, e.g. adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0471—Surface coating material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0622—Melt-blown
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0627—Spun-bonded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B01D2239/0654—Support layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B01D2239/0672—The layers being joined by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B01D2239/0681—The layers being joined by gluing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/069—Special geometry of layers
    • B01D2239/0695—Wound layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/10—Multiple layers
    • B01D2275/105—Wound layers

Definitions

  • the invention relates to multi-layer separation units and separation elements made therefrom for the treatment of liquid or gaseous media and a method for producing multi-layer separation units.
  • separation elements with a wide variety of designs and structures of the separation units are known in the prior art. This includes separation elements with multi-layer separation units.
  • the aim of a multi-layer structure of the separation unit is, on the one hand, to produce a gradation in the mechanical deposition by zore size in the separation or filter unit from one side to the other.
  • B. continuously increases or decreases, on the other hand, zones with special adsorptive, absorptive, catalytic, ion-exchanging, chromatographically or chemically active or other specific properties are to be formed in certain regions of the separation or filter unit.
  • GB 855 068 and US 3,042,216 describe filter elements in which porous filter media are wound helically over a support core. By wrapping a variety of filter media on top of each other Different separating qualities can be realized continuously cylindrical filter elements with a specific layer by layer structure for various filter tasks.
  • the documents do not describe a combination of the filter media with non-web-shaped separating agents which have adsorptive, absorptive, catalytic, ion-exchanging, chromatographic or chemically active or other specific properties.
  • EP 0 598 908 AI describes cylindrical filter elements, which by helical winding z. B. a membrane laminate. To enlarge the filter area, a large number of these filter elements can be fixed together on a holding plate and flowed in parallel.
  • the single-layer, cylindrical elements are formed by a laminate layer that is glued or welded in the overlap zones.
  • a filter candle in which the filter fleece wound around a central tube has continuously successive zones with continuously varying pore size and / or adsorption characteristics over its length in the winding direction.
  • the wound filter candle thus has a filter unit with different ones in the radial direction
  • Varying the retention characteristics offers the possibility in one Filter unit to combine different filter properties.
  • manufacture of such a filter unit is complex since a filter fleece must be prepared that has filter properties that change continuously or stepwise in the longitudinal direction from one end to the other.
  • the change in the filter properties must be coordinated so that the desired filter profile is set in the radial direction after winding over the width of the filter fleece.
  • the diameter of the resulting separation element changes continuously due to the layers added during the winding process, but also that the diameter depends on the influence of superposed winding layers, e.g. B. by compression, exercise on each other.
  • the required filter fleeces can only be prefabricated with great effort.
  • homogeneous sections must be produced immediately during the production of the filter fleece in one web or by piecing together several sections, which always correspond exactly to a winding circumference that changes with each layer. If the diameter of the central tube changes, a differently constructed filter fleece must be produced.
  • the filter unit is usually made up of multiple layers.
  • the multilayer including drainage and protective layers, is created by unwinding several filter webs from individual unwinding stations and bringing them together shortly before the pleating knives. On the one hand, this presupposes that the individual layers are prepared. H. are cut to the same width; on the other hand, the number of layers running one above the other and in parallel is limited for reasons of space and handling, because one unwind station is required in each case. In addition, the risk of mutual running increases with the number of incoming layers, so that a leveling cut must usually be carried out shortly before the pleating knives, which means increased waste.
  • DE 44 01 116 AI discloses a filter cartridge with a multi-layer separation unit in which the separation unit is formed by wrapping a carrier mat around a perforated support tube and a layer of powdery filter aid is arranged between the individual turns of the carrier mat. Both the filter aid and the carrier mat are homogeneous in themselves. A specifically different separation effect is therefore not given or can be produced with each layer. If you want to implement this for the carrier mat, the same disadvantages result as for the filter candle described in DE 39 11 826 C2. If you want to bring in various filter aids, which is often desired or necessary, the winding process must be interrupted in order to install a new device for the filter aid entry or to replace the filter aid.
  • the object of the invention is to provide multilayer separation units which can be adapted very variably to a specific separation problem with the simplest possible manufacture by means of a tailored layer structure.
  • the solution according to the invention is particularly characterized in that the customized separation units according to the invention can be produced using a simple process. Due to the helical winding of several separating medium webs of different nature, which can be prefabricated in any quantity, individual separation layers are obtained, which can be multilayered, but are homogeneous in themselves. Other non-web-shaped separating means can be introduced without problems between these layers of separating medium webs without the production process having to be interrupted. Waste is largely avoided since in the course of the manufacturing process separation element blanks can be cut off without loss of the desired length or flat webs or flat tube webs can be wound up without loss.
  • multilayer separation units according to the invention in the desired diameter or the desired web width can be produced in tubular form or as web goods without problems.
  • a multi-layer separation unit in this document defines the sum of the separating agent layers, including protective layers' Sch »*" eg ⁇ i Ver n . "*" At * ⁇ un / ⁇ f u * ⁇ .d during d ⁇ s E ⁇ s ⁇ .tzee i * " 1 ojpp ⁇ device) and drainage layers, understood, wherein in separation units according to the invention, the separation center webs or their edges are arranged in the manner of a screw coil in the manufacture of a tubular separation unit. When flattening or cutting open tubular separation units, the separating center webs are diagonally positioned with respect to one another.
  • separation element blanks are generally produced in the production process according to the invention, i. H. Base units that are further assembled individually or in combination with other base units to form the final separation elements.
  • Separation means in the sense of the invention are generally referred to as filter media.
  • the term separating agent is preferably used to underline that a flow is not absolutely necessary for its effect, but the interaction can also take place with simple media contact through adsorptive, chemical, catalytic, capillary (suction) or other mechanisms.
  • the separating agents are classified with regard to their pore size or separation limit properties (coarse, fine, micro, tf
  • a separation means thread-like, band-shaped, flat or flat tube-shaped and hollow fiber-shaped, surface-active and or porous substances in question to whom, in or between which z.
  • each layer of a separation medium is understood to be a separation layer.
  • a special type of layer are layers made of windable, flat or flat-tube-shaped separating agents. In this publication, these are referred to as separating agent sheets.
  • Flat separating center webs can be, for example, plastic or wire mesh, extruded or otherwise produced mesh, nonwovens, papers, membranes or foils.
  • Examples are glass fiber papers, cellulose papers, papers with embedded activated carbon or diatomaceous earth particles, wet or dry laid nonwovens, needle felts, needled nonwovens, carded nonwovens, carbon fiber nonwovens, spunbond nonwovens, Meltblown fleece, split fiber fleece, flash spun fleece, hot melt adhesive fleece, perforated or embossed foils or membranes for micro and ultrafiltration, for reverse osmosis and pervaporation.
  • the separation center webs can be pretreated in a variety of ways. Examples of such treatments are calendering, creasing, surface modifications, coatings, impregnations, flames, corona and
  • Non-web-shaped fibrous, powdered, granular or other bulk material-like separation means can be fixed to such separation medium webs, but they can also form a separation layer without being fixed.
  • Examples of such non-sheet-like, bulk material-like separating agents are ion exchange media, activated carbon media, adsorber resins, water-absorbing fibers, granular catalysts, molecular sieves, chromatography media, dry media, materials with defined zeta potential, flocculation media, bactericidal substances, bacteria, yeasts, bioactive substances, electrically conductive substances Magnetism or electric fields, etc.
  • FIG. 1 shows the schematic representation of a production line in which the separation units according to the invention are produced without an additional support core
  • Fig. 2 shows the schematic representation of a production line ⁇ O where the separation units according to the invention are manufactured with an additional support core
  • FIG. 3A shows the perspective view of a separation element according to the invention with a separation unit according to the invention
  • 3B shows a longitudinal section through a separation unit according to the invention
  • 3C shows a cross section through a separation unit according to the invention
  • FIGS. 4A and 4B are perspective views of separation elements according to the invention with separation units according to the invention in different confectioning stages
  • FIG. 5A is a perspective view of a separation element according to the invention, in which separation element blanks from separation units according to the invention are bundled,
  • 6B shows a schematic illustration of how the welding and the cutting of separation element blanks can be linked to one another
  • FIG. 7A shows a cross section through a separation unit according to the invention according to Example 1,
  • FIG. 7C shows a cross section through a separation unit according to the invention according to Example 4.
  • the winding method used for the production of the separation units according to the invention is preferably carried out in such a way that the winding direction is the same for all flat separating medium webs, because production can thus be carried out continuously.
  • spiral sleeve winding machines such as are used, for example, in the production of toilet paper cores or core sleeves for the paper and film industry, can be used for the winding process if these are used for the inventive r ⁇ odi fi 7i ert
  • Such a modification is e.g. working with one or more pressure or pressure rollers that solidify the windings.
  • the pressure rollers can be driven.
  • Such pressure rollers are e.g. necessary if very fluffy separating agents are to be compressed or if the inherent strength of a flat separating agent web is not sufficient to generate the necessary strength of the roll via the winding pull.
  • the flat separating center webs can consist of a wide variety of materials and can have any width. In the case of expensive materials, such as membranes, even narrow edge strips, which normally occur as waste, can be used as wrapping material.
  • the separating center webs are unrolled from a supply roll and attached to the winding mandrel or the winding already created at a defined point at a freely selectable angle.
  • the desired sequence of flat separating medium webs is achieved in that the supply rolls are hung in the specified order in a supply creel and from there the running webs are wound one after the other and one above the other onto a winding mandrel.
  • a degree of overlap n of 1 corresponds to a flush winding, a degree of overlap less than 1 means that the winding tracks are at a distance, an degree of overlap n greater than 1 indicates how many layers of the same separating agent layer lie one above the other with a cross section through the winding cylinder formed by this separating agent layer.
  • n 7.5 then means z. B. that in cross-section 6 layers are fully visible and the innermost and outermost layers together have 1.5 times the length of a circumference.
  • n V B / 2 * FI * D * cos ß + (R - D) 2/4 * D2 '- (R - D) / 2 * D
  • n is the degree of overlap
  • B is the web width of the separation center web
  • D is the thickness of the
  • Separation center web, R is the radius of the core or the axis on which the winding is carried out and ß the angle between the separation center web and the winding core or winding axis.
  • Unrollable thread-shaped, band-shaped, hollow-fiber-shaped separation means or other separation means that can be wound up or unwound are like that Separation center webs introduced as single or multiple layers in the winding.
  • Devices can be installed above each incoming, flat separation medium web, for example shortly before the winding point, with which non-web-shaped separation media, such as. B. particulate, fibrous or sprayable separating agents and other auxiliaries "off ° e1r ⁇ - ⁇ ebr5 r 'bt wovrjo ⁇ v-önn ⁇ ⁇ H-J ⁇ ?' ,, i? ch p r ⁇ i " 3 two * layers of flat separating agent sheets form an additional separating agent layer.
  • These devices can also be used, for example, to introduce adhesives, impregnations, wetting agents, granular spacers, dyes, etc. into the separation element at the desired location.
  • the separating center webs can also be e.g. for wetting, impregnation or coating by immersion baths or application roller systems, etc.
  • Overlapping separating center webs can be glued, welded or otherwise leak-tightly connected to one another by additional devices in the overlap zones.
  • the adjoining edges of the flush separating medium webs can, if necessary, be sealed with suitable adhesives (e.g. silicone or hot melt beads) or welded together.
  • the overlapping zones of the individual separating center webs are preferably arranged in such a way that a winding tube with a diameter that is as uniform as possible is produced.
  • the mandrel is preferably cylindrical or conical (truncated cone), but can also be another, e.g. B. have a polygonal or elliptical structure in cross section.
