WO2015022346A1 - Anschwemmkerzenfilter und filterkerze mit innenkörper - Google Patents

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WO2015022346A1
WO2015022346A1 PCT/EP2014/067289 EP2014067289W WO2015022346A1 WO 2015022346 A1 WO2015022346 A1 WO 2015022346A1 EP 2014067289 W EP2014067289 W EP 2014067289W WO 2015022346 A1 WO2015022346 A1 WO 2015022346A1
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filter
candle
inner body
filtrate
gas
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PCT/EP2014/067289
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Knut STELLE
Tobias Thiel
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Krones Ag
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    • 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
    • B01D29/44—Edge filtering elements, i.e. using contiguous impervious surfaces
    • B01D29/48—Edge filtering elements, i.e. using contiguous impervious surfaces of spirally or helically wound bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D29/88—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices
    • B01D29/92—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for discharging filtrate
    • B01D29/925—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for discharging filtrate containing liquid displacement elements or cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/31—Other construction details
    • B01D2201/316—Standpipes

Definitions

  • the present invention relates to a filter candle for a precoat candle filter for filtration and / or stabilization of fluids, in particular of beer, and in particular a filter cartridge with inner body. Furthermore, the invention relates to a precoat candle filter with such a filter candle.
  • beer has a multiplicity of yeast and turbidity particles which are to be removed, in particular for the purposes of consumer expectations (eg gloss fineness) and preservation by filtration.
  • the cloudy beer i. the unfiltered, by means of a filter device into a bright filtrate and a remaining filter residue (filter cake) separated.
  • precoat candle filters for the filtration or stabilization of beer.
  • the filter cartridges In the filter vessel of the precoat filter are filter cartridges that are attached, for example, hanging on a top plate or on a register.
  • the filter cartridges generally have a filter body having, for example, a meandering wire, with gaps between the wire turns serving as passages for the medium to be filtered.
  • filter aids such as diatomaceous earth, cellulose, perlite, activated carbon, plastic fibers, glass fibers, cellulose fiber are added to the beer to be filtered.
  • stabilizing agents such as PVPP or Crosspure are added to the beer to be stabilized.
  • the filter aids are washed ashore at the beginning of the filtering process on the outer surface of the filter body, so that a filter layer is formed, this is referred to as the so-called Grundanschwemmung.
  • filter aid is regularly added to the beer to be filtered, this is referred to as a running dosage. Similar to the filter aids, this may also apply to the use of stabilizers.
  • the candle filter is generally ejected with degassed water from the non-filtrate side to the filtrate side. There is a risk that is entered by not completely degassed water undesirably oxygen in the filtrate.
  • Blanking conventional filter cartridges with a gas may fail because the flow conditions through the filter layer and within the filter cartridge are disturbed by diffusion of the gas through the filter layer into the filtrate as soon as the gas-liquid boundary reaches the upper edge of the filtering surface of the filter cartridge.
  • end of a filtration and / or stabilization process may also include a grade change (eg, first light beer and then dark beer is filtered and / or stabilized), but a grade change does not necessarily result in a slurry discharge and cleaning operation instead of.
  • a grade change eg, first light beer and then dark beer is filtered and / or stabilized
  • an object of the present invention to provide a filter candle for a precoat candle filter which allows effective discharge of a residual volume of a beer (for example a cloudy beer or generally a non-filtrate) by means of a gas at the end of a filtration and / or stabilization process
  • an object of the invention is to provide a precoat candle filter which allows effective discharge of a residual volume of a beer (for example a cloudy beer or generally a non-filtrate) by means of a gas at the end of a filtration and or stabilization process.
  • a filter candle for a precoat candle filter according to claim 1.
  • the filter candle is used for filtration and / or stabilization of fluids, especially beer.
  • This filter candle has a End piece and a head piece with a Filtratauslass, wherein the end piece and the head piece close the filter cartridge bottom or top.
  • the terms "bottom” and "top” are used here in the conventional sense, according to which a lower region has a smaller distance to the center of gravity of an external gravitational field than an upper region.
  • the filter cartridge further comprises a filter body and an inner body in the interior of the filter body, wherein the end piece closes a lower portion of the inner body or is connected to a lower end of the inner body, and the head piece terminates an upper portion of the inner body or with an upper end the inner body is connected.
  • the inner body has only in the lower region one or more recesses in an otherwise closed outer shell, through which the filtrate (in the filtration process means so that the filtered beer, the stabilization process is the stabilized beer) can reach the interior of the inner body so that it can rise inside the inner body up to the Filtratauslass.
  • the one or more recesses may be provided in the lower quarter, in particular in the lower fifth or lower sixth of the inner body.
  • the recesses may be provided with bevelled upwards (the longitudinal axis of the recesses thus be inclined upwards from the inside to the outside of the wall of the inner body at an angle to the vertical on the wall), so that the cleaning liquid is directed upwards in a backwashing process.
  • the inner body may be substantially hohizylinderformig and extend along the longitudinal axis of the filter body.
  • substantially hohizylinderformig polygonal geometries are included, which have an axis symmetry with respect to the longitudinal axis of the inner body.Also, the inner body can serve as a support body for the filter body.
  • the volume of the inner body can be between 10% and 90%, in particular between 30% and 70
  • the filter body may be formed as a coiled wire around longitudinal struts or spacer elements attached to the inner body.
  • the filter body may be formed in a development substantially hollow cylindrical from a spirally wound wire, wherein the gaps between the wire windings serve as passages for a medium to be filtered (unfiltered). In the "substantially hollow cylindrical" polygonal geometries are included which have an axis symmetry with respect to the longitudinal axis of the filter body.
  • the end piece has a wall which partially covers the filter body, that is to say it has been pulled upwards, whereby a return agent is conducted upwards during a backwashing process and thus the backwashing process is improved.
  • the wall of the tail may project outwardly a predetermined width beyond the filter body so that it can support a precoat filter layer.
  • the filter candle according to one of the examples described above can be used for filtering and / or stabilizing fluids, in particular for filtering and / or stabilizing beer.
  • a particular feature of the filter cartridge is that it has an inside hollow body through which a filtrate can rise upwards in the direction of a Filtratauslasses.
  • the inner body in the lower area (and only there) on one or more recesses.
  • a conventional precoat candle filter can be easily retrofitted by a filter cartridge according to the examples described above.
  • the retrofit may include mounting a gas supply line to the filter vessel of the precoat candle filter for introducing gas into the filter vessel.
  • a precoat candle filter which comprises a filter vessel having a non-filtrate space, wherein a plurality of filter cartridges according to one of the examples of a filter candle described above are arranged in the non-filtrate space.
  • the non-filtrate is filled with unfiltered, in a stabilizing process this example is filled with unstabilized beer.
  • the precoat candle filter may comprise a filtrate compartment separated from the nonfiltrate compartment by a top plate in which the filter cartridges open.
  • the precoat candle filter may include a register drain.
  • the precoat candle filter may comprise a plurality of conduits and an additional piping system, each of the filter cartridges being connected at its header to the plurality of conduits such that filtrate from the filter cartridge passes through a filtrate outlet in the header into its associated conduit can be delivered.
  • the pipelines are connected to the additional piping system so that they are grouped together in one or more groups (register manifolds) so that a filtrate from each group of pipelines can be delivered to a filtrate outlet associated with only that group. The filtrate of a group of pipelines is thus combined and provided via a filtrate.
  • the precoat candle filter of the above examples may comprise a bypass line for discharging a non-filtrate from the non-filtrate space (the filtration process is unfiltered, in the stabilization process non-stabilized beer).
