WO1999003591A1 - Installation for purifying electrically nonconductive liquids, in particular vegetable oils - Google Patents

Installation for purifying electrically nonconductive liquids, in particular vegetable oils Download PDF

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WO1999003591A1
WO1999003591A1 PCT/EP1998/004407 EP9804407W WO9903591A1 WO 1999003591 A1 WO1999003591 A1 WO 1999003591A1 EP 9804407 W EP9804407 W EP 9804407W WO 9903591 A1 WO9903591 A1 WO 9903591A1
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WO
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container
liquid
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electrode
vegetable oils
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PCT/EP1998/004407
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Inventor
Gunter BÖRNER
Rainer Wetzel
Uwe Zimmerling
Burkhardt Nenn
Original Assignee
ÖHMI FORSCHUNG UND INGENIEURTECHNIK GmbH
Siemens Aktiengesellschaft
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C5/00Separating dispersed particles from liquids by electrostatic effect
    • B03C5/02Separators
    • B03C5/022Non-uniform field separators
    • B03C5/026Non-uniform field separators using open-gradient differential dielectric separation, i.e. using electrodes of special shapes for non-uniform field creation, e.g. Fluid Integrated Circuit [FIC]

Definitions

  • the invention relates to a system for cleaning electrically non-conductive liquids, in particular vegetable oils, with reaction containers for the separation of substances from the electrically non-conductive liquids, in particular vegetable oils, according to the principle of electrostatic separation.
  • the reaction in the container represents sedimentation of solid particles.
  • the electrofiltration of electrically non-conductive liquids is known. It is used in particular to separate unwanted substances from non-conductive liquids, for example vegetable oils, mineral oils, finishing oils, solvents, resins or glycerin.
  • vegetable oils it should be considered that such oils are used in particular as food and are a renewable raw material. This results in a remarkable world raw production with an annual growth of approx. 5%.
  • a bleaching earth process is mainly carried out for the purpose of adsorbing unwanted accompanying substances.
  • the so-called bleaching is an essential quality-determining process step in oil production.
  • the bleaching earth after the adsorption step is conventionally separated by precoat filtration.
  • the temperature field is used.
  • a container with an inlet for the mixture and an outlet for the separate components is provided by arranging electrodes which are insulated from one another for generating the electric fields.
  • the object is achieved by the entirety of the features of claim 1. Further developments are preferably characterized by the subclaims. In particular, there is a relationship that describes the relationship between all relevant parameters of the system and the cleaning or filtration process that takes place therein.
  • the invention realizes a container with which, on the one hand, the combination of the geometry of the apparatus, the flow behavior of the fluid and the application of an electric field between 5 and 50 kV / c, preferably between 8 and 30 kV / cm complete separation of the
  • Solid particles on at least one electrode and on the other a clarified fluid without using additional filter elements or filter aids. This makes it possible to achieve economic advantages over conventional pressure filtration methods. In particular, it is now possible to use fine-grain bleaching earth. This results in a further reduced cleaning effort and a reduced energy consumption.
  • the inner wall of the metallic containers with the associated inner electrode are constructed in a specific construction. It can be a cylindrical or a rounded flat container.
  • the inner wall of the container and the inner electrode are formed on all sides in the region of the separation zone without edges, so that a completely smooth surface of both electrodes is thus achieved. The efficiency can thus be increased.
  • reaction tanks In the overall system with several tanks, at least two reaction tanks are connected in a modular manner so that a continuous discharge of liquid is ensured. This enables continuous or at least quasi-continuous production operation of the system.
  • the reaction containers are connected on the solids side to a collecting container for re-sedimentation.
  • the sedimentation process taking place in the plant according to the invention can be carried out with pressure filtration can be combined, which further increases the efficiency of the overall system and its range of applications.
  • FIG. 1 shows the side view of a container
  • FIG. 2 shows the associated inner electrode
  • FIG. 3 shows an alternative arrangement of a container with a concentric inner electrode
  • FIG. 4 and FIG. 5 sections along the lines IV-IV and V-V in FIG. 3,
  • FIG. 6 shows the top view and FIG. 7 shows the side view of an arrangement of a plurality of containers which are connected in series in a modular manner, and FIG. 8 shows a plurality of reaction containers connected together with a collecting container.
  • 1 to 8 mean reaction vessels for sedimentation of solid particles from a liquid through electrostatic fields, which are arranged next to one another in particular as a battery and are connected fluidically in parallel.
  • the number of containers is arbitrary and is determined by the required throughput of the entire system.