  • the multi-layer separation unit can be produced on a support core or on the winding mandrel without a support core.
  • the core diameter or diameter of the mandrel is freely selectable based on the process.
  • the production of separation element blanks is generally coupled with the production of the separation unit.
  • one or more stable layers are integrated into the separation unit as layers at the desired location or zone during the winding process.
  • this can be fed in shorter pieces continuously to the winding axis from base cores welded to one another or otherwise connected to one another, the individual pieces interlocking with one another via complementary knurling or recesses or welded to one another using an additional device (e.g. rotary welding).
  • an additional device e.g. rotary welding
  • the support core by means of the spiral winding process itself. If very thick, inflexible plastic grids are required for reasons of stability, the entire supply roll or the unwound web can be heated with appropriate devices before the curvature is formed. In the case of tubular separation units with a very small inner radius, the core can be made using more flexible mesh grids are generated which, for example, by their structure allows the filtrate to drain or discharge in the axial direction even if the core formed has a very small inner opening.
  • the number and type of separating agent layers of a separation unit according to the invention can be individually adapted to the respective separation task.
  • the formed by winding winding Separation units or separation element blanks can be cut to the desired length without the production process having to be interrupted. It is also possible to flatten a cylindrically formed, multi-layer separation unit after the last processing station and to wind it up as a flat tube for further processing, or to cut open the multi-layer, cylindrical separation unit and to wind up the multi-layer, web-shaped separation unit thus obtained for further processing.
  • Devices can also be installed above the individual developed separation center webs or any regions of the screw winding formed, with which the separation properties or also the process properties can be changed.
  • heating for example with IR rays or blowing in hot air
  • hot-melt adhesive fleeces or fibers with core-sheath characteristics can be activated and the structure of the separation element can thereby be stabilized by connecting individual layers or fixing particulate separating agents.
  • Via corona lines for example, electrical charges can be introduced into fine-fiber nonwovens made of meltblown, which give them a permanent electrical character.
  • UV radiation can be used, for example, to activate sprayed-in hydrophilizing, hydrophobicizing, oleophobicizing and the like substances, so that the surface of the sprayed separation medium is permanent ⁇ -T- is modified.
  • By touching an ultrasonic horn it is also possible to compress certain flat separation medium webs or to better distribute particulate substances in their matrix.
  • Other devices allow, for example, the thermal consolidation of outer layers by welding several layers together in a line.
  • a production line for the separation units according to the invention is shown schematically in FIG.
  • the separating center webs (3) to (10) can be fed from the supply rolls (not shown) to the winding mandrel (2) or the spiral winding (16) which forms the separation unit.
  • the separating center webs (3) to (10) do not overlap. In principle, however, this is possible.
  • the entry angle can also be different.
  • the separation center webs (3) to (10) can have different widths. It is not absolutely necessary that all separation medium webs run in.
  • production lines can also be implemented with significantly more incoming separating center webs.
  • the separation center webs or the associated supply rolls can be braked. If no strong pull is to be exerted on a separation center web, the supply rolls can also be driven for processing.
  • the conical winding mandrel is driven by the motor (1) in the specified direction of rotation.
  • the separating agent layer (3) is first wrapped around the winding mandrel (2) and advanced approximately to the separating agent layer (7).
  • the separation medium web (4) is then wound onto this first layer (3) and advanced at least to the extent that in the next step the separation medium web (6) is in its
  • the spiral wrap or the separation unit (16) is built up layer by layer and the winder is advanced with all the separation medium webs (3) to (10) to such an extent that it projects beyond the pressure rollers (14, 14 ').
  • the dosing devices (12, 12 ', 12'') are brought into position and activated.
  • the welding station (11) with which the edges of the separating central web (5) are welded to one another in a leak-tight manner and for the welding station (11 ') between the edges of the separating central web (10) and the underlying separating central web (9) welded.
  • This welding with a lower layer serves in some separation element blanks (17) for the external hardening of the spiral wrap (16) or the separation unit, ie the stability with respect to e.g. B. pressure surges from the core to the outer radius, as they often occur in practical use.
  • the separation element blank (17) can also be provided with outer protective members or protective cages.
  • pressure rollers and welding stations of various types can also be installed at other points on a production line. The same applies to heating devices (13, 13) z. B. with hot air or IR Work radiation or the corona path (15) with which an electrical effect can be impressed on the separating center path (9) in FIG.
  • FIG. 2 shows a variant of a production line in which only 3 separating center webs (3) to (5) are wound one above the other. Further, the separation means web (3) is not on such a winding mandrel (2) but to a prior g eferti g th Stitzkcr ⁇ '21 N. E. wound from a thermoplastic such as polypropylene. This core is driven by the motor (1) in the specified direction of rotation. The winding structure is carried out in an analogous manner to that described in FIG. 1. So that the production does not have to be interrupted permanently, the rotating core (21) is automatically extended by a basic core (21 ') at certain time intervals.
  • a basic core 21 '
  • the stucco is carried out by means of a friction welding unit (22), the end faces (20, 20 ') being melted for a short time upon contact by the stronger rotation of the base core (21') and then connecting to one another in a leak-tight manner. So that the frictional forces are not too large, the end faces (20, 20 ') z. B. designed according to the tongue and groove principle.
  • a spray station (18) is shown as a further variant in the production line according to FIG. This allows z. B.
  • Separation agents or modification media which are present as a dispersion or solution, as a separation layer in the winding. For example, it could be a bacterial suspension if a separation element is to work with a separation unit (16) according to the invention as a membrane reactor.
  • the spray station (18) z. B. also spray dispersion glue or it is a hot melt spray station
  • the sprayed hot melt beads (23) z. B. can be activated by the heating device (13) when the affected winding layers have assumed their final shape.
  • the dosing station (12) brings a further separating agent layer (24) onto the separating agent path 10
  • a cutting device (19) is also sketched, with which the blanks (17) for, for example, a separation element or separation unit (16) are cut off. This cutting can be carried out without interrupting production because the cutting device can follow the forward movement of the tubular separation unit (16).
  • FIG. 3A shows a perspective view of a blank cut to length by a separation unit according to the invention.
  • Fig. 3B shows the corresponding separation unit (16) in longitudinal section, Fig. 3 C in cross section.
  • FIG. 4A shows a variant of a completely convectioned separation element (25) with a separation unit (16) according to the invention, ie. H. a closed end cap was attached to the winding face (26)
  • separation element blanks (17) with a very small diameter are produced, they are not individually convectioned as shown in FIG. 4A, but several of these blanks are bundled and combined to form a separation element.
  • 5A shows a view for such a separation element (31) from individual blanks.
  • Bundling always tries to produce the densest packs, or configurations which, when several separation elements (31) are operated in parallel in a common housing, result in as little dead volume as possible between the separation elements.
  • An advantage of the bundle configuration is that the number of seals required is minimized via the common drain adapter. Which bundling configuration is selected depends on e.g. B. from what diameter the separation element blanks (17) and what total diameter is allowed for a separation element (31).
  • 6A shows a special variant of the sealing of separation elements (31).
  • the end faces (26) are cast into an adapter (29), while the end faces (27) are each welded together. This welding can
  • FIG. 6C A further bundling variant for separation element blanks (17) is shown in FIG. 6C.
  • the blanks (17) are in contact or at a short distance from one another in one plane and form a comb-like after the sealing (except for the drainage channels), or if both sides of the blanks (17) are cast in a cassette-like separation element (33).
  • Several such blank layers can lie on top of each other. Is the potting
  • Polyurethane such a separation element (33) can also be operated in curved housings, as shown in FIG. 6D.
  • a large variety of element configurations can be produced by bundling separating element blanks (17) according to the invention, so that the separating element blanks (17) according to the invention can be installed and operated in a large part of the housings customary on the market after appropriate bundling and adaptation.
  • the separation units (16) according to the invention can also be obtained as web goods by z. B.
  • the core diameter is decisive for the resulting web width. This is preferably chosen to be very large. This minimizes the offset problems caused by the curvature.
  • Another variant in this regard is to wind on a relatively flat, elliptical mandrel rather than on a cylindrical cross-section. The flat tube formed in this way can then later be cut open at the edges in such a way that two separation unit webs (16) result.
  • the web-shaped, inventive separation units (16) can, for. B. one
  • Separation units (16) is also that the thicknesses that are often necessary for adsorptive separation are relatively thick
  • Separation unit (16) can be further assembled.
  • Example 1 Pollen and odor filters for motor vehicles
  • Separation layers (3) and (4) made of open, coarse mesh grids on the approx. 5 mm thick winding mandrel (2) form the core of the separation element blank (17) in line.
  • the separation center web (6) is first wound onto this "core", this is a thin spunbond or meltblown fleece with pores that are smaller than those of the particles that are to be introduced as adsorbers. These nonwovens also have a higher melting point than the next separation center web (7). Furthermore, the The edges of the web (6) at the welding station (11) are welded together in a leak-tight manner.
  • the separating medium web (7) is a thin hot-melt adhesive fleece onto which a homogeneous layer (24) of adsorber particles is applied at the metering station (12).
  • the hot-melt adhesive fleece (7) is activated by means of the heating station (13) in such a way that the adsorber particles largely adhere to this fleece. If only one layer of adsorber particles (24) ⁇ cnc ⁇ icrt remains d -1 ° ⁇ ta t "' i ' ⁇ r ⁇ o ⁇ - '' 12 ' T. " 1 '' 13 ' T. "3 '' ⁇ out of operation and the webs (8) and (9) do not run in. If 2 or 3 adsorbent layers are required, the processes are repeated as for the web (7).
  • the The function of the particle filter takes over, when the next layer is wound up, it is electrically charged again in a corona section in such a way that it has a permanent electret character.
  • the edges of the separating center web (10) are welded to one another in a leak-tight manner at station (11 ') (5) made of an open spunbond fleece serves as an outer protective layer, which is solidified at the station (ll 1 ') by welding.
  • the diameter of the separation element blank (17) or the cylindrical-shaped separation unit (16) is approximately 15 mm. With a length of 250 mm, the surface is then approx. 117 cm2. If one bundles 7 such units according to FIG. 5A, the total surface is 824 cm 2, with a diameter of 45 mm for the separation element (31). When bundling according to FIG. 5D, 19 units result in an area of 0.22 m2 with a diameter of 75 mm. With a two-layer arrangement according to FIG. 6C, a filter surface of 0.375 m2 would result for a separation element (33) with the dimensions 250 * 250 * 35 mm3.
  • a separation unit (16) according to the invention or a separation element blank (17) corresponds to that of Example 2, but a cation exchanger is introduced as a particulate layer (24) and the meltblown layer (10) has a pore size (according to Coulter) of around 40 ⁇ m.
  • a filter element has z. B. proven in a system in which the water for the windshield wiper washer of a motor vehicle is heated by heat exchange via the cooling circuit. Since temperatures above 65 C are clearly reached here, the spray nozzles were repeatedly blocked by limescale.
  • Example 3 Separation units with differently acting separating agents
  • a common method for clarifying liquids such as beer, wine and other biotechnologically produced media is e.g. B. treatment with diatomaceous earth.
  • separation units (16) can be realized which have several particulate separation layers, e.g. B. in the form of differently fine diatomaceous earths.
  • 7B shows a cross section through such a cylindrical separation unit (16).
  • the support core (21) is covered by a spunbond fleece (3) that acts as a support fleece.
  • the separation center web (4) is a calendered meltblown fleece that also holds yeast absolutely.
  • the separating center web (7) is a spunbond fleece on which a relatively thick, coarse mesh grid (6) lies. These two layers were previously rolled up on a roll.
  • a layer of fine Gur (24) is applied to this double layer by means of a dosing station, the Gur filling the cavities of the coarse grid (6).