  • This bypass line may be connected to a gas supply, so that at the end of a filtration and / or stabilization process gas via the bypass line in the filter vessel of the precoat filter for expelling a residual volume of a non-filtrate, such as cloudy beer (or in the stabilization order non-stabilized beer) can be supplied.
  • Gas for example CO 2
  • Both the bypass line and the alternative additional gas line may be connected in the upper region of the filter vessel, in particular above a filtrate outlet or said piping for conveying the filtrate out of the filter vessel.
  • a conventional precoat candle filter can be easily retrofitted with one of the above-described examples of a filter cartridge according to the invention.
  • a known filter cartridge for example, from a register sequence to remove and to assemble a filter cartridge according to the invention in their place. After mounting a gas inlet opening into the filter vessel or into an existing bypass line, a residual volume of a non-filtrate can be pushed out via the filter cartridges with the aid of a gas introduced into the filter vessel via the gas supply line.
  • a method for pushing out a non-filtrate (this term here also includes an unstabilized beer) with a residual volume at the end of a filtration and / or stabilization process using a precoat candle filter according to the above examples, the method comprising the steps:
  • a method of cleaning a precoat candle filter particularly with register drain or head plate according to one of the above examples with the above steps of the method for discharging a non-filtrate and the subsequent step of introducing a detergent into the filter cartridges via the piping and piping is provided.
  • the supply of the cleaning agent may be effected in registers, i. for each of the above-mentioned groups of pipelines separately controlled, whereby efficient cleaning can be enabled.
  • FIG. 1a shows a longitudinal section through an embodiment of a filter cartridge according to the invention
  • Figure 1 b shows a section along the line A-A of Figure 1a
  • Figures 2a to 2d illustrate embodiments of a precoat candle filter according to the invention in various stages of operation
  • FIG. 3 shows an embodiment of a filter cartridge according to the invention which is modified in comparison to FIG. 1a.
  • FIGS. 1a and 1b illustrate a filter cartridge 1 according to an embodiment of the invention.
  • a helically wound wire serves as a filter body 2.
  • the wire 2 may e.g. be formed in cross section substantially triangular, wherein the base line of the triangle is located on the outside of the candle filter wall and extends in the direction of the candle, so that between each two adjacent turns of the wire extending to the candle interior gap with a gap width of for example 30 - 100th Micrometer forms on the outside of the candle filter wall.
  • the gap between the wire turns serves as a fluid passage (unfiltrate passage) for the unfiltrate.
  • the term unfiltered material here comprises both turbid beer to be filtered, which is present for example after a fermentation process in a fermentation cellar or after a maturation and / or storage process in a storage cellar, as well as beer to be stabilized.
  • the wire 2 is wound around a hollow cylindrical inner body 3 via spacers 4, wherein the inner body 3 and the wire 2 are connected to one another via the spacers 4, for example, welded together at several points.
  • the inner body 3 thus serves as a support body for the filter body 2 which is present in the form of the coiled wire 2.
  • the inner body 3 at the same time serves as a support for the wound wire 2 and thus gives it a high stability.
  • the wire may be wound around longitudinal struts which are not in contact with the inner body 3. It is understood that the Nen redesign 3 not hollow cylindrical must be formed, but any hollow body, for example, with a star-shaped cross-section, can represent.
  • the spacers 4 are formed in this embodiment as rods which extend along the longitudinal axis of the filter cartridge 1. Both the spacers 4 and the inner body 3 extend over the entire length along the longitudinal axis of the filter body 2, d. H. Here, the wound wire 2. Through the inner body 3 and the spacers 4 results in the filter body a plurality of filtrate channels 5. In this embodiment, six spacers 4 were used, so that a total of six Filtratkanäle 5 result. If the wire is wound around longitudinal struts which are not in contact with the inner body 3, an annular channel is formed accordingly. Through the inner body 3, the inner volume in the filter body 2 can be significantly reduced.
  • the inner body 3 can occupy between 10 and 90%, in particular between 30 and 70%, of the inner volume in the filter body 2.
  • the end piece 6 and the head piece 7 are connected to ends of the inner body 3 in connection. By the end piece 6 and the head piece 7, the filtrate channels 5 are still closed at the bottom or top.
  • an inner body in a filter candle is already known from EP 1 243 303 B1.
  • the inner body according to the teaching of EP 1 243 303 B1 has a closed outer jacket, so that no filtrate can penetrate into the interior of the inner body.
  • the inner body has recesses (bores) 9 in the lower region, and only there.
  • the filtrate channels 5 are closed at the top in the head piece 7.
  • unfiltrate (cloudy beer) or stabilized beer can pass through the gaps between the wire windings 2 of the filter body 2 into the filtrate channels 5 of the filter candle 1, are guided downwards, since the filtrate channels 5 are yes are closed at the top, and pass through recesses 9, which are formed in the lower region of the inner body 3, into the interior of the hollow inner body 3.
  • the filtrate rises, as indicated by an arrow, and finally leaves the filter cartridge 1 through the Filtratauslass 8, which is provided in the head piece 7.
  • FIGS. 2a to 2 d show an embodiment of a precoat candle filter 100 according to the invention, which has an unfiltrate space 110 formed by a filter vessel.
  • a non-filtrate eg cloudy beer
  • the Unfiltrateinlass 120 is located at the bottom of the bottom of the unfiltrate 11 forming the filter vessel.
  • the unfiltrate inlet 120 may alternatively take place in the lower region of the unfiltrate space 110.
  • the inlet of the non-filtrate can be regulated, for example, via a control valve and / or a pump.
  • Filter aids and / or stabilizers such as diatomaceous earth, cellulose, perlite, PVPP, cross-pore, activated carbon, plastic fibers, glass fibers, cellulose fibers are added to the unfiltered material for impregnation on the filter cartridges 130.
  • Unfiltrate which is not filtered by the filter cartridge 130, but merely flows past the filter cartridges, leaves the unfiltrate space 1 10 via the outlet 140 and can be fed back to the unfiltrate inlet 120 via a bypass line 150. Due to the unfiltered effluent via the bypass line, an overflow of the entire candle surface can be ensured and thus an optimal precoat layer can be produced so that the precoat layer is formed homogeneously from bottom to top on the candle. Thus, with minimal filter aid use, filtrate of the same quality can be produced over the entire filter surface.
  • the arrows illustrate the flow profile of the unfiltrate in the unfiltrate space 110.
  • At least some of the filter cartridges 130 may be formed like the filter cartridge 1 described with reference to FIGS. 1a and 1b.
  • the filtrate recovered by the filter cartridges 130 rises in the respective inner bodies of the filter cartridges 130.
  • the precoat candle filter 100 has a register piping 160, as is known in principle from EP 1 243 300 B1 and EP 1 427 504 B1.
  • the filter cartridges 130 open with their headers in pipes from which they are carried.
  • the filtrate succeeded through the Filtratauslässe the filter cartridges 130 in the pipes, which are attached via supports to the filter vessel of the precoat filter 100.
  • a number of pipelines is summarized by another pipe system (in Registersammeirohre).
  • the unfiltrate inlet 120 is closed and there remains a residual volume of the unfiltrate, which is to be pushed out, in the unfiltrate space 110 (FIG. 2b).
  • a gas for example CO 2
  • the gas introduced presses on the remaining unfiltrate and pushes it through the filter layers of the filter cartridges 130 formed.
  • the gas-liquid interface gas-unfiltered interface
  • the predetermined distance may be zero or finite.
  • the still remaining residual volume of the unfiltered material and the gas can be discharged, for example, via a further provided outlet line or outlet lines (not shown) before a drain discharge and cleaning process // backwashing process can be carried out.
  • a drain discharge and cleaning process // backwashing process can be carried out.