  • FIG. 1 shows an example of a single container 1, which is constructed from metallic material with a solid container wall 10. Go from the container wall 10 an inlet 11 for the liquid to be filtered, an outlet 12 for the clarified liquid and a conical outlet 13 for the separated solid.
  • reaction containers 1 to 8 are designed with their container walls as rounded flat containers.
  • the inner electrode designed for one of the containers 1 to 8 according to FIGS. 1, 6 or 7 is designated by 20. It consists in particular of at least one large-area and flat separating plate 21, which is combined with a round tubular frame 22.
  • the electrode 20 with its separating plate 21 is adjusted to the geometry of the inner volume enclosed by the container wall 10.
  • the container with its container wall and the inner electrode in the region of the separation zone are formed on all sides without edges.
  • the distance s between the two electrodes formed in this way is constant all round and l.a. smaller than 50 mm. Overall, a completely smooth surface of all electrodes is achieved. Thus there can be no disturbing field inhomogeneities that would degrade the efficiency of a reaction vessel.
  • the necessary boundary conditions for the use of specific liquids in particular with regard to the geometry of the containers and the electrical field sizes of the system, can be found.
  • the viscosity of the liquid to be cleaned reflects the temperature dependence of the separation process.
  • FIGS. 3 to 5 show an alternative arrangement to that of FIG. 1 and FIG. 2 consisting of a container and the associated inner electrode: it is essential here that the container wall 10 'enclose a round cylinder in which the inner electrode 20' is arranged concentrically. Liquid outlet 11, finished product outlet 12 and outlet 13 for the separated solid are essentially in the same form as in FIG. 1. Again, there are no edges between the inner container wall 10 'and the outer surface of the electrode 20'. Furthermore, it is particularly important in FIG. 3 that the inner electrode 20 'widens from a smaller to a larger cross section in the direction of flow of the fluid.
  • FIGS. 6 to 8 It can be seen from FIGS. 6 to 8 that, for example, there are eight containers in a complete system, which in turn are designated 1 to 8 in detail. Two containers 1/2, 3/4, 5/6 and 7/8 are connected in such a way that they can work alternately. This ensures that a quasi-continuous production operation for the cleaning or filtration of non-conductive liquids, such as vegetable oils in particular, is ensured.
  • the individual reaction vessels are connected in parallel in a modular manner, so that the cleaned product can be discharged continuously.
  • FIG. 8 It is shown specifically in FIG. 8 that a plurality of containers 1 to 8 for sedimentation of solid particles from a liquid are connected to a single collecting container 50 with a subsequent valve 51. This means that the separated substances are re-sedimented, which is equivalent to an increase in the concentration of these substances.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

The invention relates to installations having metallic reaction vessels for separating substances from electrically nonconductive liquids, in particular vegetable oils, by electrostatic separation. In accordance with the invention, an electric field is established between the vessel wall (10, 10') and a concentric inner electrode (20, 20'). In addition, the vessel (1-8 and 1') has an inflow (11) for the liquid that is to be filtered, an outflow (12) for the filtered liquid, and a conical discharge point (13) for the separated solid. The invention is characterized in that no filter media are used between the electrodes (10, 20), thus guaranteeing a continuous filtering process. During this process, the distance (s) between the surfaces of the inner electrode (20) and of the inside wall (10) is constant around the periphery of a horizontal cut. The interelectrode distance (s) depends, among other things, on the type of nonconductive liquid used, the suspended particles, the flow rate and the applicable tension.

Description

Beschreibungdescription
Anlage zur Reinigung von elektrisch nichtleitenden Flüssigkeiten, insbesondere PflanzenölenSystem for cleaning electrically non-conductive liquids, especially vegetable oils
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Reinigung von elektrisch nichtleitenden Flüssigkeiten, insbesondere Pflanzenölen, mit Reaktionsbehältern für die Abtrennung von Stoffen aus den elektrisch nichtleitenden Flüssigkeiten, insbesondere Pflanzenölen, nach dem Prinzip der elektrostatischen Trennung. Dabei stellt die Reaktion im Behälter eine Sedimentation von Feststoffpartikeln dar.The invention relates to a system for cleaning electrically non-conductive liquids, in particular vegetable oils, with reaction containers for the separation of substances from the electrically non-conductive liquids, in particular vegetable oils, according to the principle of electrostatic separation. The reaction in the container represents sedimentation of solid particles.