  • This is followed by a further double layer of a spunbond fleece (7 ') and a coarse grid (6 1 ) onto which a coarse belt (24') is applied.
  • the outermost layer (5) in turn forms a spunbond fleece or a coarse meltblown fleece.
  • PVPP for protein stabilization can be introduced as a separating agent or a PVPP layer is first formed in the manufacture of the separation unit (16) and only then the stepped diatomaceous earth layers.
  • the yeast is immobilized in a separation unit (16) according to the invention or in a separation element blank (17).
  • the end faces (26, 27) of the separation element blank (17) are welded leak-tight as in Figure 4B.
  • the cross section of the Separation unit (16) is shown in Fig. 7C.
  • a stable grid (3) forms the inner core.
  • the outer layer (5) is a hydrophilic membrane with a pore size of 1 ⁇ m or smaller.
  • the side edges are tightly connected.
  • such a separation unit (8) is used, in which, as in FIG. 4B, the end faces (26. 27) are closed, e.g. B. connected to a spacer and inserted through the bottle neck into the sparkling wine bottle prepared for the second fermentation.
  • the construction of the spacer ensures that this separation element is fixed in the bottle regardless of its position and that after the nine-month bottle fermentation has ended, after removing the crown cap, the separation element including dead yeast can be easily removed.
  • all of the fermentable substances flow through the hydrophilic membrane (5) at some point due to differences in concentration or movements of the bottle.
  • the metabolic product alcohol gets back into the bottle compartment through the hydrophilic membrane (5), while the metabolic product carbon dioxide enters the bottle compartment via the hydrophobic membrane (4).
  • the yeasts are too large to pass through the membranes and remain in the separation unit (16) even after they have died.
  • the grid (7) ensures that the yeast remain evenly distributed over the surfaces of the membrane filters (5) and (4) and have favorable growth conditions.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Um unterschiedliche Separations- oder Filtrationsprobleme zu lösen, sind im Stand der Technik Separationselemente mit unterschiedlichstem Aufbau der Separationseinheiten bekannt. Darunter befinden sich auch Separationselemente mit mehrschichtigen Separationseinheiten. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß die erfindungsgemäßen Separationseinheiten (17) in einem kontinuierlichen Prozeß hergestellt werden können und durch einen Schicht für Schicht Aufbau, der auch nicht bahnförmige Separationsmittel (24) enthält, optimal an spezifische Separationsprobleme anpaßbar sind.

Description

Beschreibung
Mehrschichtige Separationseinheiten
Die Erfindung betrifft mehrschichtige Separationseinheiten und daraus hergestellte Separationselemente zur Behandlung von flüssigen oder gasförmigen Medien sowie ein Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Separationseinheiten.
Um unterschiedliche Separations- oder Filtrationsprobleme zu lösen sind im Stand der Technik Separationselemente mit unterschiedlichster Konstruktion und unterschiedlichstem Aufbau der Separationseinheiten bekannt. Darunter befinden sich auch Separationselemente mit mehrschichtigen Separationseinheiten.
Ziel eines mehrschichtigen Aufbaus der Separationseinheit ist es zum einen, eine Abstufung in der mechanischen Abscheidung zu erzeugen, indem die Porengröße in der Separations- oder Filtereinheit von einer Seite zur anderen z. B. kontinuierlich zu- oder abnimmt, zum anderen sollen in bestimmten Regionen der Separations- oder Filtereinheit Zonen mit besonderen adsorptiven, absorptiven, katalytischen, ionenaustauschenden, chromatographisch oder chemisch wirksamen oder anderen spezifischen Eigenschaften gebildet werden.
Die GB 855 068 und die US 3 042 216 beschreiben Filterelemente, bei denen poröse Filtermedien schraubenförmig über einen Stützkern gewickelt werden. Durch Übereinanderwickeln einer Vielzahl von Filtermedien unterschiedlicher Abscheidequalitäten lassen sich kontinuierlich zylindrische Filterelemente mit einem spezifischen Schicht für Schicht Aufbau für diverse Filteraufgaben realisieren. Die Druckschriften beschreiben keine Kombination der Filtermedien mit nicht bahnförmigen Separationsmitteln die adsorptive, absorptive,katalytische, ionenaustauschende, chromatographische oder chemisch wirksame oder andere spezifischen Eigenschaften haben.
Die EP 0 598 908 AI beschreibt zylindrische Filterelemente, die durch schraubenförmiges Aufwickeln z. B. eines Membranlaminates erzeugt werden. Zur Vergrößerung der Filterfläche können eine Vielzahl dieser Filterelemente gemeinsam auf einer Halteplatte fixiert und parallel angeströmt werden. Die einschichtigen, zylindrischen Elemente werden von einer Laminatschicht gebildet, die in den Überlappungszonen verklebt oder verschweißt ist . Eine beschriebene (Seite 10, Zeile 41 - 53) Kombination mit adsorptiven Medien, wie z. B. Aktivkohle, erfolgt dadurch, daß der Innenraum der Filterelemente mit solchen Medien gefüllt wird.
Somit besteht bei solchen Elementen keine Abstufung in der mechanischen Abscheidequalität und es erfolgt eine wenig spezifische Wechselwirkung mit dem geschütteten Adsorptionsmedium, da je nach angeströmtem Bereich des Filtermediums die Kontaktzeit mit dem Adsorptionsmedium sehr unterschiedlich ist.
Aus der DE 39 11 826 C2 ist z.B. eine Filterkerze bekannt, bei der das um ein Zentralrohr gewickelte Filtervlies über seine Länge in Wickelrichtung übergangslos aufeinanderfolgende Zonen mit kontinuierlich variierter Porengrδße und/oder Adsorptionscharakteristik aufweist . Die gewickelte Filterkerze besitzt dadurch in radialer Richtung eine Filtereinheit mit unterschiedlichen
Rückhaltecharakteristiken. Durch Variation der Rückhalte- Charakteristiken bietet sich die Möglichkeit in einer Filtereinheit verschiedene Filtereigenschaften zu vereinen. Jedoch ist die Herstellung einer derartigen Filtereinheit aufwendig, da ein Filtervlies vorbereitet werden muß, daß in Längsrichtung von seinem einen zu seinem anderen Ende sich kontinuierlich oder schrittweise ändernde Filtereigenschaften besitzt. Die Änderung der Filtereigenschaften muß so abgestimmt sein, daß sich nach dem Aufwickeln über die Breite des Filtervlieses das gewünschte Filterprofil ir, radialer Richtung einstellt. Hier muß nicht nur berücksichtigt werden, daß sich der Durchmesser des entstehenden Separationselements durch die beim Wickelvorgang hinzukommenden Lagen kontinuierlich ändert, sondern auch, daß der Durchmesser davon abhängig ist welchen Einfluß übereinanderliegende Wickellagen, z. B. durch Kompression, aufeinander ausüben. Insbesondere wenn eine Filterkerze mit sich in der Filtereinheit Schicht für Schicht ändernden Eigenschaften aufgebaut werden soll, sind die erforderlichen Filtervliese nur mit sehr großem Aufwand vorzufertigen. Denn in diesem Fall müssen homogene Abschnitte unmittelbar bei der Herstellung des Filtervlieses in einer Bahn oder durch Anstückeln mehrerer Abschnitte erzeugt werden, die immer genau einem Wickelumfang, der sich mit jeder Schicht ändert, entsprechen. Ändert sich der Durchmesser des Zentralrohres so muß ein anders aufgebautes Filtervlies erzeugt werden.
Immer dann, wenn die Separations- oder Filtereinheiten solcher Wickelkerzen aus vielen unterschiedlichen Filtermaterialien aufgebaut werden sollen, deren Eigenschaften sich Schicht für Schicht ändern sollen, muß mit gestückelten Filtervliesen gearbeitet werden, so daß für unterschiedliche Durchmesser des Zentralrohres und in Abhängigkeit von der Lage der einzelnen Wicklung genau bestimmte Längen eingehalten werden müssen. Eine kontinuierliche Fertigung aus Einzelstreifen ist wirtschaftlich nicht möglich. Die DE 39 11 826 C2 sieht im Wickel keine Kombination der Filtermedien mit nicht bahnförmigen Separationsmitteln vor, die z. B. adsorptive, absorptive, katalytische, ionenaustauschende, chromatographische oder chemisch wirksame oder anderen spezifischen Eigenschaften haben, sondern geht von vorgefertigten flächigen Filtermedien aus. Durch den notwendigen Vorfertigungsschritt verteuert sich nicht nur die Herstellung, sondern es wird auch die Zahl
Figure imgf000006_0001
Stoffe ,c,tα>~k limitiert
Auch bei plissierten Filterkerzen ist die Filtereinheit in der Regel mehrschichtig aufgebaut. Die Mehrschichtigkeit, Drainage- und Schutzschichten eingeschlossen, wird dadurch erzeugt, daß mehrere Filterbahnen von individuellen Abrollstationen abgewickelt und kurz vor den Plissiermessern zusammengeführt werden. Dies setzt zum einen voraus, daß die einzelnen Schichten vorbereitet, d. h. auf gleiche Breite geschnitten sind, zum anderen ist die Zahl der übereinander und parallel einlaufenden Schichten aus räumlichen und Handhabungsgründen limitiert, weil jeweils eine Abrollstation nötig ist. Zusätzlich nimmt mit der Anzahl der einlaufenden Schichten die Gefahr des gegenseitigen Verlaufens zu, so daß meist kurz vor den Plissiermessern ein Egalisierungsschnitt durchgeführt werden muß, was einen erhöhten Verschnitt bedeutet. Weiterhin lassen sich zwischen zwei Filterbahnen nur sehr schwer zusätzliche Filterhilfstoffe einbringen und die einzelnen Filterbahnen müssen so zugfest sein, daß sie sich ohne Abriß abrollen lassen. Letzteres iεt bei sehr dünnen Filtervliesen, die z. B. nötig sind, um sehr feine Abstufungen in der Porengröße zu erzeugen , meist nicht gegeben.
In der DE 44 01 116 AI wird eine Filterkerze mit einer mehrschichtigen Separationseinheit offenbart, bei der die Separationseinheit dadurch gebildet wird, daß eine Trägermatte um ein perforiertes Stützrohr gewickelt wird und zwischen den einzelnen Windungen der Trägermatte eine Schicht aus pulverförmigen Filterhilfsmittel angeordnet ist. Sowohl das Filterhilfsmittel als auch die Trägermatte sind in sich homogen. Es ist also nicht mit jeder Schicht eine spezifisch andere Separationswirkung gegeben bzw. erzeugbar. Will man dies für die Trägermatte realisieren, so ergeben sich dieselben Nachteile, wie bei der in der DE 39 11 826 C2 beschriebenen Filterkerze. Will man, was häufig gewünscht bzw. notwendig ist, verschiedene Filterhilfsmittel einbringen, so muß der Wickelprozeß jeweils unterbrochen werden, um eine neue Vorrichtung für den Filterhilsmitteleintrag zu installieren oder das Filterhilfsmittel auszutauschen. Noch umständlicher wäre es auf die voll ausgebreitete Trägermatte Abschnitt für Abschnitt das jeweils notwendige Filterhilfsmittel aufzubringen und dann die Trägermatte um den Kern zu wickeln. Hier ergeben sich nicht nur technologische Schwierigkeiten durch die nicht fixierten Filterhilfsmittel, sondern es ist auch kaum sicherzustellen, daß sich in einer Schicht lückenlos der gleiche Filterhilfsstoff befindet.