  • the filter candle according to the invention With the aid of the filter candle according to the invention, it is thus possible to use a precoat candle filter for the filtration and / or stabilization of beer at the end of the beer Filtration and / or stabilization process using a gas expel without the gas would undesirably get into the filtrate and without a precoat filter with register flow, as it is known for example from EP 1 427 504 B1, would have to be changed significantly constructive.
  • the use of the filter cartridges according to the invention requires, in particular, no structural changes to known precoat candle filters (on the filter vessel or the register outlet), which would lead to a deterioration of the precoat behavior or the cleaning / backwashing. A targeted backwashing of separate groups of filter cartridges is possible through the register flow.
  • the stabilizing agent may analogously be meant.
  • filter candle Even if the term filter candle is always used, it also includes, of course, that a fluid, such as beer, can be stabilized with this filter candle.
  • the filtration and stabilization processes can be carried out successively, that is, in two separate devices (for example, using kieselguhr as filter aid and regenerable PVPP as stabilizer).
  • two precoat candle filter can be used, which are identical.
  • the processes of filtration and stabilization can, however, also take place in one process step, that is to say in one device, for Example with simultaneous addition of kieselguhr as filter aid and non-regenerable PVPP as stabilizer.
  • products such as Crosspure can be added, which have the task of the filter aid and stabilizer in one.
  • Stabilization is the absorption of certain molecular fractions (for example certain proteins and tannins / polyphenols) on so-called stabilizing agents.
  • certain molecular fractions for example certain proteins and tannins / polyphenols
  • stabilizing agents for example certain proteins and tannins / polyphenols
  • CO 2 as gas
  • other gases such as nitrogen can be used.
  • any gas can be used which does not adversely affect the quality of the product obtained, for example the beer quality.
  • FIG. 3 shows an embodiment of a filter cartridge 1 according to the present invention which is similar to the embodiment shown in FIG. 1a.
  • the recess below the head piece 7 in the embodiment shown in Figure 1a is in the embodiment shown in Figure 3 in part occupied by a further element 11, for example by a ring.
  • a further element 11 for example by a ring.
  • gas trapped in the inflowing unfiltered material at the end of the filtrate channels 5 may possibly be minimized.
  • vent holes may be provided in the respective headers 7, through which trapped gas may exit at the end of the filtrate channels 5.
  • the vent holes may have diameters greater than 60 to 1500, especially 150 to 500, microns. Damage to the filter layer can thus be substantially avoided.
  • the embodiment shown in FIG. 3 shows two further changes.
  • the end piece 6 has a higher wall 12 in relation to the example shown in FIG. 1 a in order to provide backwashing operation. To redirect rinse water and thus easier to obtain a flow of Ruthêtwassers up in the filtrate channels, creating a better cleaning effect is generated.
  • the wall 12 is thicker, approximately in accordance with the thickness of the precoat layer, formed, so that it can also serve to support the stranded filter layer.
  • the support of the end piece 6 for the filter body 2 in the embodiment shown in Figure 1a can be made wider.
  • the recesses 9 of the inner body 3 can be bevelled outwardly upwards (the longitudinal axis of the recesses 9 is thus from the inside to the outside of the wall of the inner body 3 at an angle to the vertical on the wall inclined upward) in order to achieve a better cleaning effect in the backflushing operation in that the cleaning liquid is directed in the filtrate channels 5 upwards.

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Abstract

Anschwemmkerzenfilter und Filterkerze mit Innenkörper Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filterkerze für einen Anschwemmkerzenfilter, mit einem Endstück und einem Kopfstück, die die Filterkerze verschließen, und wobei das Kopfstück einen Filtratauslass aufweist; einem Filterkörper; und einem Innenkörper im Inneren des Filterkörpers, wobei das Endstück einen unteren Bereich des Innenkörpers abschließt und das Kopfstück einen oberen Bereich des Innenkörpers abschließt; wobei der Innenkörper lediglich in dem unteren Bereich eine oder mehrere Aussparungen in einem ansonsten geschlossenen Außenmantel aufweist, durch die das Filtrat in das Innere des Innenkörpers gelangen kann. Die Erfindung betrifft zudem einen Anschwemmkerzenfilter mit einer solchen Filterkerze.

Description

Anschwemmkerzenfilter und Filterkerze mit Innenkörper
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filterkerze für einen Anschwemmkerzenfilter zur Filtration und/oder Stabilisierung von Fluiden, insbesondere von Bier, und insbesondere eine Filterkerze mit Innenkörper. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Anschwemmkerzenfilter mit einer solchen Filterkerze.
Hintergrund der Erfindung
Am Ende des Reifungsprozesses weist Bier eine Vielzahl an Hefe- und Trübungspartikeln auf, die insbesondere zum Zwecke der Verbrauchererwartungen (z. B. Glanzfeinheit) und der Haltbarmachung durch eine Filtration zu entfernen sind. Hierzu wird das trübe Bier, d.h. das Unfiltrat, mittels einer Filtervorrichtung in ein blankes Filtrat und einen zurückbleibenden Filterrückstand (Filterkuchen) getrennt.
Es ist bekannt, Anschwemmkerzenfilter für die Filtration oder Stabilisierung von Bier zu verwenden. In dem Filterkessel des Anschwemmkerzenfilters befinden sich Filterkerzen, die beispielsweise hängend an einer Kopfplatte oder an einem Register befestigt sind. Die Filterkerzen besitzen im Allgemeinen einen Filterkörper, der zum Beispiel einen gewundenen Draht aufweist, wobei Spalte zwischen den Drahtwindungen als Durchlässe für das zu filtrierende Medium dienen. Zur Filtration werden dem zu filtrierenden Bier Filterhilfsmittel wie beispielsweise Kieselgur, Cellulose, Perlite, Aktivkohle, Kunststofffasern, Glasfasern, Zellstofffaser zugesetzt. Zur Stabilisierung werden dem zu stabilisierenden Bier Stabilisierungsmittel wie beispielsweise PVPP oder Crosspure zugesetzt. Die Filterhilfsmittel werden bei Beginn des Filtervorganges an der Außenfläche des Filterkörpers angeschwemmt, so dass eine Filterschicht ausgebildet wird, dies wird als die sogenannte Grundanschwemmung bezeichnet. Während des Filtrationsvorganges wird dem zu filtrierenden Bier regelmäßig Filterhilfsmittel zudosiert, dies wird als laufende Dosage bezeichnet. Analog zu den Filterhilfsmitteln kann das auch für die Anwendung von Stabilisierungsmittel gelten. Am Ende eines Filtrations- und/oder Stabilisierungsvorgangs und vor einem Trubaustrag und Reinigungsvorgang wird der Kerzenfilter im Allgemeinen mit entgastem Wasser von der Unfiltratseite zur Filtratseite ausgeschoben. Hierbei besteht die Gefahr, dass durch nicht vollständig entgastes Wasser unerwünschter Weise Sauerstoff in das Filtrat eingetragen wird. Zudem treten erhebliche Verschnittmengen von filtriertem Bier und Ausschubwasser auf, die entweder in einem separaten Tank aufgefangen und dem Prozess wieder zugeführt oder gar verworfen werden müssen. Ein Leerdrücken herkömmlicher Filterkerzen mithilfe eines Gases kann daran scheitern, dass die Strömungsverhältnisse durch die Filterschicht und innerhalb der Filterkerze durch Eindiffundieren des Gases durch die Filterschicht in das Filtrat gestört werden, sobald die Gas-Flüssigkeits-Grenze den oberen Rand der Filterfläche der Filterkerze erreicht.