Die Elektrofiltration von elektrisch nichtleitenden Flüssig- keiten ist bekannt. Sie dient insbesondere zur Abtrennung von unerwünschten Stoffen aus nichtleitenden Flüssigkeiten, beispielsweise von Pflanzenölen, mineralischen Ölen, Feinbearbeitungsölen, Lösungsmitteln, Harzen oder Glycerin. Insbesondere für die Anwendung von Pflanzenölen ist in Betracht zu ziehen, daß derartige Öle insbesondere als Nahrungsmittel verwendet werden und einen nachwachsenden Rohstoff darstellen. Hierzu ergibt sich eine beachtliche Welt-Rohproduktion mit einem jährlichen Wachstum von ca. 5 %.The electrofiltration of electrically non-conductive liquids is known. It is used in particular to separate unwanted substances from non-conductive liquids, for example vegetable oils, mineral oils, finishing oils, solvents, resins or glycerin. In particular for the use of vegetable oils, it should be considered that such oils are used in particular as food and are a renewable raw material. This results in a remarkable world raw production with an annual growth of approx. 5%.
Zur Raffination von Pflanzenölen wird überwiegend ein Bleicherdeverfahren zwecks Adsorption von unerwünschten Begleitstoffen durchgeführt. Dabei ist die sogenannte Bleichung ein wesentlicher qualitätsbestimmende Prozeßschritt bei der Öl- herstellung. Die Abtrennung der Bleicherde nach dem Adsorp- tionsschritt erfolgt herkömmlich durch eine Anschwemmfiltration.For the refining of vegetable oils, a bleaching earth process is mainly carried out for the purpose of adsorbing unwanted accompanying substances. The so-called bleaching is an essential quality-determining process step in oil production. The bleaching earth after the adsorption step is conventionally separated by precoat filtration.
Aus der DE 43 44 828 AI ist bereits ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum Reinigen von Feststoffpartikeln enthaltenden Flüssigkeiten bekannt, bei dem das strömende Gemisch aus den Flüssigkeiten, wie beispielsweise den Pflanzenölen und Feststoffpartikeln einem oder mehreren elektrischen Feldern ausgesetzt wird. Diese homogenen oder inhomogenen elektrischen Felder gleicher oder wechselnder Polaπta- ten verursachen eine Wanderungsbewegung der Feststoffpartikel relativ zu den Flüssigkeiten, die selbst nur wenig oder überhaupt nicht leitfähig sind. Bei dem vorbekannten Verfahren wird die Viskosität der Flüssigkeit herabgesetzt, um die Wanderungsgeschwindigkeit der Feststoffpartikel aufgrund der Felder praktisch möglich zu machen. Beispielsweise wird die Flüssigkeit soweit erwärmt, daß ihre Viskosität auf etwa 25 % der Viskosität der Flüssigkeit bei Raumtemperatur herabgesetzt wird. Letzteres ist insbesondere bei einer Erwärmung auf etwa 90 bis 130°C der Fall.From DE 43 44 828 AI a method and an associated device for cleaning liquids containing solid particles is already known, in which the flowing Mixture of the liquids, such as the vegetable oils and solid particles, is exposed to one or more electrical fields. These homogeneous or inhomogeneous electrical fields of the same or alternating polarities cause the solid particles to migrate relative to the liquids, which themselves are only slightly or not at all conductive. In the previously known method the viscosity of the liquid is reduced in order to make the migration rate of the solid particles practically possible due to the fields. For example, the liquid is heated to such an extent that its viscosity is reduced to approximately 25% of the viscosity of the liquid at room temperature. The latter is particularly the case when heated to about 90 to 130 ° C.
Beim Stand der Technik wird also im Temperaturfeld gearbeitet. Zur Realisierung dieses Verfahrens ist ein Behalter mit einem Zulauf für das Gemisch und je einem Auslauf für die getrennten Bestandteile vorgesehen, indem gegeneinander isolierte Elektroden für die Erzeugung der elektrischen Felder angeordnet sind.In the prior art, the temperature field is used. To implement this method, a container with an inlet for the mixture and an outlet for the separate components is provided by arranging electrodes which are insulated from one another for generating the electric fields.
Ausgehend von letzterer Vorrichtung ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Anlage zur Reinigung von nichtleiten- den Fl ssigkeiten insbesondere für den Einsatz bei Pflanzenölen vorzuschlagen.Starting from the latter device, it is the object of the invention to propose an improved system for cleaning non-conductive liquids, in particular for use with vegetable oils.