Generell gestaltet es sich also als sehr schwierig und aufwendig, maßgeschneiderte, mehrschichtige Separationseinheiten mit bahnförmigen und nicht bahnförmigen Separationsmitteln in einem kontinuierlichen Prozeß herzustellen. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die Herstellung von Separationselementen nicht gleichzeitig mit der Herstellung der mehrschichtigen Separationseinheit erfolgt, sondern die mehrschichtige Separationseinheit z. B. in Form von Rollen- oder Bogenware, aus Flach- oder Flachschlauchmaterial, mit spezifischer Schichtenfolge als Ausgangsmaterial z.B. für Plissier-, Stanz- oder Wickelvorgänge benötigt wird. Andererseits wird es immer wichtiger für spezifische Separationsaufgaben kostengünstige Separationseinheiten mit spezifischem Aufbau bereitzustellen. Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, mehrschichtige Separationseinheiten zu schaffen, die bei möglichst einfacher Herstellbarkeit durch einen maßgeschneiderten Schichtenaufbau sehr variabel an ein spezifisches Separationsproblem angepaßt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine mehrschichtige Ccpαrαtienseir.heit mit den Merkmalen gemäß ratcntanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Verfahren zur Herstellung der mehrschichtigen Separationseinheit sowie vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Patentansprüchen 9 bis 11 angegeben.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich besonders dadurch aus, daß sich die erfindungsgemäßen, maßgeschneiderten Separationseinheiten mit einem einfachen Prozeß herstellen lassen. Durch die schraubenförmige Aufwicklung mehrerer Separationsmittelbahnen unterschiedlicher Natur, die in beliebiger Menge vorgefertigt werden können, erhält man jeweils individuelle Separationsschichten, die zwar mehrlagig sein können, in sich aber homogen sind. Zwischen diese Schichten aus Separationsmittelbahnen lassen sich problemlos andere nicht bahnförmige Separationsmittel einbringen, ohne daß der Herstellprozeß unterbrochen werden muß. Abfälle werden weitgehend vermieden, da im Verlauf des Herstellungsprozesses Separationselementrohlinge ohne Verlust von gewünschter Länge abgeschnitten werden oder Flachbahnen bzw. Flachschlauchbahnen verlußtfrei aufgewickelt werden können.
Aus vorgefertigten Separationsmittelbahnen beliebiger Breite und Art, in Kombination mit nicht bahnförmigen Separationsmitteln, die z. B. adsorptive, absorptive, katalytische, ionenaustauschende, chromatographische oder chemisch wirksame oder anderen spezifischen Eigenschaften haben, lassen sich problemlos erfindungsgemäße, mehrschichtige Separationseinheiten im gewünschten Durchmesser bzw. gewünschter Bahnbreite in Schlauchform oder als Bahnware herstellen.
Unter mehrschichtiger Separationseinheit wird in dieser Druckschrift definitionsgemäß die Summe der Separationsmittelschichten, einschließlich Schutzschichten 'Sch»*"z b^i Vern."*"bei*~un/~f u*^.d während dΛs E^^s^.tzee i*"1 ojpp^ Gerät) und Drainageschichten, verstanden, wobei bei erfindungsgemäßen Separationseinheiten, die Separationsmittelbahnen bzw. deren Ränder bei der Herstellung einer schlauchförmigen Separationseinheit, schraubenwickelartig angeordnet sind. Beim Flachdrücken oder Aufschneiden von schlauchförmigen Separationseinheiten ergibt sich eine diagonale Lage der Separationsmittelbahnen zueinander.
Wird der Herstellprozeß der Separationseinheit mit der Herstellung von Separationselmenten gekoppelt ist, so entstehen beim erfindungsgemäßen Herstellverfahren in der Regel Separationselementrohlinge, d. h. Basiseinheiten, die allein oder zu mehreren oder mit anderen Basiseinheiten kombiniert zu den endgültigen Separationselementen weiterkonfektioniert werden.
Separationsmittel im Sinne der Erfindung werden im allgemeinen Sprachgebrauch als Filtermedien bezeichnet . In dieser Druckschrift wird bevorzugt der Begriff Separationsmittel gebraucht, um zu unterstreichen, daß für dessen Wirkung nicht unbedingt eine Durchströmung nötig ist, sondern die Wechselwirkung auch bei einfachem Medienkontakt durch adsorptive, chemische, katalytische, kapillare (saugende) oder andere Mechanismen erfolgen kann.
Die Separationsmittel werden bezüglich ihrer Porengröße bzw. Trenngrenzeigenschaften (Grob-, Fein-, Mikro-, tf
Ultrafiltration und Reverse Osmose) , ihres Trennmechanismus (Sieb , Tiefenfiltration, Adsorptive Filtration, Pervaporation, Dampfpermeation, Gastrennung .. ) und ihrer Wechselwirkung mit dem zu behandelnden Medium (spezifische und unspezifische Adsorption, Chromatographie, Katalyse, lonenaustausch, Kapillarwirkung, Elektretwirkung ..) charakterisiert. Die Separationsmittel können also sowohl als Barriere als auch Adsorber und Reaktionsfläche bzw. ReaktionP'"'θlι'meτ! für bestimmte Tnha"1 *"ςςfnff <=• von Gasgemischen, Aerosolen, Flüssigkeitsgemischen, Lösungen sowie kolloidalen und partikulären Suspensionen, wirken.
Als Separationsmittel kommen fadenförmige, bandförmige, flächige oder flachschlauchförmige und hohlfaserförmige, oberflächenaktive und oder poröse Stoffe in Frage, an die, in denen oder zwischen denen z. B. adsorptiv, katalytisch, biokatalytisch, über ein Zetapotential oder durch Elektretcharakter wirkende Stoffe oder zum lonenaustausch fähige funktionelle Gruppen oder Medien gebunden, fixiert oder eingelagert sein können sowie faserförmige, pulverförmige, granuläre oder andere schüttgutartige Substanzen mit einer Separationswirkung.
Als Separationsschicht wird in dieser Druckschrift jede einzelne Lage eines Separationsmittels verstanden. Eine besondere Art der Schicht stellen Schichten aus wickelbaren, flächigen oder flachschlauchförmigen Separationsmitteln dar. Diese werden in dieser Druckschrift als Separationsmittelbahnen bezeichnet.
Flächige Separationsmittelbahnen können z.B. Kunststoff- oder Drahtgewebe, extrudierte oder anders hergestellte Gitternetze, Vliese, Papiere, Membranen oder Folien sein. Beispiele sind Glasfaserpapiere, Zellstoffpapiere, Papiere mit eingelagerten Aktivkohle- oder Kieselgurpartikeln, naß- oder trocken gelegte Vliese, Nadelfilze, genadelte Vliese, Krempelvliese, Kohlefaservliese, Spunbondvliese, Meltblownvliese, Splitfibervliese, Flashspunvliese, Schmelzklebervliese, gelochte oder geprägte Folien oder Membranen für die Mikro- und Ultrafiltration, für die Reverse Osmose und die Pervaporation.
Die Separationsmittelbahnen können in vielfältiger Weise vorbehandelt sein. Beispiele für solche Behandlungen sind Kalandrieren, Rillieren, Oberflächenmodifizierungen, Beschichtungen, Imprägnierungen, Flammen, Korona- und
An solche Separationsmittelbahnen können nicht bahnförmige faserförmige, pulverförmige, granuläre oder andere schüttgutartige Separationsmittel fixiert sein, die aber auch ohne Fixierung eine Separationsschicht bilden können. Beispiele für solche nicht bahnförmigen, schüttgutartigen Separationsmittel sind Ionenaustauschermedien, Aktivkohlemedien, Adsorberharze, Wasser absorbierende Fasern, granuläre Katalysatoren, Molekularsiebe, Chromatographiemedien, Trockenmedien, Materialien mit definiertem Zetapotential, Flockungsmedien, bakterizide Substanzen, Bakterien, Hefen, bioaktive Stoffe, elektrisch leitfähige Stoffe, über Magnetismus oder elektrische Felder wirkende Stoffe usw. .
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Verfahrensbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:
Fig. 1 die schematische Darstellung einer Fertigungslinie bei der die Fertigung erfindungsgemäßer Separationseinheiten ohne zusätzlichen Stützkern erfolgt,
Fig. 2 die schematische Darstellung einer Fertigungslinie ΛO bei der die Fertigung erfindungsgemäßer Separationseinheiten mit einem zusätzlichen Stützkern erfolgt,
Fig. 3A die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Separationselementes mit einer erfindungsgemäßen Separationseinheit,
Fig. 3B einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Separationseinheit,
Fig. 3C einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäße Separationseinheit,
Fig. 4A und 4B perspektivische Ansichten von erfindungsgemäßen Separationselementen mit erfindungsgemäßen Separationseinheiten in verschiedenen Konfektio- nierungsstufen,
Fig. 5A eine perspektivische Ansicht eines erfindungsge¬ mäßen Separationselenments in dem Separationselementrohlinge aus erfindungsgemäßen Separationseinheiten gebündelt sind,
Fig. 5B bis 5D Querschnitte durch weitere Bündelungsanordnungen für Separationselementrohlinge,
Fig. 6A ein Separationselement gemäß Fig. 5A, bei denen eine Stirnseite der Separationselementrohlinge separat zugeschweißt wurde,
Fig. 6B eine schematische Darstellung, wie die Verschweißung und das Ablängen von Separationselementrohlingen miteinander verknüpft werden kann,
Fig. 6C und 6D zwei weitere perspektivische Ansichten von Separationselementen, in denen Separationselementrohling gebündelt sind,
Fig. 7A einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Separationseinheit gemäß Beispiel 1,
Fig. 7B einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Separationseinheit gemäß Beispiel 3,
Fig. 7C einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Separationseinheit gemäß Beispiel 4 und
Das für die Herstellung der erfindungsgemäßen Separationseinheiten verwendetete Wickelverfahren wird bevorzugt in der Weise durchgeführt, daß für alle flächigen Separationsmittelbahnen die Wickelrichtung gleich ist, weil so kontinuierlich gefertigt werden kann. Es ist natürlich aber auch möglich für einzelne oder mehrere Schichten an Separationsmittelbahnen die Wickelrichtung umzukehren. Dies ist z.B. gewünscht, um die Stabilität des Wickels zu erhöhen oder bestimmte Lagen aus Drainagen so anzuordnen, Λl daß sich Strukturen mit einem geringeren Filterwiderstand ergeben.
Für das Wickelverfahren kann vom Prinzip her auf bekannte Spiralhülsen-Wickelmaschinen, wie sie z.B. bei der Herstellung von Toilettenpapierkernen oder Kernhülsen für die Papier- und Folienindustrie eingesetzt werden, zurückgegriffen werden, wenn diese für das erfindungsgemäße
Figure imgf000014_0001
rηodi f-i 7i ert werden
Eine solche Modifizierung ist z.B. das Arbeiten mit einer oder mehreren Andruck- bzw. Anpreßwalzen, die die Wicklungen verfestigen. Die Andruckwalzen können dabei angetrieben sein. Solche Andruckwalzen sind z.B. nötig, wenn sehr flauschige Separationsmittel komprimiert werden sollen oder wenn die Eigenfestigkeit einer flächigen Separationsmittelbahn nicht ausreicht, um die notwendige Festigkeit des Wickels über den Wickelzug zu erzeugen.