Der Begriff „Ende eines Filtrations- und/oder Stabilisierungsvorgangs" kann auch einen Sortenwechsel beinhalten (z. B. wenn zuerst helles Bier und dann dunkles Bier filtriert und/oder stabilisiert wird); bei einem Sortenwechsel findet jedoch nicht zwangsläufig ein Trubaustrag und ein Reinigungsvorgang statt.
Es liegt somit der vorliegenden Erfindung eine Aufgabe dahingehend zugrunde, eine Filterkerze für einen Anschwemmkerzenfilter bereitzustellen, die einen effektiven Ausschub eines Restvolumens eines Bieres (zum Beispiel eines trüben Bieres oder allgemein eines Unfiltrats) mittels eines Gases am Ende eines Filtrations- und/oder Stabilisierungsvorgangs ermöglicht. Zudem liegt eine Aufgabe dahingehend zugrunde, einen Anschwemmkerzenfilter bereitzustellen, der einen effektiven Ausschub eines Restvolumens eines Bieres (zum Beispiel eines trüben Bieres oder allgemein eines Unfiltrats) mittels eines Gases am Ende eines Filtrations- und oder Stabilisierungsvorgangs ermöglicht. Hierbei ist jedoch bei beiden Aufgaben zu beachten, dass das komplexe Anschwemmverhalten nicht negativ beeinflusst wird und dass insbesondere die Reinigung der Filterkerze nach Beendigung des Filtrations- und oder Stabilisierungsvorgangs und dem Trubaustrag nicht signifikant gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen verkompliziert und verschlechtert wird.
Beschreibung der Erfindung
Die oben genannte Aufgabe wird durch eine Filterkerze für einen Anschwemmkerzenfilter gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Filterkerze dient der Filtration und/oder Stabilisierung von Fluiden, insbesondere von Bier. Diese Filterkerze weist ein Endstück und ein Kopfstück mit einem Filtratauslass auf, wobei das Endstück und das Kopfstück die Filterkerze unten bzw. oben verschließen. Die Begriffe„unten" und„oben" werden hier im gebräuchlichen Sinn verwendet, gemäß dem ein unterer Bereich einen geringeren Abstand zum Gravitationszentrum eines äußeren Gravitationsfelds aufweist als ein oberer Bereich. Die Filterkerze weist weiterhin einen Filterkörper und einen Innenkörper im Inneren des Filterkörpers auf, wobei das Endstück einen unteren Bereich des Innenkörpers abschließt bzw. mit einem unteren Ende des Innenkörpers verbunden ist, und das Kopfstück einen oberen Bereich des Innenkörpers abschließt bzw. mit einem oberen Ende des Innenkörpers verbunden ist.
Durch das Kopfstück wird das Filtrat aus dem Inneren des Innnenkörpers zum Filtratauslass geleitet. Der Innenkörper weist lediglich in dem unteren Bereich eine oder mehrere Aussparungen in einem ansonsten geschlossenen Außenmantel auf, durch die das Filtrat (beim Filtrationsvorgang meint man damit das filtrierte Bier, beim Stabilisierungsvorgang handelt es sich um das stabilisierte Bier) in das Innere des Innenkörpers gelangen kann, so dass es im Inneren des Innenkörpers nach oben zu dem Filtratauslass steigen kann. Die eine oder die mehreren Aussparungen können im unteren Viertel, insbesondere im unteren Fünftel oder unteren Sechstel des Innenkörpers vorgesehen sein. Zudem können die Aussparungen nach oben abgeschrägt vorgesehen werden (die Längsachse der Aussparungen also von innen nach außen der Wand des Innenkörpers um einen Winkel zur Senkrechten auf der Wand nach oben geneigt sein), so dass bei einem Rückspülvorgang die Reinigungsflüssigkeit nach oben geleitet wird.
Der Innenkörper kann im Wesentlichen hohizylinderformig sein und sich entlang der Längsachse des Filterkörpers erstrecken. Mit„im Wesentlichen hohizylinderformig" werden vieleckige Geometrien umfasst, die eine Achsensymmetrie bezüglich der Längsachse des Innenkörpers aufweisen. Auch kann der Innenkörper als Stützkörper für den Filterkörper dienen. Das Volumen des Innenkörpers kann zwischen 10% und 90%, insbesondere zwischen 30 % und 70 %, des Innenvolumens des Filterkörpers ausfüllen. Der Filterkörper kann als ein gewickelter Draht um Längsstreben oder Abstandshalter- elemente, die an dem Innenkörper angebracht sind, ausgebildet sein. Zwischen dem Draht und den Mantel des Innenkörpers wird ein Ringkanal definiert, durch den das Filtrat zu den Aussparungen im unteren Bereich des Mantels des Innenkörpers gelangen kann. Der Ringkanal ist oben durch das Kopfstück und unten durch das Endstück verschlossen, sodass das Fitrat aus dem Ringkanal nur durch die Aussparungen im unteren Bereich des Innenkörpers geleitet werden kann. Unterhalb des Kopfstücks kann ein Ring vorgesehen sein, um eine Aussparung zu verringern und so möglicherweise im Unfiltrat eingeschlossenes Gas im Ringkanal zu minimeren. Zudem können Entlüftungsbohrungen im Kopfstück vorgesehen sein, durch die eingeschlossenes Gas entweichen kann. Der Filterkörper kann in einer Weiterbildung im Wesentlichen hohlzylindrisch aus einem spiralförmig gewickelten Draht gebildet sein, wobei die Spalte zwischen den Drahtwindungen als Durchlässe für ein zu filterndes Medium (Unfiltrat) dienen. Mit im„Wesentlichen hohlzylindrisch" werden vieleckige Geometrien umfasst, die eine Achsensymmetrie bezüglich der Längsachse des Filterkörpers aufweisen.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filterkerze weist das Endstück eine Wandung auf, die den Filterkörper teilweise überdeckt, also etwas nach oben gezogen ist, wodurch ein Rücklaufmittel während eines Rückspülvorgangs nach oben geleitet wird und so der Rückspülvorgang verbessert wird. Außerdem kann die Wandung des Endstücks um eine vorbestimmte Breite über den Filterkörper nach außen hin vorstehen, so dass sie eine Anschwemmfilterschicht stützen kann.
Die Filterkerze gemäß einem der oben beschriebenen Beispiele kann zum Filtrieren und/oder Stabilisieren von Fluiden, insbesondere zum Filtrieren und/oder Stabilisieren von Bier, dienen. Ein besonderes Merkmal der Filterkerze liegt darin, dass sie einen innen hohlen Innenkörper aufweist, durch den ein Filtrat nach oben in Richtung eines Filtratauslasses steigen kann. Hierzu weist der Innenkörper im unteren Bereich (und nur dort) eine oder mehrere Aussparungen auf. Hierdurch wird es ermöglicht, ein am Ende eines Filtrationsvorgangs verbleibendes Restvolumen eines Unfiltrats im wesentlichen mithilfe eines dem Filterkessel des Anschwemmkerzenfilters zugeleiteten Gases auszuschieben (bei dem Stabilisierungsvorgangs hat man anstelle von Unfiltrat nicht stabilisiertes Bier), wobei in dem Filterkessel Filterkerzen gemäß der obigen Beschreibung angeordnet sind. Die Gas-Unfiltrat-Grenzfläche wird mittels Gas nach unten gedrückt, und es wird das Unfiltrat mittels Gas durch den Filterkörper gedrückt und so gefiltert bzw. stabilisiert. Das so gewonnene Filtrat kann über die eine oder die mehreren Aussparungen in den Hohlraum des Innenkörpers und schließlich zu dem Filtratauslass gelangen, ohne dass unerwünschter Weise Gas in den Innenkörper und somit zu dem Filtratauslass gelangen könnte. Letzteres wird dadurch verhindert, dass Filtrat oberhalb der Aussparungen in Form eines Siphons Gas vom Inneren des Innenkörpers aussperrt.