Die Aufgabe ist erfindungsgemaß durch die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruches 1 gelost. Vorzugsweise Weiter- bildungen sind durch die Unteranspruche gekennzeichnet Insbesondere ist dort eine Beziehung angegeben, die den Zusammenhang aller relevanter Parameter der Anlage und das darin ablaufenden Remigungs- bzw. Filtrationsprozesses beschreibt. it der Erfindung ist ein Behälter realisiert, mit dem es gelingt, durch das Zusammenspiel von Geometrie des Apparates, Strömungsverhalten des Fluids und dem Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen 5 und 50 kV/c , vorzugsweise zwischen 8 und 30 kV/cm , zum einen eine vollständige Abscheidung derThe object is achieved by the entirety of the features of claim 1. Further developments are preferably characterized by the subclaims. In particular, there is a relationship that describes the relationship between all relevant parameters of the system and the cleaning or filtration process that takes place therein. The invention realizes a container with which, on the one hand, the combination of the geometry of the apparatus, the flow behavior of the fluid and the application of an electric field between 5 and 50 kV / c, preferably between 8 and 30 kV / cm complete separation of the
Feststoffpartikel an wenigstens einer Elektrode und zum anderen ein geklärtes Fluid ohne den Einsatz zusätzlicher Filterelemente oder Filterhilfsmittel zu erreichen. Es wird somit ermöglicht, wirtschaftliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Druckfiltrations-Methoden zu erlangen. Insbesondere ist nun ein Einsatz feinkörniger Bleicherde möglich. Dadurch ergibt sich ein nochmals reduzierter Reinigungsaufwand und ein verminderter Enegieverbrauch.Solid particles on at least one electrode and on the other a clarified fluid without using additional filter elements or filter aids. This makes it possible to achieve economic advantages over conventional pressure filtration methods. In particular, it is now possible to use fine-grain bleaching earth. This results in a further reduced cleaning effort and a reduced energy consumption.
Bei der Erfindung ist signifikant, daß die Innenwand der metallischen Behälter mit der jeweils zugehörigen Innenelektrode in spezifischer Konstruktion aufgebaut sind. Es kann sich um einen zylindrischen oder einen abgerundeten Flachbehälter handeln. Vorteilhafterweise sind Behälterinnenwand und Innenelektrode im Bereich der Trennzone allseitig ohne Kanten ausgebildet, so daß somit eine umlaufend glatte Oberfläche beider Elektroden erreicht wird. Damit kann der Wirkungsgrad erhöht werden.It is significant in the invention that the inner wall of the metallic containers with the associated inner electrode are constructed in a specific construction. It can be a cylindrical or a rounded flat container. Advantageously, the inner wall of the container and the inner electrode are formed on all sides in the region of the separation zone without edges, so that a completely smooth surface of both electrodes is thus achieved. The efficiency can thus be increased.
Bei der Gesamtanlage mit mehreren Behältern sind wenigstens zwei Reaktionsbehälter modular so verbunden, daß ein durchgehender Flüssigkeitsaustrag gewährleistet ist. Damit ist ein kontinuierlicher oder zumindest quasikontinuierlicher Produktionsbetrieb der Anlage möglich.In the overall system with several tanks, at least two reaction tanks are connected in a modular manner so that a continuous discharge of liquid is ensured. This enables continuous or at least quasi-continuous production operation of the system.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage sind die Reaktionsbehälter feststoffseitig mit einem Sammelbehälter zur Nachsedimentation verbunden. Der bei der erfindungsgemäßen Anlage ablaufenden Sedimentationsprozeß kann mit einer Druckfiltration kombiniert werden, womit sich der Wirkungsgrad der Gesamtanlage und deren Anwendungsbreite weiter erhöht.In the plant according to the invention, the reaction containers are connected on the solids side to a collecting container for re-sedimentation. The sedimentation process taking place in the plant according to the invention can be carried out with pressure filtration can be combined, which further increases the efficiency of the overall system and its range of applications.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbei- spielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit weiteren Unteransprüchen. Es zeigen jeweils in schematischer DarstellungFurther details and advantages of the invention result from the following description of figures of exemplary embodiments with reference to the drawing in conjunction with further subclaims. They each show a schematic representation
Figur 1 die Seitenansicht eines Behälters, Figur 2 die zugehörige Innenelektrode,1 shows the side view of a container, FIG. 2 shows the associated inner electrode,
Figur 3 eine alternative Anordnung aus Behälter mit konzentrischer Innenelektrode, Figur 4 und Figur 5 Schnitte längs der Linien IV-IV und V-V in Figur 3,3 shows an alternative arrangement of a container with a concentric inner electrode, FIG. 4 and FIG. 5 sections along the lines IV-IV and V-V in FIG. 3,
Figur 6 die Draufsicht und Figur 7 die Seitenansicht einer Anordnung von mehreren Behältern, die modulartig hintereinandergeschaltet sind, und Figur 8 mehrere mit einem Sammelbehälter zusammengeschaltete Reaktionsbehälter.6 shows the top view and FIG. 7 shows the side view of an arrangement of a plurality of containers which are connected in series in a modular manner, and FIG. 8 shows a plurality of reaction containers connected together with a collecting container.