Die flächigen Separationsmittelbahnen können aus den verschiedensten Materialien bestehen und können eine beliebige Breite haben. Bei teuren Materialien, wie Membranen, kommen selbst schmale Randstreifen, die normal als Abfall anfallen, als Wickelmaterial infrage. Die Separationsmittelbahnen werden von einer Vorratsrolle abgerollt und an einer definierten Stelle unter einem frei wählbaren Winkel am Wickeldorn oder der an dieser Stelle bereits erzeugten Wicklung befestigt. Die gewünschte Reihenfolge an flächigen Separationsmittelbahnen wird dadurch erreicht, daß die Vorratsrollen in der vorgegebenen Reihenfolge in ein Vorratsgatter eingehängt und von dort die ablaufenden Bahnen nacheinander und übereinander auf einen Wickeldorn aufgewickelt werden.
Sollen in der Separationseinheit mehrere Lagen ein und derselben flächigen Separationsmittelbahn übereinander zu liegen kommen, so können diese nacheinander von verschiedenen Vorratsrollen ab und dann schraubenspiralig aufgewickelt werden oder es werden Vorratsrollen erzeugt, bei denen die gewünschte Anzahl an Lagen bereits übereinander gewickelt ist. Letzteres wird bevorzugt, wenn sehr viele dünne Lagen gleicher Qualität übereinander ge¬ wickelt werden sollen.
Andererseits kann über den Einführungswinkel der
Figure imgf000015_0001
in Abhängigkeit von der Bahnbreite, der Dicke der Bahn und dem Durchmesser des Wickeldorns bzw. Wickelkerns beliebig gewählt werden. Ein Überlappungsgrad n von 1 entspricht einer bündigen Wicklung, ein Überlappungsgrad kleiner als 1 bedeutet, daß die Wickelbahnen auf Distanz liegen, ein Überlappungsgrad n größer als 1 gibt an wieviel Lagen derselben Separationsmittelschicht bei einem Querschnitt durch den, von dieser Separationsmittelschicht gebildeten, Wickelzylinder übereinanderliegen. n gleich 7,5 bedeutet dann z. B., daß im Querschnitt 6 Lagen mit vollem Umfang erkennbar sind und die innerste und die äußerste Lage zusammen die 1,5-fache Länge eines Umfangs haben. Die mathematischen Zusammenhänge für eine zylindrische Separationseinheit gibt die folgende Formel wieder:
n = V B/2* FI *D*cos ß + (R - D)2/4*D2' - (R - D) /2*D
Dabei ist n der Überlappungsgrad, B die Bahnbreite der Separationsmittelbahn, D die Dicke der
Separationsmittelbahn, R der Radius des Kerns bzw. der Achse, auf den bzw. auf die aufgewickelt wird und ß der Winkel zwischen Separationsmittelbahn und Wickelkern bzw. Wickelachse .
Abrollbare fadenförmige, bandförmige, hohlfaserförmige Separationsmittel bzw. andere Separationsmittel, die zusammenhängend auf- oder abwickelbar sind, werden wie die Separationsmittelbahnen als Einzel- oder Mehrfachlage in den Wickel eingebracht.
Über jeder einlaufenden, flächigen Separationsmittelbahn können, z.B. kurz vor dem Ort der Aufwicklung, Vorrichtungen installiert werden mit denen nicht bahnförmige Separationsmittel, wie z. B. partikuläre, fasrige oder sprühfähige Separationsmittel und andere Hilfsst"off° e1rτ-τebr5r'bt wovrjoπ v-önn^π H-JΩ ?',,i?chprι i"3 zwe-* Schichten aus flächigen Separationsmittelbahnen eine zusätzliche Separationsmittelschicht bilden. Über diese Vorrichtungen lassen sich z.B. auch Kleber, Imprägnierungen, Benetzungsmittel, körnige Abstandhalter, Farbstoffe usw. an der gewünschten Stelle in das Separationselement einbringen.
Auch können die Separationsmittelbahnen vor der Aufwicklung z.B. zur Benetzung, Imprägnierung oder Beschichtung durch Tauchbäder oder Auftragswalzensysteme usw. geführt werden.
Wie oben beschrieben können angrenzende Ränder einer flächigen Separationsmittelbahn überlappend (n > 0) , bündig (n = 0) oder auf Distanz (n < 0) zueinander liegen.
Überlappende Separationsmittelbahnen lassen sich durch Zusatzeinrichtungen in den Überlappungszonen miteinander verkleben, verschweißen oder andersartig leckdicht miteinander verbinden. Die aneinander stoßenden Ränder bündiger Separationsmittelbahnen können bei Bedarf durch geeignete Klebstoffe (z.B. Silikon- oder Hotmeltraupen) oder Verschweißung dicht miteinander verbunden werden.
Bei überlappender Wicklung werden die Überlappungszonen der einzelnen Separationsmittelbahnen bevorzugt so angeordnet, daß ein Wickelschlauch mit möglichst gleichmäßigem Durchmesser erzeugt wird. ΛS
Der Wickeldorn ist bevorzugt zylindrisch, bzw. konisch (kegelstumpfartig) , kann aber auch eine andere, z. B. im Querschnitt mehreckige oder ellipsenförmige Struktur haben.
Die mehrschichtige Separationseinheit, kann sowohl auf einem Stützkern, als auch ohne Stützkern auf dem Wickeldorn erzeugt werden. Der Kerndurchmesser bzw. Durchmesser des Wickeldorns ist bezogen auf das Verfahren frei wählbar.
Wird die Separationseinheit auf dem Stützkern erzeugt, so ist in der Regel mit der Fertigung der Separationseinheit gleichzeitig die Fertigung von Separationselementrohlingen gekoppelt .
Um mechanisch stabile Separationselementrohlinge ohne Stützkern bzw. entsprechende Separationseinheiten zu erzeugen, können eine oder mehrere stabilere Schichten, z.B. aus Gewebe oder Netzgittern, während des Wickelvorgangs an der jeweils gewünschten Stelle bzw. Zone als Schichten in die Separationseinheit integriert werden.
Bei Typen mit Stützkern kann dieser in kürzeren Stücken laufend der Wickelachse aus aneinandergeschweißten oder anders miteinander verbundenen Basiskernen zugeführt werden, wobei die Einzelstücke über komplementäre Rändelungen oder Aussparungen miteinander verzahnen oder über eine Zusatzvorrichtung miteinander verschweißt (z.B. Rotationsschweißen) werden.
Eine weitere Variante ist es, den Stützkern ebenfalls durch den Wickelvorgang selbst Schraubenspiralig zu erzeugen. Sind hierfür aus Stabilitätsgründen sehr dicke, unflexible Kunststoffgitter nötig, so kann die gesamte Vorratsrolle oder die abgewickelte Bahn mit entsprechenden Einrichtungen vor der Krümmungsbildung erwärmt werden. Bei schlauchförmigen Separationseinheiten mit sehr kleinem Innenradius kann der Kern durch flexiblere Netzgitter erzeugt werden, die z.B. durch ihre Struktur den Ablauf bzw. die Abführung des Filtrates in Achsenrichtung selbst dann noch erlaubt, wenn der gebildete Kern eine sehr kleine Innenöffnung hat .
Die Zahl und Art der Separationsmittelschichten einer erfindungsgemäßen Separationseinheit läßt sich individuell an die jeweilige Separationsaufgäbe anpassen. Die durch den Wickelverernng gebildeten
Figure imgf000018_0001
Separationseinheiten oder Separationselementrohlinge können in der jeweils gewünschten Länge abgelängt werden, ohne daß der Fertigungsprozeß unterbrochen werden muß. Ebenso ist es möglich eine zylindrisch gebildete, mehrschichtige Separationseinheit nach der letzten Verfahrensstation flachzudrücken und als Flachschlauch für die Weiterverarbeitung aufzuwickeln bzw. die mehrschichtige, zylindrische Separationseinheit aufzuschneiden und die so erhaltene mehrschichtige, bahnförmige Separationseinheit für die Weiterverarbeitung aufzuwickeln.
Über den einzelnen abgewickelten Separationsmittelbahnen oder beliebigen Regionen des gebildeten Schraubenwickels lassen sich weiterhin Vorrichtungen installieren mit denen sich die separationstechnischen Eigenschaften oder auch die verfahrenstechnischen Eigenschaften verändern lassen. Durch Erwärmen z.B. mit IR-Strahlen oder Einblasen von heißer Luft können Schmelzklebervliese oder Fasern mit Kern-Mantel-Charakteristik aktiviert und dadurch die Struktur des Separationselements durch Verbinden einzelner Lagen oder Fixierung von partikulären Separationsmitteln stabilisiert werden. Über Koronastrecken lassen sich z.B. in Feinstfaservliese aus Meltblown elektrische Ladungen einbringen, die diesen einen permanenten Elektretcharakter verleihen. Durch UV-Bestrahlung lassen sich z.B. eingesprühte hydrophilisierende, hydrophobierende, oleo- phobierende und dergleichen Stoffe aktivieren, so daß die Oberfläche des besprühten Separationsmediums permanent Λ -T- modifiziert wird. Durch Berührung mit einem Ultraschallhorn ist es weiterhin möglich bestimmte flächige Separationsmittelbahnen zu verdichten oder partikuläre Stoffe besser in deren Matrix zu verteilen. Andere Vorrichtungen erlauben z.B. die thermische Verfestigung von Außenschichten, indem mehrere Schichten linienförmig mit¬ einander verschweißt werden.
Viele dieser Behandlungen lassen sich auch im Vorfeld am Rollenmaterial durchführen. Dies bedeutet aber meist einen zusätzlichen Arbeitsschritt. Zum anderen ist es häufig vorteilhaft die Behandlungen erst kurz vor oder kurz nach dem Einwickeln durchzuführen, um z.B. lagerungsbedingte Veränderungen zu vermeiden, bzw. der Wickelkrümmumg angepaßte Zustände zu nutzen.
In Figur 1 ist eine Fertigungslinie für die erfindungsgemäßen Separationseinheiten schematisch dargestellt. Dabei können die Separationsmittelbahnen (3) bis (10) von den nicht dargestellten Vorratsrollen dem Wickeldorn (2) bzw. dem sich aufbauenden Spiralwickel (16), der die Separationseinheit darstellt, zugeführt werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit überlappen sich die Separationsmittelbahnen (3) bis (10) nicht. Dies ist aber prinzipiell möglich. Auch können die Einlaufwinkel unterschiedlich sein. Dargestellt ist, daß die Separationsmittelbahnen (3) bis (10) unterschiedliche Breite haben können. Es ist nicht unbedingt nötig, daß alle Separationsmittelbahnen einlaufen. Natürlich lassen sich auch Fertigungslinien mit wesentlich mehr einlaufenden Separationsmittelbahnen realisieren. Nicht dargestellt ist weiterhin, das die Separationsmittelbahnen bzw. die dazugehörigen Vorratsrollen gebremst werden können. Darf kein starker Zug auf eine Separationsmittelbahn ausgeübt werden, so ist auch ein Antrieb der Vorratsrollen für die Abwicklung möglich. At
Der konisch geformte Wickeldorn wird von dem Motor (1) in der angegebenen Drehrichtung angetrieben. Beim Produktionsstart wird zunächst die Separationsmittelschicht (3) um den Wickeldorn (2) gewickelt und etwa bis zur Separationsmittelschicht (7) vorgetrieben. Auf diese erste Schicht (3) wird dann die Separationsmittelbahn (4) gewickelt und mindestens so weit vorgetrieben, daß im nächsten Schritt die Separationsmittelbahn (6) in seiner
analoger Weise wird der Spiralwickel bzw. die Separationseinheit (16) Schicht für Schicht weiter aufgebaut und der Wickel mit allen Separationsmittelbahnen (3) bis (10) soweit vorangetrieben, daß er über die Andruckwalzen (14, 14') hinausragt.