Ein herkömmlicher Anschwemmkerzenfilter kann durch eine Filterkerze gemäß den oben beschriebenen Beispielen auf einfache Weise nachgerüstet werden. Die Nachrüstung kann hierbei das Montieren einer Gaszuleitung zu dem Filterkessel der Anschwemmkerzenfilters zum Einleiten von Gas in den Filterkessel umfassen.
Die oben genannte Aufgabe wird auch durch das Bereitstellen eines Anschwemmkerzenfilters gelöst, der einen Filterkessel mit einem Unfiltratraum umfasst, wobei im Unfiltratraum eine Mehrzahl an Filterkerzen gemäß einem der oben beschriebenen Beispiele für eine Filterkerze angeordnet sind. Bei einem Filtrationsvorgang ist der Unfiltratraum mit Unfiltrat gefüllt, bei einem Stabilisierungsvorgang ist dieser beispielsweise mit nicht stabilisiertem Bier gefüllt. Der Anschwemmkerzenfilter kann einen von dem Unfiltratraum durch eine Kopfplatte, in der die Filterkerzen münden, getrennten Filtratraum umfassen. Der Anschwemmkerzenfilter kann einen Registerablauf umfassen. Das heißt, dass der Anschwemmkerzenfilter eine Mehrzahl an Rohrleitungen und ein zusätzliches Rohrsystem umfassen kann, wobei jede der Filterkerzen an ihrem Kopfstück an der Mehrzahl an Rohrleitungen angeschlossen ist, so dass ein Filtrat aus der Filterkerze über einen Filtratauslass in dem Kopfstück in die ihr zugeordnete Rohrleitung geliefert werden kann. Hierbei sind die Rohrleitungen mit dem zusätzlichen Rohrsystem verbunden, so dass sie in einer oder mehreren Gruppen (Registersammeirohren) zu- sammengefasst werden, so dass ein Filtrat jeder Gruppe von Rohrleitungen in einen nur dieser Gruppe zugeordneten Filtratablauf geliefert werden kann. Das Filtrat einer Gruppe von Rohrleitungen wird also zusammengeführt und über einen Filtratablauf bereitgestellt.
Der Anschwemmkerzenfilter der obigen Beispiele kann eine Bypass-Leitung zum Ausleiten eines Unfiltrats aus dem Unfiltratraum umfassen (bei dem Filtrationsvorgang handelt es sich um Unfiltrat, beim Stabilisierungsvorgang um nicht stabilisiertes Bier). Diese Bypass-Leitung kann an einer Gaszuführung angeschlossen sein, so dass am Ende eines Filtrations- und/oder Stabilisierungsvorgangs Gas über die Bypass-Leitung in den Filterkessel des Anschwemmkerzenfilters zum Austreiben eines Restvolumens eines Unfiltrats, beispielsweise von trübem Bier (oder bei der Stabilisierung um nicht stabilisiertes Bier), zugeleitet werden kann. Gas, beispielsweise CO2, kann alternativ über eine zusätzliche Leitung in den Filterkessel des Anschwemmkerzenfilters geleitet werden. Sowohl die Bypass-Leitung als auch die alternative zusätzliche Gasleitung können im oberen Bereich des Filterkessels, insbesondere oberhalb eines Filtratablaufs bzw. der genannten Rohrleitungen zum Fördern des Filtrats aus dem Filterkessel heraus, angeschlossen sein. Ein herkömmlicher Anschwemmkerzenfilter kann auf einfache Weise mit einem der oben beschriebenen Beispiele für eine erfindungsgemäße Filterkerze nachgerüstet werden. Hierfür ist eine bekannte Filterkerze, beispielsweise aus einem Registerablauf, zu entfernen und eine erfindungsgemäße Filterkerze an ihrer Stelle zu montieren. Nach dem Montieren einer in den Filterkessel oder in eine bestehende Bypass-Leitung mündenden Gaszuleitung kann ein Restvolumen eines Unfiltrats mithilfe eines über die Gaszuleitung in den Filterkessel eingeleiteten Gases über die Filterkerzen ausgeschoben werden.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Ausschieben eines Unfiltrats (dieser Begriff umfasst hier auch ein nicht stabilisiertes Bier) mit einem Restvolumen am Ende eines Filtrationsund/oder Stabilisierungsvorgangs mithilfe eines Anschwemmkerzenfilters gemäß obiger Beispiele bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Einleiten eines Gases, insbesondere von CO2, in den Unfiltratraum;
Drücken des Unfiltrats durch die Filterkerzen mittels des Gases;
Beenden des Einleitens des Gases und Drückens des Unfiltrats durch die Filterkerzen, wenn die Gas-Unfiltrat-Grenze einen vorbestimmten Abstand von der Höhe der Aussparungen der Innenkörper der Filterkerzen erreicht. Der vorbestimmte Abstand garantiert, dass kein Gas in die Aussparungen und somit in den Innenraum des Innenkörpers gelangen kann.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Reinigen eines Anschwemmkerzenfilters insbesondere mit Registerablauf oder Kopfplatte gemäß einem der obigen Beispiele mit den oben genannten Schritten des Verfahrens zum Ausschieben eines Unfiltrats und dem nachfolgenden Schritt des Einleitens eines Reinigungsmittels in die Filterkerzen über das Rohrsystem und die Rohrleitungen bereitgestellt. Zur Reinigung kann hierbei das Zuführen des Reinigungsmittels registerweise, d.h. für jede der oben genannten Gruppen von Rohrleitungen separat gesteuert, erfolgen, wodurch eine effiziente Reinigung ermöglicht werden kann.
Im Folgenden werden Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht lediglich als illustrativ und nicht als einschränkend anzusehen und ver- schiedene Kombinationen der angeführten Merkmale sind in der Erfindung eingeschlossen.
Figur 1a zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filterkerze;
Figur 1 b zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A der Figur 1a;
Figuren 2a bis 2d veranschaulichen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Anschwemmkerzenfilters in verschieden Stadien des Betriebs;
Figur 3 zeigt eine gegenüber der in Figur 1a modifizierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filterkerze.
In den Figuren 1a und 1 b wird eine Filterkerze 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Ein spiralförmig gewundener Draht dient als Filterkörper 2. Der Draht 2 kann z.B. im Querschnitt im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildet sein, wobei die Grundlinie des Dreiecks auf der Außenseite der Kerzenfilterwand liegt und in Kerzenlängsrichtung verläuft, so dass sich zwischen jeweils zwei benachbarten Windungen des Drahtes ein sich nach dem Kerzeninneren hin erweiternder Spalt mit einer Spaltbreite von beispielsweise 30 - 100 Mikrometer an der Außenseite der Kerzenfilterwand bildet. Der Spalt zwischen den Drahtwindungen dient als Fluiddurchlass (Unfiltratdurchlass) für das Unfiltrat. Der Begriff Unfiltrat umfasst hier sowohl zu filterndes trübes Bier, das beispielsweise nach einem Gärprozess in einem Gärkeller oder nach einem Reifungsund/oder Lagerungsprozess in einem Lagerkeller vorliegt, als auch zu stabilisierendes Bier.