Gleiche bzw. gleichwirkende Teile sind in den Figuren mit gleichen bzw. sich entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die Figuren werden teilweise gemeinsam beschrieben.The same or equivalent parts are provided in the figures with the same or corresponding reference numerals. Some of the figures are described together.
In den Figuren bedeuten 1 bis 8 Reaktionsbehälter zur Sedimentation von Feststoffpartikeln aus einer Flüssigkeit durch elektrostatische Felder, die insbesondere als Batterie nebeneinander angeordnet sind und fluidisch parallelgeschaltet sind. Die Anzahl der Behälter ist beliebig und wird von der geforderten Durchsatzleistung der kompletten Anlage bestimmt.In the figures, 1 to 8 mean reaction vessels for sedimentation of solid particles from a liquid through electrostatic fields, which are arranged next to one another in particular as a battery and are connected fluidically in parallel. The number of containers is arbitrary and is determined by the required throughput of the entire system.
In Figur 1 ist beispielhaft ein einzelner Behälter 1 dargestellt, der aus metallischem Material mit einer massiven Behälterwand 10 aufgebaut ist. Von der Behälterwand 10 gehen ein Zulauf 11 für die zu filtrierende Flüssigkeit, ein Ablauf 12 für die geklarte Flüssigkeit und ein konischer Ablauf 13 für den ausgeschiedenen Feststoff ab.FIG. 1 shows an example of a single container 1, which is constructed from metallic material with a solid container wall 10. Go from the container wall 10 an inlet 11 for the liquid to be filtered, an outlet 12 for the clarified liquid and a conical outlet 13 for the separated solid.
In den Figuren 1, 6 und 7 sind die Reaktionsbehalter 1 bis 8 mit ihren Behalterwandungen als abgerundete Flachbehalter ausgebildet. Ein Behalter 1' kann jedoch auch gemäß den Figuren 3, 4 und 5 mit seiner Behalterwand zylindrisch ausgebildet sein.In FIGS. 1, 6 and 7, the reaction containers 1 to 8 are designed with their container walls as rounded flat containers. However, a container 1 'can also be cylindrical with its container wall according to FIGS. 3, 4 and 5.
In Figur 2 ist die für einen der Behalter 1 bis 8 gemäß den Figuren 1, 6 oder 7 ausgebildete Innenelektrode mit 20 bezeichnet. Sie besteht insbesondere aus wenigstens einem großflächigen und ebenen Abscheideblech 21, das mit einem runden Rohrrahmen 22 kombiniert ist. Die Elektrode 20 ist mit ihrem Abscheideblech 21 auf die Geometrie des von der Behalterwandung 10 umschlossenen Innenvolumens abgestellt.In FIG. 2, the inner electrode designed for one of the containers 1 to 8 according to FIGS. 1, 6 or 7 is designated by 20. It consists in particular of at least one large-area and flat separating plate 21, which is combined with a round tubular frame 22. The electrode 20 with its separating plate 21 is adjusted to the geometry of the inner volume enclosed by the container wall 10.
Wesentlich ist beim Aufbau von Behalter und Innenelektrode gemäß den Figuren 1 und 2 sowie 3 bis 5, daß der Behalter mit seiner Behalterwandung und die Innenelektrode im Bereich der Trennzone allseitig ohne Kanten ausgebildet ist. Der Abstand s zwischen den beiden so gebildeten Elektroden ist umlaufend konstant und l.a. kleiner als 50 mm. Es wird insgesamt eine umlaufend glatte Oberflache aller Elektroden erreicht. Somit können keine störende Feldinhomogenitaten auftreten, die den Wirkungsgrad eines Reaktionsbehalters verschlechtern wurden.It is essential in the construction of the container and the inner electrode according to FIGS. 1 and 2 and 3 to 5 that the container with its container wall and the inner electrode in the region of the separation zone are formed on all sides without edges. The distance s between the two electrodes formed in this way is constant all round and l.a. smaller than 50 mm. Overall, a completely smooth surface of all electrodes is achieved. Thus there can be no disturbing field inhomogeneities that would degrade the efficiency of a reaction vessel.