Als nächstes werden die Dosiereinrichtungen (12, 12', 12' ') in Position gebracht und aktiviert. Dasselbe gilt, soweit erforderlich, für die Schweißstation (11) mit der die Ränder der Separationsmittelbahn (5) leckdicht miteinander verschweißt werden sowie für die Schweißstation (11') die die Ränder der Separationsmittelbahn (10) und die darunter liegende Separationsmittelbahn (9) miteinander verschweißt. Diese Verschweißung mit einer unteren Lage dient bei manchen Separationselementrohlingen (17) der Außenverfestigung des Spiralwickels (16) bzw. der Separationseinheit, d. h. der Stabilität gegenüber z. B. Druckstößen vom Kern zum Außenradius, wie sie im Praxiseinsatz häufig vorkommen. Diese sog. Außenverfestigung erfolgt nach der Station mit den Anpreßwalzen (14, 14'), weil dann die Lage der Schraubenwickelschichten zueinander endgültig ist. Reicht diese Außenverfestigung nicht aus, so kann der Separationselementrohling (17) zusätzlich mit äußeren Schutzgliedern bzw. Schutzkäfigen versehen werden. Natürlich können Anpreßwalzen und Schweißstationen unter¬ schiedlichster Natur auch an anderen Stellen einer Fertigungslinie installiert werden. Analoges gilt für Heizeinrichtungen (13, 13) die z. B. mit Heißluft oder IR- Strahlung arbeiten oder die Koronastrecke (15) mit der in Figur 1 der Separationsmittelbahn (9) eine Elektretwirkung aufgeprägt werden kann.
In Figur 2 ist eine Variante einer Fertigungslinie, bei der nur 3 Separationsmittelbahnen (3) bis (5) übereinander gewickelt werden. Weiterhin wird die Separationsmittelbahn (3) nicht auf einen Wickeldorn (2) sondern auf einen vorgefertigten Stützkcrπ '21N z . E. aus einem thermoplastischen Kunststoff wie Polypropylen aufgewickelt. Dieser Kern wird über den Motor (1) in der angegebenen Drehrichtung angetrieben. Der Wickelaufbau erfolgt in analoger Weise, wie bei Figur 1 beschrieben. Damit die Produktion nicht permanent unterbrochen werden muß, wird der Drehkern (21) automatisch in bestimmten Zeitabständen um einen Basiskern (21') verlängert. Die Stuckelung erfolgt mittels einer Reibschweißeinheit (22) , wobei, durch stärkere Rotation des Basiskernes (21') , bei Berührung die Stirnseiten (20, 20') kurzzeitig angeschmolzen werden und sich dann leckdicht miteinander verbinden. Damit die Reibungskräfte nicht zu groß werden sind die Stirnseiten (20, 20') z. B. nach dem Nut/Feder-Prinzip gestaltet. In der Fertigungslinie gemäß Figur 2 ist als weitere Variante ein Sprühstation (18) dargestellt. Hiermit lassen sich z. B. Separationsmittel oder Modifikationsmedien, die als Dispersion oder Lösung vorliegen, als Separationsschicht in den Wickel einbringen. Beispielsweise könnte es sich um Bakteriensuspension handeln, wenn ein Separationselement mit einer erfindungsgemäßen Separationseinheit (16) als Membranreaktor arbeiten soll. Mit der Sprühstation (18) lassen sich z. B. auch Dispersionskleber ein-sprühen oder es handelt sich um eine Hotmeltsprühstation, wobei die aufgesprühten Hotmeltraupen (23) z. B. durch die Heizein¬ richtung (13) aktiviert werden können, wenn die betroffenen Wickelschichten ihre endgültige Form angenommen haben. Die Do-sierstation (12) bringt eine weitere Separationsmittelschicht (24) auf die Separationsmittelbahn 10
(4) auf. Diese kommt in direkten Kontakt zu den noch klebefähigen Hotmeltraupen (23) , so daß das Separationsmittel (24) in gewisser Weise fixiert wird. Durch Aktivierung der Hotmeltraupen an der Heizstation
(13) wird dieser Fixierungsprozeß noch einmal verstärkt.
In Figur 2 ist weiterhin eine Ablängeinrichtung (19) skizziert, mit der die Rohlinge (17) für z.B. ein Separationselement
Figure imgf000022_0001
bzw Separationseinheit (16) abgeschnitten werden. Dieses Ablängen kann ohne Unterbrechung der Produktion erfolgen, weil die Ablängevorrichtung die Vorwärtsbewegung der schlauchförmigen Separationseinheit (16) mitmachen kann.
Fig. 3A zeigt eine perspektivische Ansicht eines von einer erfindungsgemäßen Separationseinheit abgelängten Rohlings. Fig. 3B zeigt die entsprechende Separationseinheit (16) im Längsschnitt, Fig. 3 C im Querschnitt.
In Fig. 4A ist eine Variante eines, fertig konvektionierten Separationselementes (25) mit einer erfindungsgemäßen Separationseinheit (16) perspektifisch dargestellt, d. h. an die Wickelstirn (26) wurde eine geschlossene Endkappe
(28) angeschweißt, während die Stirnseite (27) mit einem sog. Gehäuseadapter (29) versehen wurde. Vor dem Anschweißen an die die Kunststoffteile (28, 29) werden in vielen Fällen zunächst die Stirnseiten (26, 27) des Rohlings (17) , ggf. unter Verwendung von zusätzlich geschmolzenem Polymer, abgedichtet, bzw. die Stirnseiten
(26, 27) zu offenen Endkappen (30, 30') geformt. Dies zeigt Fig. 4 B.
Werden Separationselementrohlinge (17) mit sehr geringem Durchmesser erzeugt, so werden diese nicht wie in Fig. 4A dargestellt einzeln fertig konvektioniert, sondern mehrere dieser Rohlinge werden gebündelt und zu einem Separationselement zusammengefaßt . Eine perspektivische I Λ
Ansicht für ein solches Seperationselement (31) aus Einzelrohlingen zeigt Fig. 5A.
In der Fig. 5A sind 7 Seperationselementrohlinge (17) zylindrisch gebündelt. Die Stirnseiten (27) sind in eine geschlossene Endkappe (28) eingegossen. Die Stirnseiten (26) können mit einem speziellen Adapter (29) versehen werden, der die Filtrate der Einzelrohlinge (17) , die ήπ^'oϊ ]_n aus den ^t"* ~^vnc'toτι [ ^ ^ ^ e.ι,strrϊ+~oτ"1 sem**""^~* *~ d^ 1^ Rohlingsbündel aber gegen die Unfiltratseite abdichtet . Andere beispielhafte Querschnitte durch Bündelanordnungen zeigen die Fig. 5B bis 5C. Bei der Bündelung wird immer versucht dichteste Packungen zu erzeugen, bzw. Konfigurationen, die, bei Parallelbetrieb mehrerer Separationselemente (31) in einem gemeinsamem Gehäuse, zwischen den Separationselemente möglichst wenig Totvolumen entstehen lassen. Ein Vorteil der Bündelkonfiguration ist, daß über den gemeinsamen Abflußadapter, die Zahl der notwendigen Abdichtungen minimiert wird. Welche Bündelungskonfiguration gewählt wird, hängt z. B. davon ab welchen Durchmesser die Separationselementrohlinge (17) haben und welcher Gesamtdurchmesser für ein Separationselement (31) erlaubt ist.
Eine spezielle Variante der Abdichtung von Separationselementen (31) zeigt Fig. 6A. Dabei sind die Stirnseiten (26), in einen Adapter (29) eingegossen, während die Stirnseiten (27) jede für sich zugeschweißt ist . Diese Verschweißung kann bei
Separationselementrohlingen (17) mit kleinem Durchmesser noch vor dem Ablängen, z. B. mittels Ultraschall erfolgen. Geschnitten wird direkt hinter der Schweißnaht, so daß Rohlinge (17) mit einer offenen Stirn (26) und einer geschlossenen Stirn (27) abgelängt werden (Fig. 6B) , die dann zu dem Separationselement (31) weiterverarbeitet werden können. 21
In Fig. 6C ist eine weitere Bündelungsvariante für Separationselementrohlinge (17) dargestellt. Dabei liegen die Rohlinge (17) in Kontakt oder geringem Abstand zueinander in einer Ebene und bilden nach der Abdichtung (bis auf die Abflußkanäle) eine kammartiges, bzw. wenn beide Seiten der Rohlinge (17) eingegossen sind ein cassettenartiges Separationselement (33) . Mehrere solcher Rohlingslagen können übereinander liegen. Ist die Verguß
Polyurethan, dann kann ein solches Seperationselement (33) wie in Figur 6 D gezeigt auch in gekrümmten Gehäusen betrieben werden.
Prinzipiell lassen sich durch Bündelungen von erfindungsgemäßen Separationselementrohlingen (17) eine große Vielfalt an Elementkonfigurationen erzeugen, so daß die erfindungsgemäßen Separationselementrohlinge (17) nach entsprechender Bündelung und Adaption in einem Großteil der heute marktüblichen Gehäuse installiert und betrieben werden können.
Die erfindungsgemäßen Separationeinheiten (16) lassen sich auch als Bahnware gewinnen, indem z. B. die gebildete erfindungsgemäße Separationseinheit (16) in dem für einen Überlappungsgrad n = 1 notwendigem Winkel eingeschnitten und die sich bildende Bahn aufgewickelt wird. Entscheidend für die resultierende Bahnbreite ist der Kerndurchmesser. Dieser wird bevorzugt sehr groß gewählt . Dadurch minimieren sich die krümmungsbedingten Versatzprobleme. Eine weitere Variante in dieser Hinsicht ist es, nicht auf einem im Querschnitt zylindrischen, sondern auf einem relativ flachen, ellipsenförmigen Dorn zu wickeln. Der dabei gebildete Flachschlauch, kann dann später an den Kanten so aufgeschnitten werden, daß sich zwei Separationseinheitbahnen (16) ergeben.
Will man erfindungsgemäße Separationseinheiten als Flachschlauch aufwickeln, so muß sich die Aufwickelvorrichtung in gleicher Weise drehen, wie der Spiralwickel (16) selbst. Werden nur Schlauchstücke bestimmter Länge benötigt, so können diese in ähnlicher Weise wie Seperationselementrohlinge (17) ohne Unter¬ brechung des Produktionsprozesses abgelängt werden.
Die bahnförmig aufgewickelten, erfindungsgemäßen Separationseinheiten (16) können z. B. einem
- l x o a iO- v υ. yunvj -, u2'- - ulι^ >. »v C-. v-.Ci. . _YUw.» j. LZ _. -_.-- - -.liJ--.x -.cb --.... C wiederum zu einem herkömmlichen Spiralwickel aufgewickelt werden. Andere Konfektionierungsformen sind rechtwinklige oder anders konfektionierte Filtermatten, Filtertaschen oder runde Filterstanzlinge .
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen
Separationseinheiten (16) ist auch, daß sich die für eine adsorptive Separation häufig notwendigen, relativ dicken
Schichten ohne Schwierigkeiten erzeugen lassen und diese nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in zylindrischer Form als Separationselementrohlinge (17) anfallen, die ohne zusätzliche Bearbeitung der eigentlichen
Separationseinheit (16) weiterkonfektioniert werden können.
Dagegen ist z. B. die Konfektionierung von dicken flächigen
Seperationseinheiten mittels Plissiertechnick nur bis zu einer gewissen Dicke möglich.
Anhand von Beispielen für den Schichtenaufbau erfindungsgemäßer, mehrschichtiger Separationseinheiten (16) bzw. Separationselementrohlinge (17) und daraus erzeugter Separationselemente (25, 31, 33) soll exemplarisch verdeutlicht werden, welches
Verbesserungspotential durch die erfindungsgemäßen Separa¬ tionseinheiten gegeben ist und welche Anwendungsbreite damit erschlossen werden kann. Die Ausführungen lassen sich auf viele Separationsprobleme in diversen Industriezweigen übertragen.