Der Draht 2 ist, wie aus den Figuren 1a und 1 b hervorgeht, über Abstandshalter 4 um einen hohlzylindrischen Innenkörper 3 gewunden, wobei der Innenkörper 3 und der Draht 2 über die Abstandshalter 4 miteinander verbunden sind, beispielsweise an mehreren Stellen miteinander verschweißt sind. Der Innenkörper 3 dient hier somit als Stützkörper für den Filterkörper 2 der in Form des gewundenen Drahts 2 vorliegt. Somit dient der Innenkörper 3 gleichzeitig als Träger für den gewundenen Draht 2 und verleiht diesem somit eine hohe Stabilität. Alternativ kann der Draht um Längsstreben gewickelt sein, die nicht mit dem Innenkörper 3 in Kontakt stehen. Es versteht sich, dass der In- nenkörper 3 nicht hohlzylindrisch ausgebildet sein muss, sondern einen beliebigen Hohlkörper, beispielsweise mit sternförmigem Querschnitt, darstellen kann.
Die Abstandshalter 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Stäbe ausgebildet, die sich entlang der Längsachse der Filterkerze 1 erstrecken. Sowohl die Abstandshalter 4 als auch der Innenkörper 3 erstrecken sich über die gesamte Länge entlang der Längsachse des Filterkörpers 2, d. h. hier des gewundenen Drahtes 2. Durch den Innenkörper 3 und die Abstandshalter 4 ergeben sich im Filterkörper mehrere Filtratkanäle 5. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurden sechs Abstandshalter 4 verwendet, so dass sich insgesamt auch sechs Filtratkanäle 5 ergeben. Wird der Draht um Längsstreben gewickelt, die nicht mit dem Innenkörper 3 in Kontakt stehen, bildet sich entsprechend ein Ringkanal aus. Durch den Innenkörper 3 kann das Innenvolumen im Filterkörper 2 erheblich reduziert werden. Der Innenkörper 3 kann je nach Radius zwischen 10 bis 90%, insbesondere 30 bis 70 %, des Innenvolumens im Filterkörper 2 einnehmen. Das Endstück 6 und das Kopfstück 7 stehen mit Enden des Innenkörpers 3 in Verbindung. Durch das Endstück 6 und das Kopfstück 7 werden die Filtratkanäle 5 noch unten bzw. oben verschlossen.
Das Vorsehen eines Innenkörpers in einer Filterkerze ist bereits aus der EP 1 243 303 B1 bekannt. Der Innenkörper gemäß der Lehre der EP 1 243 303 B1 weist jedoch einen geschlossenen Außenmantel auf, sodass kein Filtrat in das Innere des Innenkörpers eindringen kann. In der in den Figuren 1a und 1 b gezeigten Ausführungsform weist der Innenkörper hingegen im unteren Bereich, und nur dort, Aussparungen (Bohrungen) 9 auf. Zudem sind im Gegensatz zur Lehre der EP 1 243 303 B1 die Filtratkanäle 5 nach oben hin im Kopfstück 7 geschlossen. Somit ist die Funktionsweise der hier bereit gestellten Filterkerze 1 von derjenigen, die in der EP 1 243 303 B1 beschrieben wird, grundsätzlich verschieden. In der hier bereitgestellten Filterkerze 1 kann im Filtrationsbetrieb Unfiltrat (trübes Bier) oder bei der Stabilisierung nicht stabilisiertes Bier durch die Spalte zwischen den Drahtwicklungen 2 des Filterkörpers 2 in die Filtratkanäle 5 der Filterkerze 1 laufen, nach unten geführt werden, da die Filtratkanäle 5 ja nach oben geschlossen sind, und durch Aussparungen 9, die im unteren Bereich des Innenkörpers 3 ausgebildet sind, in das Innere des hohlen Innenkörpers 3 gelangen. In dem Innenkörper 3 steigt das Filtrat auf, wie es durch einen Pfeil angezeigt ist, und verlässt schließlich die Filterkerze 1 durch den Filtratauslass 8, der im Kopfstück 7 vorgesehen ist.
Eine derartige Ausbildung der Filterkerze 1 mit dem hohlen, mit Aussparungen 9 im unteren Bereich ausgestatteten Innenkörper 3 ermöglicht das verlässliche Ausschieben eines Restvolumens von Unfiltrat am Ende eines Filtrations- und/oder Stabilisierungsvorgangs mithilfe eines Gases, wie es im folgenden mit Bezug auf die Figuren 2a bis 2 d beschrieben wird. Diese Figuren zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Anschwemmkerzenfilters 100, der einen durch einen Filterkessel ausgebildeten Unfiltratraum 1 10 aufweist. Ein Unfiltrat (beispielweise trübes Bier) wird über einen Unfiltrateinlass 120 zum Filtrieren oder Stabilisieren in den Unfiltratraum 110 eingeleitet. Der Unfiltrateinlass 120 befindet sich unten am Boden des den Unfiltratraum 1 10 bildenden Filterkessels. Der Unfiltrateinlass 120 kann alternativ im unteren Bereich des Unfiltratraums 110 erfolgen. Auch wenn nicht gezeigt, sind auch andere Positionen für den Unfiltrateinlass, wie z. B. im oberen Filterkesselbereich, denkbar. Der Einlass des Unfiltrats kann beispielsweise über ein Stellventil und/oder eine Pumpe regulierbar sein. Es sind dem Unfiltrat Filterhilfsmittel und/oder Stabilisierungsmittel wie beispielsweise Kieselgur, Cellulose, Perlite, PVPP, Crosspure, Aktivkohle, Kunststofffasern, Glasfasern, Zellstofffaser zum Anschwemmen an die Filterkerzen 130 zugesetzt. Unfiltrat, das nicht durch die Filterkerze 130 gefiltert wird, sondern an den Filterkerzen lediglich vorbeiströmt, verlässt den Unfiltratraum 1 10 über den Ablauf 140 und kann über eine Bypass- Leitung 150 dem Unfiltrateinlass 120 wieder zugeführt werden. Durch den Unfiltrat- Ablauf über die Bypass-Leitung kann eine Überströmung der gesamten Kerzenoberfläche gewährleistet und damit eine optimale Anschwemmschicht erzeugt werden, sodass die Anschwemmschicht von unten nach oben an der Kerze homogen ausgebildet wird. Somit kann bei minimalem Filterhilfsmitteleinsatz Filtrat gleicher Qualität über die gesamte Filterfläche erzeugt werden. Die Pfeile veranschaulichen das Strömungsprofil des Unfiltrats im Unfiltratraum 1 10.
Zumindest einige der Filterkerzen 130 können wie die mit Bezug auf die Figuren 1a und 1 b beschriebene Filterkerze 1 ausgebildet sein. Das durch die Filterkerzen 130 gewonnene Filtrat steigt in den jeweiligen Innenkörpern der Filterkerzen 130 auf. Der Anschwemmkerzenfilter 100 weist eine Registerverrohrung 160 auf, wie sie prinzipiell aus der EP 1 243 300 B1 und EP 1 427 504 B1 bekannt ist. Die Filterkerzen 130 münden mit ihren Kopfstücken in Rohrleitungen, von denen sie getragen werden. Das Filtrat gelang durch die Filtratauslässe der Filterkerzen 130 in die Rohrleitungen, die über Träger an dem Filterkessel des Anschwemmkerzenfilters 100 befestigt sind. Jeweils eine Anzahl der Rohrleitungen wird durch ein weiteres Rohrsystem (in Registersammeirohre) zusammengefasst. Am Ende des Filtrations- und/oder Stabilisierungsvorgangs wird der Unfiltrateinlass 120 geschlossen und es verbleibt ein Restvolumen des Unfiltrats, das es auszuschieben gilt, im Unfiltratraum 1 10 (Figur 2b). Zum Ausschieben wird ein Gas, beispielsweise CO2, verwendet, das über die Bypass-Leitung 150 oder eine zusätzliche Leitung (nicht gezeigt) in den Unfiltratraum 110 eingeleitet wird. Das eingeleitete Gas drückt auf das restliche Unfiltrat und drückt es durch die ausgebildeten Filterschichten der Filterkerzen 130. Dadurch sinkt die Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche (Gas-Unfiltrat-Grenzfläche) zunächst, wie in Figur 2b gezeigt, auf die Füllhöhe H1 und weiter auf die Füllhöhe H2 des Unfiltrats im Unfiltratraum 1 10 (siehe Figur 2c). Es wird hierbei effektiv verhindert, dass das Gas in den Filtratauslass der Filterkerze 130 gelangt, selbst wenn die Filterfläche teils mit Gas teils mit dem Unfiltrat beaufschlagt ist (siehe H2 in Figur 2c). Zwar kann das Gas durch die Filterschicht in den Filtratkanal gelangen (vgl. auch die Figuren 1a und 1 b), es hat aber keinen Zugang zum Filtratauslass, da dieser Zugang nur über die unten in den Innenkörpern der Filterkerzen 130 vorgesehenen Aussparungen 9 erfolgen kann (vgl. Figuren 1a und 1 b). Das Filtrat in den Filterkerze 130 unterhalb der Füllhöhe H2 sperrt somit durch eine Siphonwirkung das Innere des Innenkörpers von einem Eindringen des zum Ausschieben in den Unfiltratraum 1 10 eingeleiteten Gases ab.
Erst wenn die die Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche bzw. Füllhöhe des Unfiltrats im Unfiltratraum 1 10 unterhalb der Höhe H3 (siehe Figur 2d) sinken würde, könnte Gas in den Innenkörper und somit Filtratauslass einer Filterkerze gelangen. Somit ist das Ausschieben bei Erreichen eines vorbestimmten Abstands der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche von der Füllhöhe H3 des Unfiltrats im Unfiltratraum 1 10, unterhalb derer und in großer Nähe davon die Aussparungen 9 der Innenkörper der Filterkerze 130 angebracht sind, zu beenden (siehe Figur 2d). Der vorbestimmte Abstand kann Null oder endlich sein.
Das nun noch verbleibende Restvolumen des Unfiltrats sowie das Gas können beispielsweise über eine weiterhin vorgesehene Auslassleitung bzw. Auslaufleitungen (nicht gezeigt) ausgelassen werden, bevor ein Trubaustrag und Reinigungsvor- gang//Rückspülungsvorgang vorgenommen werden können. Je nach Austragverfahren ist es auch alternativ möglich, den Filterkessel unter Gasatmosphäre zu belassen. Insbesondere bei einem Sortenwechsel kann es durchaus vertretbar sein, dass das Gas und/oder das verbleibende Restvolumen im Filterkessel enthalten bleiben.
Mithilfe der erfindungsgemäßen Filterkerze ist es also möglich, einen Anschwemmkerzenfilter zur Filtration und/oder Stabilisierung von Bier zum Ende des Filtrations- und/oder Stabilisierungsvorgangs mithilfe eines Gases auszuschieben, ohne dass das Gas unerwünschter Weise in den Filtratauslass gelangen würde und ohne dass ein Anschwemmkerzenfilter mit Registerablauf, wie er beispielsweise aus der EP 1 427 504 B1 bekannt ist, konstruktiv signifikant geändert werden müsste. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Filterkerzen erfordert insbesondere keine konstruktiven Veränderungen bekannter Anschwemmkerzenfilter (am Filterkessel oder dem Registerablauf), die zu einer Verschlechterung des Anschwemmverhaltens oder der Reini- gung/Rückspülung führen würde. Eine gezielte Rückspülung separater Gruppen von Filterkerzen ist durch den Registerablauf möglich. Hierdurch sind verglichen mit herkömmlichen Kerzenfiltern mit Kopfplatten viel größere Strömungsgeschwindigkeiten in den Filterkerzen während des Rückspülens möglich, wodurch die mechanische Reinigungswirkung effektiver ist. Da für die erfindungsgemäßen Filterkerzen von unten nach oben gegen einen Kopfabschluss rückgespült wird, sodass zwangsläufig der gesamte Volumenstrom mitsamt den zu entsorgenden Filterhilfsmittelpartikeln im Innern der Filterkerze durch die Filteroberfläche gedrückt wird, ist sogar eine gegenüber dem Stand der Technik noch effektivere Reinigung möglich. Zudem wird beim Rückspülvorgang die größte Strömungsgeschwindigkeit am unteren Bereich der Filterkerze (Kerzenfuß) erreicht, also genau dort, wo sich die meisten Filterhilfsmittelpartikeln ablagern.
In dem erfindungsgemäßen mit den oben beschriebenen Filterkerzen ausgestatten Anschwemmkerzenfilter muss insbesondere keine weitere Trennplatte oder ähnliche Konstruktion zusätzlich zu einem bestehenden Registerablauf vorgesehen werden. Die vorteilhaften Strömungseigenschaften der im Stand der Technik bekannten Twin-Flow- System-Anschwemmkerzenfilter, wie sie von der Krones AG angeboten werden, können im Wesentlichen beibehalten werden.
Wenn in diesem Dokument die Rede von Filtration ist so ist damit auch die Stabilisierung umfasst. Das gleiche gilt für den Begriff des Filterhilfsmittels, auch hier kann analog das Stabilisierungsmittel gemeint sein. Auch wenn stets der Begriff Filterkerze verwendet wird, so ist damit selbstverständlich auch umfasst, dass man mit dieser Filterkerze ein Fluid, wie beispielsweise Bier, stabilisieren kann. Die Prozesse Filtration und Stabilisierung können nacheinander, das heißt in zwei getrennten Vorrichtungen erfolgen (zum Beispiel unter Verwendung von Kieselgur als Filterhilfsmittel und regenerierbarem PVPP als Stabilisierungsmittel). Hier können zum Beispiel zwei Anschwemmkerzenfilter verwendet werden, welche baugleich sind. Die Prozesse Filtration und Stabilisierung können jedoch auch in einem Prozessschritt erfolgen, das heißt in einer Vorrichtung, zum Beispiel unter gleichzeitiger Zugabe von Kieselgur als Filterhilfsmittel und nicht regenerierbarem PVPP als Stabilisierungsmittel. Alternativ können auch Produkte wie Crosspure zugegeben werden, welche die Aufgabe des Filterhilfs- und Stabilisierungsmittel in einem aufweisen.
Bei dem Filtrationsvorgang befindet sich Unfiltrat im Unfiltratraum, bei dem Stabilisierungsvorgang befindet sich nicht stabilisiertes Bier im Unfiltratraum. Wenn beide Prozesse in einer Vorrichtung, sprich gleichzeitig, durchgeführt werden, so hat man unfiltriertes nicht stabilisiertes Bier im Unfiltratraum enthalten.
Unter Stabilisierung versteht man die Absorption bestimmter Molekülfraktionen (zum Beispiel bestimmter Proteine und Gerbstoffe / Polyphenole) an sogenannten Stabilisierungsmitteln. Somit werden Ausfällungen zu einem Zeitpunkt nach der Filtration verhindert, d. h. beispielsweise die Glanzfeinheit von Bier innerhalb der Mindesthaltbarkeitsfrist gewährleistet.
Alternativ zu CO2 als Gas können auch andere Gase wie zum Beispiel Stickstoff verwendet werden. Prinzipiell ist jedes Gas verwendbar, welches sich nicht negativ auf die Qualität des gewonnen Produkts, beispielsweise die Bierqualität, auswirkt.
In Figur 3 wird eine der in der Figur 1a gezeigten Ausführungsform ähnliche Ausführungsform einer Filterkerze 1 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Aussparung unterhalb des Kopfstücks 7 in der in Figur 1a gezeigten Ausführungsform wird in der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform zum Teil durch ein weiteres Element 11 , beispielsweise durch einen Ring, besetzt. Dadurch kann möglichweise im einströmenden Unfiltrat eingeschlossenes Gas am Ende der Filtratkanäle 5 minimiert werden. Zu demselben Zweck können in den in den Figuren 1a und 3 gezeigten Ausführungsformen Entlüftungsbohrungen in den jeweiligen Kopfstücken 7 vorgesehen werden, durch welche eingeschlossenes Gas am Ende der Filtratkanäle 5 austreten kann. Die Entlüftungsbohrungen können Durchmesser von mehr als 60 bis 1500, insbesondere 150 bis 500, Mikrometer aufweisen. Eine Beschädigung der Filterschicht kann somit im Wesentlichen vermieden werden.
Gegenüber der in Figur 1a gezeigten Ausführungsform zeigt die in Figur 3 gezeigt Ausführungsform zwei weiteren Änderungen auf. So weist das Endstück 6 gegenüber dem in Figur 1a gezeigten Beispiel eine höhere Wandung 12 auf, um Rückspülbetrieb Rück- Spülwasser umzulenken und so eine Strömung des Rückspülwassers nach oben in den Filtratkanälen leichter zu erlangen, wodurch eine bessere Reinigungswirkung erzeugt wird. Zudem ist die Wandung 12 dicker, etwa gemäß der Dicke der Anschwemmschicht, ausgebildet, so dass sie auch der Stützung der angeschwemmten Filterschicht dienen kann. Natürlich kann zu diesem Zweck auch die Auflage des Endstücks 6 für den Filterkörper 2 in der in Figur 1a gezeigten Ausführungsform breiter ausgebildet werden.
Im Übrigen können in den in den Figuren 1a und 3 gezeigten Ausführungsformen die Aussparungen 9 des Innenkörpers 3 außen nach oben abgeschrägt vorgesehen werden (die Längsachse der Aussparungen 9 ist also von innen nach außen der Wand des Innenkörpers 3 um einen Winkel zur Senkrechten auf der Wand nach oben geneigt), um eine bessere Reinigungswirkung im Rückspülbetrieb dadurch zu erreichen, dass die Reinigungsflüssigkeit in den Filtratkanälen 5 nach oben gelenkt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Filterkerze (1 ) für einen Anschwemmkerzenfilter (100), mit einem Endstück (6) und einem Kopfstück (7), die die Filterkerze (1 ) verschließen, und wobei das Kopfstück (7) einen Filtratauslass (8) aufweist;
einem Filterkörper (2); und
einem Innenkörper (3) im Inneren des Filterkörpers (2), wobei das Endstück (6) einen unteren Bereich des Innenkörpers (3) abschließt und das Kopfstück (7) einen oberen Bereich des Innenkörpers (3) abschließt;
dadurch gekennzeichnet, dass
der Innenkörper (3) lediglich in dem unteren Bereich eine oder mehrere Aussparungen (9) in einem ansonsten geschlossenen Außenmantel aufweist, durch die das Filtrat in das Innere des Innenkörpers (3) gelangen kann.
2. Filterkerze (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei der Innenkörper (3) im Wesentlichen hohlzylinderförmig ist und sich entlang der Längsachse des Filterkörpers (2) erstreckt.
3. Filterkerze (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Innenkörper (3) als Stützkörper für den Filterkörper (2) dient.
4. Filterkerze (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Volumen des Innenkörpers (3) zwischen 10% und 90%, insbesondere zwischen 30 % und 70 %, des Innenvolumens des Filterkörpers (2) ausfüllt.
5. Filterkerze (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filterkörper (2) im Wesentlichen hohlzylindrisch aus einem spiralförmig gewickelten Draht (2) gebildet ist, und Spalte zwischen den Drahtwindungen als Durchlässe für ein zu filterndes Medium dienen.
6. Filterkerze (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren Aussparungen (9) im unteren Viertel, insbesondere im unteren Fünftel oder unteren Sechstel des Innenkörpers (3) vorgesehen sind und insbesondere nach oben abgeschrägt vorgesehen sind.
7. Filterkerze (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Mantelfläche des Innenkörpers (3) und dem Filterkörper (2) ein Ringkanal definiert wird, der oben durch das Kopfstück (7) und unten durch das Endstück (6) verschlossen ist, sodass das Filtrat nur durch das Innere des Innenkörpers (3) zu dem Filtratauslass (8) geleitet werden kann, und/oder wobei das Kopfstück (7) eine oder mehrere Entlüftungsbohrungen aufweist.
8. Filterkerze (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Endstück (6) eine Wandung aufweist, die den Filterkörper teilweise überdeckt und/oder um eine vorbestimmte Breite über den Filterkörper (2) nach außen hin vorsteht.
9. Anschwemmkerzenfilter (100), der einen Filterkessel mit einem Unfiltratraum (110) umfasst, wobei im Unfiltratraum (110) eine Mehrzahl an Filterkerzen (1 ; 130) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet sind.
10. Anschwemmkerzenfilter (100) gemäß Anspruch 9, der weiterhin eine Gaszuleitung umfasst, über die Gas in den Unfiltratraum (1 10) eingeleitet werden kann.
11. Anschwemmkerzenfilter (100) gemäß Anspruch 9 oder 10, der weiterhin eine Mehrzahl an Rohrleitungen und ein zusätzliches Rohrsystem umfasst; und in dem jede der Filterkerzen (1 ; 130) an ihrem Kopfstück (7) an einer ihr zugeordneten Rohrleitung der Mehrzahl an Rohrleitungen angeschlossen ist, so dass ein Filtrat aus der Filterkerze (1 ; 130) über einen Filtratauslass (8) in dem Kopfstück (7) in die nur ihr zugeordnete Rohrleitung geliefert werden kann; und wobei die Rohrleitungen mit dem zusätzlichen Rohrsystem verbunden sind, so dass sie in zumindest einer Gruppe zusammengefasst werden, so dass ein Filtrat jeder Gruppe von Rohrleitungen in einen nur dieser Gruppe zugeordneten Filtratablauf geliefert werden kann.
12. Anschwemmkerzenfilter (100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , der weiterhin eine Bypass-Leitung (150) zum Ausleiten eines Unfiltrats aus dem Unfiltratraum (110) heraus umfasst.
13. Verfahren zum Ausschieben eines Unfiltrats mit einem Restvolumen am Ende eines Filtrations- und/oder Stabilisierungsvorgangs mithilfe eines Anschwemmkerzenfilters (100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, mit Einleiten eines Gases, insbesondere von CO2, in den Unfiltratraum (110);
Drücken des Unfiltrats durch die Filterkerzen (1 ; 130) mittels des Gases;
Beenden des Einleitens des Gases und Drückens des Unfiltrats durch die Filterkerzen (1 ; 130), wenn die Gas-Unfiltrat-Grenze einen vorbestimmten Abstand von der Höhe der Aussparungen (9) der Innenkörper (3) der Filterkerzen (1 ; 130) erreicht.
14. Verfahren zum Reinigen eines Anschwemmkerzenfilters (100) gemäß Anspruch 11 mit den Schritten gemäß Anspruch 13 und nachfolgend Einleiten eines Reinigungsmittels in die Filterkerzen (1 ; 130) über das Rohrsystem und die Rohrleitungen.
15. Verfahren zum Nachrüsten eines Anschwemmkerzenfilters mit einem Filterkessel und darin angeordneten Filterkerzen mit den Schritten des Ersetzens zumindest eines Teils der Filterkerzen des Anschwemmkerzenfilters durch Filterkerze (1 ; 130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 und insbesondere weiterhin mit dem Schritt des Montierens einer Gaszuleitung zu dem Filterkessel der Anschwemmkerzenfilters zum Einleiten von Gas in den Filterkessel.
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