Bei der elektrostatischen Sedimentation von Feststoffpar- tikeln aus Flüssigkeiten m dafür geeigneten Behaltern spielen die geometrischen Großen des verwendeten Behalters, die Stoffparameter der zu reinigenden Flüssigkeiten, weiterhin die stromungstechnischen Parameter und die elektrischen Feldgroßen der Anordnung eine Rolle. Es wurde erfmdungsgemaß gefunden, daß folgende Beziehung erfüllt sein muß:
Figure imgf000008_0001
In the electrostatic sedimentation of solid particles from liquids in suitable containers, the geometric sizes of the container used, the material parameters of the liquids to be cleaned, the flow parameters and the electrical field sizes of the arrangement also play a role. According to the invention, it was found that the following relationship must be fulfilled:
Figure imgf000008_0001
, wobei die verwendeten Symbole folgendes bedeuten lA : Länge der Abscheideelektrode Aq : freier Strömungsquerschnitt V : Volumenstrom s : Elektrodenabstand q : mittlere Partikelladung, where the symbols used mean the following l A : length of the separating electrode A q : free flow cross section V: volume flow s: electrode spacing q: average particle charge
E : Feldstärke η : Viskosität des Fluids f : mittlerer Partikelradius mp : mittlere Partikelmasse t : AnlaufzeitE: field strength η: viscosity of the fluid f: average particle radius m p : average particle mass t: start-up time
K : ApparatekonstanteK: apparatus constant
Bei Berücksichtigung vorstehender Beziehung können für den Einsatz spezifischer Flüssigkeiten die jeweils notwendigen Randbedingungen, insbesondere bezüglich der Geometrie der Behälter und der elektrischen Feldgrößen der Anlage, aufgefunden werden. Speziell die Viskosität der zu reinigenden Flüssigkeit spiegelt dabei die Temperaturabhängigkeit des Trennprozesses wieder.If the above relationship is taken into account, the necessary boundary conditions for the use of specific liquids, in particular with regard to the geometry of the containers and the electrical field sizes of the system, can be found. In particular, the viscosity of the liquid to be cleaned reflects the temperature dependence of the separation process.
Auf dem Behälter gemäß den Figuren 1 oder 6 bis 7 ist jeweils eine elektrische Hochspannungsversorgungseinheit 30 aufge- bracht, mit der für das jeweilige Sedimentationsproblem ein elektrisches Feld mit geeigneter elektrischer Feldgröße, insbesondere Feldstärke E, erzeugt wird. Beispielsweise haben sich bei Standardanlagen Feldstärken von 8 bis 30 kV/cm als geeignet erwiesen. In den Figuren 3 bis 5 ist eine zu Figur 1 und Figur 2 alternative Anordnung aus Behalter und zugehöriger Innenelektrode dargestellt: Wesentlich ist hier, daß die Behalterwand 10' einen Rundzylinder umschließen, m dem die Innenelektrode 20' konzentrisch angeordnet ist. Flussigkeitsemlauf 11, Fertig- produktauslauf 12 und Austritt 13 für den abgeschiedenen Feststoff sind im wesentlichen in gleicher Form wie m Figur 1 ausgebildet. Wiederum sind zwischen innerer Behalterwand 10' und Außenflache der Elektrode 20' keine Kanten vorhanden. Weiterhin ist speziell in Figur 3 noch wesentlich, daß sich die innere Elektrode 20' von einem kleineren zu einem größeren Querschnitt m Stromungsrichtung des Fluides erweitert.An electrical high-voltage supply unit 30 is applied to the container according to FIGS. 1 or 6 to 7, with which an electrical field with a suitable electrical field size, in particular field strength E, is generated for the respective sedimentation problem. For example, field strengths of 8 to 30 kV / cm have proven to be suitable in standard systems. FIGS. 3 to 5 show an alternative arrangement to that of FIG. 1 and FIG. 2 consisting of a container and the associated inner electrode: it is essential here that the container wall 10 'enclose a round cylinder in which the inner electrode 20' is arranged concentrically. Liquid outlet 11, finished product outlet 12 and outlet 13 for the separated solid are essentially in the same form as in FIG. 1. Again, there are no edges between the inner container wall 10 'and the outer surface of the electrode 20'. Furthermore, it is particularly important in FIG. 3 that the inner electrode 20 'widens from a smaller to a larger cross section in the direction of flow of the fluid.
Aus den Figuren 6 bis 8 ist ersichtlich, daß m einer Gesamtanlage beispielsweise acht Behalter vorhanden sind, die im einzelnen wiederum mit 1 bis 8 bezeichnet sind. Dabei sind jeweils zwei Behalter 1/2 bzw. 3/4, 5/6 und 7/8 derart zu- sa mengeschaltet , daß sie im Wechselbetrieb arbeiten können. Damit wird erreicht, daß ein quasikontmuierlicher Produktionsbetrieb für die Reinigung bzw. Filtration von nichtleitenden Flüssigkeiten, wie insbesondere Pflanzenölen, gewährleistet ist. Insbesondere sind die einzelnen Reaktionsbehalter modular parallel geschaltet, so daß das gereinigte Produkt kontinuierlich ausgetragen werden kann.It can be seen from FIGS. 6 to 8 that, for example, there are eight containers in a complete system, which in turn are designated 1 to 8 in detail. Two containers 1/2, 3/4, 5/6 and 7/8 are connected in such a way that they can work alternately. This ensures that a quasi-continuous production operation for the cleaning or filtration of non-conductive liquids, such as vegetable oils in particular, is ensured. In particular, the individual reaction vessels are connected in parallel in a modular manner, so that the cleaned product can be discharged continuously.
Speziell in Figur 8 ist gezeigt, daß mehrere Behalter 1 bis 8 zu Sedimentation von Feststoffpartikeln aus einer Flüssigkeit mit einem einzigen Sammelbehalter 50 mit nachfolgendem Ventil 51 verbunden sind. Damit wird eine Nachsedimentation der abgeschiedenen Stoffe erreicht, was einer Konzentrations- erhohung dieser Stoffe gleichkommt.It is shown specifically in FIG. 8 that a plurality of containers 1 to 8 for sedimentation of solid particles from a liquid are connected to a single collecting container 50 with a subsequent valve 51. This means that the separated substances are re-sedimented, which is equivalent to an increase in the concentration of these substances.
Durch die Anordnung als Flachbehalter entsprechend Figur 6 und 7 ergibt sich eine raumsparende Batterie mit entspre- chenden Reaktionsbehältern 1 bis 8. Insgesamt wird damit ein kompakter Block gebildet, der in eine Gesamtanlage zum Wechselbetrieb der einzelnen Reaktionsbehälter 1 bis 8 und gegebenenfalls mit einer Einheit zur Druckfiltration eingebunden wird. Eine derartige Einheit ist in den Figuren nicht dargestellt, da sie vom Stand der Technik bekannt ist. Die Wirtschaftlichkeit der Anlage kann damit verbessert werden. The arrangement as a flat container according to FIGS. 6 and 7 results in a space-saving battery with a corresponding Reaction vessels 1 to 8. Overall, a compact block is thus formed, which is integrated into an overall system for alternating operation of the individual reaction vessels 1 to 8 and optionally with a unit for pressure filtration. Such a unit is not shown in the figures since it is known from the prior art. The efficiency of the system can thus be improved.

Claims

Patentansprüche claims
1. Anlage zur Reinigung von elektrisch nichtleitenden Flüssigkeiten, insbesondere Pflanzenölen, mit wenigstens einem metallischen Reaktionsbehälter für die Abtrennung von Stoffen aus der elektrisch nichtleitenden Flüssigkeit, insbesondere Pflanzenöl, nach dem Prinzip der elektrostatischen Trennung, mit folgenden Merkmalen:1. Plant for cleaning electrically non-conductive liquids, in particular vegetable oils, with at least one metallic reaction container for the separation of substances from the electrically non-conductive liquid, in particular vegetable oil, according to the principle of electrostatic separation, with the following features:
- ein elektrisches Feld ist zwischen einer Behälterwand (10) als äußere Elektrode und einer konzentrischen- An electric field is between a container wall (10) as an outer electrode and a concentric
Innenelektrode (20) aufgebaut,Built up internal electrode (20),
- der Behälter (1 - 8 und 1') hat einen Zulauf (11) für die zu reinigende Flüssigkeit, einen Ablauf (12) für die geklärte Flüssigkeit und einen konischen Auslauf (13) für den abgeschiedenen Feststoff,- The container (1 - 8 and 1 ') has an inlet (11) for the liquid to be cleaned, an outlet (12) for the clarified liquid and a conical outlet (13) for the separated solid,
- es werden keinerlei Filtermittel zwischen den Elektroden (10, 20) verwendet, wodurch ein kontinuierlicher Filtrationsbetrieb gewährleistet ist,no filter medium is used between the electrodes (10, 20), which ensures continuous filtration operation,
- der Abstand (s) zwischen der Oberfläche (20,20') und Behälterinnenwand (10,10') im horizontalen Schnitt ist umlaufend konstant, wobei der Elektrodenabstand (s) von der Art der nichtleitenden Flüssigkeit, den suspendierten Partikeln, der Durchsatzleistung und der anwendbaren Spannung abhängt .- The distance (s) between the surface (20,20 ') and the inner wall of the container (10,10') in the horizontal section is constant all round, the electrode distance (s) depending on the type of non-conductive liquid, the suspended particles, the throughput and depends on the applicable voltage.
2. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die geometrischen Größen des Behälters (1 - 8 und 1'), Stoffparameter der Flüssigkeit sowie die strömungstechnischen Parameter und dielektrische Feldgrößen folgender Beziehung genügen:
Figure imgf000012_0001
2. Plant according to claim 1, characterized in that the geometric sizes of the container (1 - 8 and 1 '), material parameters of the liquid and the fluidic parameters and dielectric field sizes meet the following relationship:
Figure imgf000012_0001
, wobei die Symbole folgende Bedeutung haben: lA Länge der Abscheideelektrode Aq freier Strömungsquerschnitt V Volumenstrom s Elektrodenabstand qp mittlere Partikelladung, where the symbols have the following meaning: l A length of the separating electrode A q free flow cross-section V volume flow s electrode spacing q p average particle charge
E Feldstärke η Viskosität des Fluids f mittlerer Partikelradius m mittlere Partikelmasse t AnlaufzeitE Field strength η Fluid viscosity f Average particle radius m Average particle mass t Start-up time
K ApparatekonstanteK apparatus constant
3. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Elektrodenabstand (s) kleiner 50 mm ist.3. Plant according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the electrode spacing (s) is less than 50 mm.
4. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das elektrische Feld (E) zwischen 5 und 50 kV/cm, vorzugsweise zwischen 8 und 30 kV/cm, beträgt.4. System according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the electric field (E) is between 5 and 50 kV / cm, preferably between 8 and 30 kV / cm.
5. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , daß der Behälter (1 - 8) ein zylindrischer Behälter (1') ist.5. Plant according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t that the container (1 - 8) is a cylindrical container (1 ').
6. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Behälter (1 - 8) ein abgerundeter Flachbehälter (1) ist. 6. Plant according to claim 1, characterized in that the container (1 - 8) is a rounded flat container (1).
7. Anlage nach einem der vorgenannten Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Innenwand7. Plant according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the inner wall
(10,10') des Behälters (1-8) und die Innenelektrode (20) im Bereich der Trennzone allseitig ohne Kanten ausgebildet sind und somit eine umlaufend glatte Oberfläche der Elektroden (10, 20) erreicht wird.(10, 10 ') of the container (1-8) and the inner electrode (20) in the region of the separation zone are formed on all sides without edges and thus a completely smooth surface of the electrodes (10, 20) is achieved.
8. Anlage nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die innere Elektrode (20) sich von einem kleineren zu einem größeren Querschnitt in Strömungsrichtung des Fluids erweitert.8. System according to claim 7, so that the inner electrode (20) widens from a smaller to a larger cross section in the flow direction of the fluid.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens zwei Reak- tionsbehälter (1 - 8) modular miteinander so verschaltet sind, daß ein weitgehend kontinuierlicher Flüssikeitsein- und -austrag gewährleistet ist.9. Plant according to one of claims 1 to 8, d a d u r c h g e k e n n e e c h n e t that at least two reaction vessels (1 - 8) are modularly interconnected so that a largely continuous liquid entry and discharge is guaranteed.
10. Anlage nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , daß die Reaktionsbehalter (1 - 8) mit einem Sammelbehälter (50) verbunden sind, mit dem eine Nachsedimentation der abgeschiedenen Stoffe erfolgt, was deren Konzentrationserhöhung entspricht .10. Plant according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t that the reaction containers (1 - 8) are connected to a collecting container (50), with which the separated substances are re-sedimented, which corresponds to their increase in concentration.
11. Anlage nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Reaktionsbehälter (1 - 8) mit einer Einheit zur Druckfiltration kombiniert werden, wobei der Feststoffström aus den Reaktionsbehältern (1-8) oder aus den Sammelbehälter (50) einer zusätzlichen, vereinfachten Filtration zur FeststoffentÖlung unterzogen wird. 11. Plant according to claim 10, characterized in that the reaction vessels (1-8) are combined with a unit for pressure filtration, the solids flow from the reaction vessels (1-8) or from the collecting vessel (50) of an additional, simplified filtration for solids de-oiling is subjected.
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