Beispiel 1: Pollen- und Geruchsfilter für Kraftfahrzeuge
Moderne Kraftfahrzeuge werden heute mit Filtersystemen ausgerüstet, welche die Λußenluft, die in die Fahrgastkabine gelangt, von Pollen und üblen Gerüchen reinigen. Als Partikelfilter kommen hier z. B. Meltblownvliese mit Elektreteigenschaften zum Einsatz. Zur Geruchsentfernung werden Aktivkohle oder spezifische, synthetische Adsorberharze verwendet. Bei der üblichen Verarbeitung in Plissiermaschinen ergeben sich in Anwesenheit von Aktivkohle- oder Adsorberharzschichten häufig Schwierigkeiten, da es vor allem an den Plissierkanten zu Beschädigungen kommt. Zusätzlich bereitet die Immobilisierung der Aktivkohle bzw. Adsorberharze technische Schwierigkeiten und ist somit sehr kostenintensiv.
Im folgenden wird beschrieben, wie gemäß der vorliegenden Erfindung die Separationseinheit (16) eines geeigneten Separationselementes der oben genannten Art aufgebaut sein und wie sie hergestellt werden kann. Einen Querschnitt durch eine entsprechende Separationseinheit (16) zeigt Fig. 7A. Ausgehend von der Fig. 1 wird mit den
Separationsmittelschichten (3) und (4) aus offenen, groben Netzgittern auf dem ca. 5 mm dicken Wickeldorn (2) der Kern des Separationselementrohlings (17) in line gebildet. Auf diesen "Kern" wird zunächst die Separationsmittelbahn (6) gewickelt, hierbei handelt es sich um ein dünnes Spunbond- oder Meltblownvlies, mit Poren die kleiner sind als die der Partikel, die als Adsorber eingebracht werden sollen. Diese Vliese haben weiterhin einen höheren Schmelzpunkt, als die nächste Separationsmittelbahn (7) . Weiterhin werden die Ränder der Bahn (6) an der Schweißstation (11) leckdicht miteinander verschweißt. Die Separationsmittelbahn (7) ist ein dünnes Schmelzklebervlies, auf das bei der Dosierstation (12) eine homogene Schicht (24) an Adsorberpartikeln aufgebracht wird. Mittels der Heizstation (13) wird das Schmelzklebervlies (7) so aktiviert, daß die Adsorberteilchen zum größten Teil an diesem Vlies haften bleiben. Wird nur eine Schicht an Adsorberpartikeln (24) ^cnc^icrt so bleiben d-1 ° Ξtat"'i'^rιoτ-' '12' T."1 ' ' 13' T."3 ' ' ^ außer Betrieb und die Bahnen (8) und (9) laufen nicht mit ein. Werden 2 oder 3 Adsorberschichten benötigt, so wiederholen sich die Vorgänge wie für die Bahn (7) . Bevor das Meltblownvlies (10) , das die Funktion des Partikelfilters übernimmt, als nächste Schicht aufgewickelt wird, wird es in einer Koronastrecke nochmals so elektrisch aufgeladen, daß es einen permanenten Elektretcharakter erhält. Die Ränder der Separationsmittelbahn (10) werden an der Station (11') leckdicht miteinander verschweißt. Die Separationsmittelbahn (5) aus einem offenen Spunbondvlies dient als äußere Schutzschicht. Diese wird an der Station (ll1 ') durch Verschweißung verfestigt.
Beim Einwickeln von nur einer Adsorberteilchenschicht (24) ergibt sich für den Separationselementrohling (17) bzw. für die zylindrisch geformte Separationseinheit (16) ein Durchmesser von ca 15 mm. Bei einer Länge von 250 mm beträgt die Oberfläche dann ca. 117 cm2. Bündelt man 7 solcher Einheiten gemäß Fig. 5A, so beträgt die Gesamtoberfläche 824 cm2, bei einem Durchmesser von 45 mm für das Separationselement (31) . Bei Bündelung gemäß Fig. 5D ergeben 19 Einheiten eine Fläche von 0,22 m2 bei einem Durchmesser von 75 mm. Bei einer zweischichtigen Anordnung gemäß Fig. 6C, ergäbe sich für ein Separationselement (33) mit den Maßen 250*250*35 mm3 eine Filteroberfläche von 0,375 m2.
Wenn eine Geruchsbelästigung nicht vorliegt, kann man im selben Gehäuse auch Filter ohne Geruchsentferner betreiben. Umgekehrt sind auch Geruchsfilter ohne zusätzlichen Partikelfilter denkbar.
Siehe auch Beispiel 3.
Bcicciβ! 2 : Filterelement für die Ξ^tke"' I-'T-Ό i""1 r,-: — s-*- Wassermengen
Erhitzt man Wasser über 65 C so fällt je nach Härtegrad Kesselstein bzw. Caiciumcarbonat aus. Diese sog. temporäre Härte des Wassers führt nicht nur zu Kalkablagerungen, sondern beeinflußt z. B. auch den Geschmack von Heißgetränken wie Tee usw.. Eine Verfahren Wasser zu enthärten, ist die Behandlung mit Kationenaustauschern. Dies ist z. B. in jeder Spülmaschine Stand der Technik. Hier wird jedoch in der Regel das Wasser zunächst enthärtet und dann erhitzt . Für diverse andere Anwendungen erscheint es aber wirtschaftlich sinnvoller zu sein zuerst aus dem erhitzen Wasser, die sich bildenden Kalkablagerungen über einen relativ groben Filter abzuscheiden und nur die Resthärte mittels Ionenaustauscher zu entfernen. Eine erfindungsgemäße Seperationseinheit (16) bzw. ein Separationselementrohling (17) entspricht dem von Beispiel 2, jedoch wird als partikuläre Schicht (24) ein Kationenaustauscher eingebracht und die Meltblownschicht (10) besitzt eine Porengröße (nach Coulter) um 40 μm. Ein solches Filterelement hat sich im Versuch z. B. in einem System bewährt, bei dem das Wasser für die Scheibenwischerwaschanlage eines Kraftfahrzeuges durch Wärmeaustausch über den Kühlkreislauf erhitzt wird. Da hier deutlich Temperaturen über 65 C erreicht werden, kam es zunächst durch Kalkablagerung immer wieder zur Verstopfung der Sprühdüsen. Mit dem Separationselement, daß die αf
erfindungsgemäße Seperationseinheit (16) enthielt und welches nach der Wärmetauscherspirale installiert war, traten keine Verstopfungen der Scheibenwischerdüsen mehr auf .
Siehe auch Beispiel 3.
Beispiel 3 : Separationseinheiten mit unterschiedlich wirkenden Separationsmitteln
Eine gängige Methode zur Klärung von Flüssigkeiten wie Bier, Wein und anderen biotechnologisch hergestellten Medien ist z. B. die Behandlung mit Kieselgur. In Analogie zu Beispiel 2 oder 3 lassen sich Seperationseinheiten (16) realisieren, die mehrere partikuläre Separationsschichten, z. B. in Form von unterschiedlich feinen Kieselguren enthalten. Fig. 7B zeigt einen Querschnitt durch eine solche zylindrische Seperationseinheit (16) . Dabei wird der Stützkern (21) von einem Spunbondvlies (3) umhüllt, daß als Stützvlies wirkt. Die Separationsmittelbahn (4) ist ein kalandriertes Meltblownvlies, daß auch Hefen absolut zurückhält. Die Separationsmittelbahn (7) ist ein Spunbondvlies, auf dem ein relativ dickes, grobes Netzgitter (6) liegt. Diese beiden Schichten wurden vorher zusammen auf einer Rolle aufgerollt . Auf diese Doppelschicht wird eine Schicht feine Gur (24) mittels einer Dosierstation aufgebracht, wobei die Gur die Hohlräume des groben Gitters (6) füllt. Es folgt eine weiter Doppelschicht aus einem Spunbondvlies (7') und einem groben Gitter (61) auf die eine grobe Gur (24') aufgebracht wird. Die äußerste Schicht (5) bildet wiederum ein Spunbondvlies oder ein grobes Meltblownvlies. 1 8
In analoger Weise könnte anstatt der feinen Gur (24) z. B. PVPP zur Eiweißstabilisierung als Separationsmittel eingebracht werden oder bei der Herstellung der Separationseinheit (16) zunächst eine PVPP Schicht gebildet werden und dann erst die gestuften Kieselgurschichten.
Für andere Anwendungen bietet sich z. B. der abwechselnde Einbau von einem anionischen und kationischen Ioncnauctcuceher
Figure imgf000030_0001
oHoy-
Figure imgf000030_0002
- *"•£-• Kombination von Trockenmitteln mit Katalysatoren (Entgiftung und Trocknung von Luft) an. Auch ist es denkbar, daß in den einzelnen Zwischenschichten unter¬ schiedliche Mikroorganismen immobilisiert sind, die z. B. eine Denitrifikation von entsprechend belasteten Wässern bewirken können. Für die Behandlung kolloidbelasteter Flüssigkeiten oder von Flüssigkeiten, die entpyrogenisiert werden sollen, ist es in analoger Weise möglich Separationsmittel oder Separationsmittelbahnen mit positivem und oder negativem Zetapotential in eine erfindungsgemäße Seperationseinheit (16) einzubauen.
Beispiel 4 : Separationseinheit mit immobilisierten Hefen
Für die Flaschengärung von Sekt ist es heute ein Ziel, die Hefe, welche die zweite Gärung bewirkt nicht einfach in die Flasche zu geben, da sie nach dem Absterben in umständlicher Weise durch Schütteln zunächst am Flaschenhals gesammelt werden und schließlich eingefroren als Pfropfen aus dieser wieder entfernt werden muß. In einer erfindungsgemäßen Separationseinheit (16) bzw. einem Seprationselementrohling (17) ist die Hefe immobilisiert. Die Stirnflächen (26, 27) des Separationselementrohlings (17) sind wie in Abbildung 4B leckdicht verschweißt. Der Querschnitt der Separationseinheit (16) ist in Fig. 7C dargestellt. Den Innenkern bildet ein stabiles Gitternetz (3) . Darüber ist eine hydrophobe Membran (4), z. B. aus PTFE oder PVDF mit einer Porengröße um 1 μm oder kleiner gewickelt, deren Seitenränder miteinander verklebt oder verschweißt sind. Diese Membran (4) wird von einer Spunbondschicht (6) geschützt. Als nächstes wird eine Doppelschicht (7, 8) aus einem Spunbondvlies (8) und einem daraufliegenden groben
^-^ ■τw-^--<**^**^>•^-***••^~*~•' f *~f \ ι*-rr?T' τ"' '*~*,V—•"' +- »,•"—•V-ir-. •* V!^^T~ C "* ,n ^ πnnϊ **ι-v*n4--.4. ^ „„ - •*-, die Hohlräume des Gitternetzes (7) die für die zweite Gärung notwendige Trockenhefe (22) als Separationsmittel eingebracht wird. Die äußere Schicht (5) ist eine hydrophile Membran mit einer Porengröße um 1 μm oder kleiner. Auch hier sind die Seitenränder dicht miteinander verbunden. Zur zweiten Gärung wird eine solche Separationseinheit (8) , bei der wie in Fig. 4B die Stirnseiten (26. 27) verschlossen sind, z. B. mit einem Distanzstück verbunden und durch den Flaschenhals in die für die zweite Gärung vorbereitete Sektflasche eingeführt. Das Distanzstück sorgt durch seine Konstruktion dafür, daß dieses Separationselement in der Flasche unabhängig von deren Lage fixiert ist und das nach Beendigung der neunmonatigen Flaschengärung, nach Entfernen des Kronkorkenverschlusses, das Separationselement samt abgestorbener Hefe leicht entfernt werden kann. Beim Gärprozeß strömen innerhalb der 9 Monate Gärzeit die gesamten vergärbare Substanzen, auf Grund von Konzentrationsunterschieden oder Bewegungen der Flasche, irgend einmal durch die hydrophile Membran (5) . Das Stoffwechselprodukt Alkohol gelangt durch die hydrophile Membran (5) wieder in den Flaschenraum, während das Stoffwechselprodukt Kohlendioxid über die hydrophobe Membran (4) in Flaschenraum gelangt. Die Hefen sind zu groß, um die Membranen zu passieren und verbleiben auch nach dem Absterben in der Separationseinheit (16) . Das Gitternetz (7) schließlich sorgt dafür, daß die Hefen gleichmäßig über die Flächen der Membranfilter (5) und (4) verteilt bleiben und günstige Wachstumsbedingungen haben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Mehrschichtige Separationseinheit für die Separation von flüssigen oder gasförmigen Medien aus mindestens zwei Seprationsmittelbahnen, die jeweils von einer Vorratsrolle abwickelbar sind, wobei jede Separationsmittelbahn für eich, durch eine schraubenförmige Anordnung mit einem Überlappungsgrad von mindestens 1, eine individuelle, homogene Separationsmittelschicht bildet,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie zusätzlich zu den aus Separationsmittelbahnen gebildten homogenen Separationsmittelschichten mindestens eine Separationsmittelschicht aus nicht bahnförmigen Separationsmitteln enthält.
2. Separationseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Separationseinheit schlauchförmig ausgebildet ist .
3. Separationseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlauch zylindrisch ist.
4. Separationseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Separationseinheit ein Flachmaterial ist, das durch Aufschneiden eines Separationseinheitschlauches erzeugt wird.
Separationseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Separationseinheit aktivierbare Separationsschichten enthält.
6. Separationseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die aktivierbaren Separationsschichten Klebeeigenschaften haben.
7. Separationseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Separationsmittelschicht Mikroorganismen enthält.
8. Separationselemente, dadurch gekennzeichnet,
daß sie Separationseinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 7 enthalten.
9. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Separationseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einbringen mindestens einer nicht bahnförmigen Separationsmittelschicht durch mindestens eine Dosiervorrichtung erfolgt, die vor dem Einlaufpunkt
der Separationsmittelbahn positioniert ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß über geeigneten Stellen, der sich bildenden bzw. gebildeten schlauchförmigen Separationseinheit, eine oder mehrere Vorrichtungen zur Nachbehandlung des Schraubenwickels installiert sind.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Nachbehandlungsvorrichtung eine Andruckwalze zur Wickelverfestigung ist.
PCT/EP1996/004724 1995-11-02 1996-10-30 Mehrschichtige separationseinheiten WO1997016233A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19540876.4 1995-11-02
DE19540876A DE19540876A1 (de) 1995-11-02 1995-11-02 Mehrschichtige Separationseinheiten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997016233A1 true WO1997016233A1 (de) 1997-05-09

Family

ID=7776463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1996/004724 WO1997016233A1 (de) 1995-11-02 1996-10-30 Mehrschichtige separationseinheiten

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19540876A1 (de)
WO (1) WO1997016233A1 (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5743560A (en) * 1996-10-09 1998-04-28 Autoliv Asp, Inc. Spiral wrapped inner tube for gas generator filter
US6537614B1 (en) 1998-12-18 2003-03-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Cationically charged coating on hydrophobic polymer fibers with poly (vinyl alcohol) assist
US6274041B1 (en) * 1998-12-18 2001-08-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Integrated filter combining physical adsorption and electrokinetic adsorption
US6645388B2 (en) 1999-12-22 2003-11-11 Kimberly-Clark Corporation Leukocyte depletion filter media, filter produced therefrom, method of making same and method of using same
DE10063881A1 (de) * 2000-12-21 2002-06-27 Mann & Hummel Filter Filterelement
DE10220724A1 (de) 2002-05-10 2003-11-20 Mann & Hummel Filter Filterelement zur Reinigung eines FLuidstroms
DE10244707A1 (de) * 2002-09-24 2004-04-01 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung zum Austausch von Feuchtigkeit zwischen einem feuchten und einem trockenen Gasstrom
US7387656B2 (en) 2005-01-07 2008-06-17 Mecs, Inc. Fiber collecting media strip for a mist eliminator
US7416576B2 (en) * 2006-01-27 2008-08-26 Mecs, Inc. Fiber bed assembly and fiber bed therefor
KR102178191B1 (ko) 2008-09-02 2020-11-13 머크 밀리포어 리미티드 크로마토그래피 막, 이를 포함하는 장치 및 이의 이용방법
US9873088B2 (en) * 2011-05-17 2018-01-23 Natrix Separations Inc. Layered tubular membranes for chromatography, and methods of use thereof
DE102013008392A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-20 Mann + Hummel Gmbh Luftfilter für die Innenraumluft von Kabinen von Fahrzeugen, Land-, Bau- und Arbeitsmaschinen
DE102013008389A1 (de) 2013-05-17 2014-11-20 Mann + Hummel Gmbh Filterelement, insbesondere Luftfilterelement, und Filtersystem mit einem Filterelement
DE102015209363A1 (de) * 2015-05-21 2016-11-24 Mahle International Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Meltblown-Wickelfilters
DE102016003709A1 (de) * 2016-03-31 2017-10-05 Norafin Industries (Germany) Gmbh Filtereinheit zum Filtrieren von verunreinigtem Wasser
CN117582743B (zh) * 2024-01-18 2024-03-29 东莞市艾尔佳过滤器制造有限公司 一种能够抑制细菌的汽车空调用滤芯及其生产工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1033012A (fr) * 1950-02-24 1953-07-07 Vokes Ltd Filtre
US3042216A (en) * 1959-02-05 1962-07-03 Joshua H Goldman Filter construction
US3261473A (en) * 1964-02-12 1966-07-19 Johns Manville Glass fiber cartridge filters for drycleaning solvent filtration
EP0045516A1 (de) * 1980-08-06 1982-02-10 Hans-Joachim Ochs Filtereinsatz für Gasadsorptionsfilter, insbesondere für die Luftreinigung
US4902427A (en) * 1988-04-25 1990-02-20 Ebonex Corporation Filter for removing heavy metals from drinking water
EP0568381A1 (de) * 1992-04-30 1993-11-03 Morton International, Inc. Spiralförmig gewickelter Gasgeneratorfilter und Verfahren zur dessen Herstellung
DE4401116A1 (de) * 1994-01-17 1995-08-24 Faudi Feinbau Filterkerze

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB855068A (en) * 1955-12-30 1960-11-30 Zwicky Ltd Filters for liquids
US3262578A (en) * 1964-02-07 1966-07-26 Johns Manville Glass fiber filter tubes
IE39475B1 (en) * 1972-11-06 1978-10-25 Wavin Bv A porous tube suitable for supporting a membrane for membrane filtration and a method of manufacturing such a tube
GB1543404A (en) * 1975-04-04 1979-04-04 Millipore Corp Tubular filtration element and method of making it
US4882056A (en) * 1988-04-01 1989-11-21 Pall Corporation Fluid filter element with an overlapped wrap
DE3911826A1 (de) * 1989-04-11 1990-10-31 Seitz Filter Werke Filterkerze bzw. filtermodul aus flexiblem tiefenfiltermaterial
WO1992016280A1 (en) * 1991-03-25 1992-10-01 Memtec America Corporation Precoat septum with integral particulate filter medium retaining structure
US5290446A (en) * 1992-06-10 1994-03-01 Pall Corporation Helical wrapped filter element
DE4311297A1 (de) * 1993-04-06 1994-10-13 Gessner & Co Gmbh Regenerierbare Separationselemente, deren Verwendung und dafür geeignete Gehäuse

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1033012A (fr) * 1950-02-24 1953-07-07 Vokes Ltd Filtre
US3042216A (en) * 1959-02-05 1962-07-03 Joshua H Goldman Filter construction
US3261473A (en) * 1964-02-12 1966-07-19 Johns Manville Glass fiber cartridge filters for drycleaning solvent filtration
EP0045516A1 (de) * 1980-08-06 1982-02-10 Hans-Joachim Ochs Filtereinsatz für Gasadsorptionsfilter, insbesondere für die Luftreinigung
US4902427A (en) * 1988-04-25 1990-02-20 Ebonex Corporation Filter for removing heavy metals from drinking water
EP0568381A1 (de) * 1992-04-30 1993-11-03 Morton International, Inc. Spiralförmig gewickelter Gasgeneratorfilter und Verfahren zur dessen Herstellung
DE4401116A1 (de) * 1994-01-17 1995-08-24 Faudi Feinbau Filterkerze

Also Published As

Publication number Publication date
DE19540876A1 (de) 1997-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1997016233A1 (de) Mehrschichtige separationseinheiten
DE69333430T2 (de) Filter, Methoden zur Herstellung eines Filters und Filtermethoden
DE2701167C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen, rohrförmigen Filterelements sowie nahtloses, rohrförmiges Filterelement
EP0371189B1 (de) Hohlfadenmodul, Verfahren zu dessen Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens
DE60027080T2 (de) Mikrofiltereinsatz
EP0737092A1 (de) Verfahren zur herstellung eines filtereinsatzes
EP2030665B1 (de) Filterelement
DE2614336A1 (de) Rohrfoermiges filterelement und verfahren zu seiner herstellung
DE4319261A1 (de) Schraubenförmig umwickeltes Filterelement
DE4311297A1 (de) Regenerierbare Separationselemente, deren Verwendung und dafür geeignete Gehäuse
EP3760297A1 (de) Filterelement, insbesondere luftfilterelement, und filtersystem mit einem filterelement
EP0081182A2 (de) Folie zum Trennen flüssiger oder gasförmiger Mehrkomponentensysteme
DE102008036096B4 (de) Filtrationssytem mit Fluidkupplungen
EP2547418A1 (de) Vorrichtung zum falten eines bahnförmigen filtermediums und verfahren zur herstellung eines zickzackförmig gefalteten filterelements
EP0901404B1 (de) Filtermaterial und verfahren zu seiner herstellung sowie aus diesem filtermaterial hergestellter adsorptionsfilter
EP2475444A1 (de) Verfahren zur herstellung eines filterelements mit einem filtermedium
WO2010015345A1 (de) Filtermodul und system mit spiralförmig gewickelten membranfiltern und verfahren zu dessen herstellung
WO2015028531A2 (de) Filtermaterial, filterelement und verfahren sowie vorrichtung zum herstellen eines filtermaterials
DE60132347T2 (de) Kombinationsfiltersystem mit filtermedium in einem strömungskanal und adsorptionspartikelfiltermedium
WO1997019744A1 (de) Druckstabile, poröse polymere rohrmembran für rohrmodule und verfahren zu ihrer herstellung
DE69930743T2 (de) Faltenfilter und verfahren zur seiner herstellung
EP1371405B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Rohrfilters durch Wickeln sowie Rohrfilter
DE10020091C1 (de) Filtermaterial
DE3522725A1 (de) Verfahren zur herstellung eines filters mit poren von vorbestimmter und etwa gleicher mikrogroesse sowie nach diesem verfahren hergestellter filter
DE102014011443B4 (de) Filtermedium, Filterelement und Wechselfilter zur Filterung von partikulären Verunreinigungen aus einer Flüssigkeit

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase