Bessere Qualität muss nicht teuer sein

Beutelfilter werden bei der Produktion von Feinchemikalien sehr vielfältig als Prozessfilter zur Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten eingesetzt. Aufgrund ihrer einfachen Bedienung sowie der günstigsten Relation der Kosten zur Durchsatzleistung sind sie häufig die erste Wahl bei der Verfahrenskonzeption und der anschließenden Anlagenplanung. Ist die Anlage gut ausgelegt, so erfüllt diese Filtertechnik zunächst auch in den meisten Fällen die Anforderungen des Betreibers und auch der Qualitätssicherung.

Häufig steigen die Anforderungen jedoch bald. Bei einem Hersteller für Kosmetikartikel sollte beispielsweise eine bestehende Prozessfiltration von Haarshampoo mit Beutelfiltern nachträglich optimiert werden. Gefordert war zum einen eine höhere Produktreinheit, zum anderen war die Standzeit der bislang eingesetzten Filterbeutel unbefriedigend. Im ersten Ansatz dachte der Anlagenbetreiber bereits an den kompletten Ersatz der bestehenden Beutelfilteranlage gegen eine Filtration mit Filterkerzen. Eine solche Maßnahme bedeutet jedoch einen Umbau der Anlage und ist entsprechend kostenintensiv. Als weitere Alternative wurde auch die Ergänzung um zusätzliche Filtrationsschritte diskutiert.

Eine Integration zusätzlicher Filtrationsschritte lässt sich jedoch oft an einer bestehenden Anlage nur schwer umsetzen. Weitere Schwierigkeiten können auftreten, wenn sich der Umbau auf eine mehrstufige Filtration mit zusätzlichen, neuen Filtergehäusen zur Aufnahme von Filterkerzen – mit besserer Abscheiderate – nicht realisieren lässt, weil die räumlichen Voraussetzungen nicht vorhanden sind oder die vorhandene Pumpenleistung dazu nicht ausreicht. Denn dann muss für den Umbau die komplette Verrohrung abgeändert werden.

Und genau an dieser Stelle hat sich der Filterhersteller Wolftechnik Gedanken gemacht. Die Fragestellung lautete: Wie können die Vorteile von Tiefenfilterkerzen und Faltelementen, die von ihrer Bauform her in Kerzenfilter-gehäuse eingebaut werden müssen, auch in die vorhandenen Beutelfiltergehäuse integriert werden, sodass die bestehende Anlage nicht umgebaut werden muss? Die Antwort auf diese Fragestellung führte zu einer Reihe von Produktentwicklungen. Zum einen waren das gefaltete Filterbeutel mit größerer Filterfläche zur Standzeitverlängerung. Zum anderen fanden die Lupus-II-Filterelemente hier ihren Ursprung. Mit beiden Lösungen konnten bei dem Hersteller für Kosmetikartikel die Standzeit und die Qualität der Filtration von Haarshampoo verbessert werden, ohne an der Anlage oder am bestehenden Beutelfiltergehäuse etwas zu ändern!

Bei den gefalteten Filterbeuteln Typ WFB-1AP verlängert sich die Standzeit durch die Faltung analog zur größeren Filterfläche. Durch den Einsatz von zweilagigen Filterbeuteln mit innenliegender Faltung Typ WFB-2IP wird gleichzeitig die Rückhalterate verbessert. Ein qualitativer Upgrade wird durch die Verwendung von Lupus-II-Filterelementen ermöglicht, die im Vergleich zu herkömmlichen Filterbeuteln höhere Filtratqualität bei längeren Filterstandzeiten bieten.

Bestandteil der Lupus-II-Filterelemente ist ein speziell entwickeltes Adapterstück. Die Filterelemente lassen sich dadurch ohne Entfernen des Filterkorbes in die vorhandenen Beutelfiltergehäuse aller gängigen Hersteller der Größen 1 und 2 einsetzen. Das Adapterstück dichtet die Filterelemente sicher und ohne zusätzliche Umbauteile in den Druckaufnahmekörben ab. Alle Komponenten der Filterelemente sind thermisch verschweißt und ohne die Verwendung von Klebstoffen hergestellt. Entsprechend der Filtrationsaufgabe sind Lupus-II-Filterelemente mit unterschiedlichen Filtermedien verfügbar. So sind diese wahlweise als Tiefenfilterelemente, Faltelemente oder Multi-Layer-Faltelemente ausgeführt.

Folgende Filtermedien stehen zur Verfügung:

Durch die WFMLP Multi-Layer-Faltelemente in den Feinheiten von 0,3 bis 150 µm erweitert sich das Einsatzspektrum insbesondere um die gröberen Filterfeinheiten von 70, 90, 130 und 150 µm. Für die ganz feinen Trennaufgaben gibt es neben der Feinheit 0,5 µm auch eine WFMLP mit 0,3 µm Filterfeinheit. Zur Abtrennung von ferritischen Metallpartikeln kann zusätzlich zu den gefalteten Filterbeuteln oder zu den Lupus-II-Filterelementen ein Magnetstab eingesetzt werden. Dies führt in der Regel zu einer weiteren Verbesserung der Standzeit.

Den Anfang der Anlagenoptimierung beim oben erwähnten Kosmetikproduzenten bildete eine Testphase. Wolftechnik stellte das notwendige Testequipment zur Verfügung. Der Spezialist für Filtertechnik hat für solche Zwecke Testgehäuse auf Lager und nimmt auch original verpackte, nicht benötigte Filterelemente zurück. So bleiben die Kosten des Anlagentests für den Anwender überschaubar. Schließlich birgt jeder Anlagenumbau, sei es auch nur für Testzwecke, bezüglich der Kosten ein Risiko für den Anwender. Erst im Praxisbetrieb lassen sich die Auswirkungen auf den Prozess und der Erfolg der Maßnahme abschließend beurteilen.

Im ersten Schritt wurden Versuche mit unterschiedlichen Filtereinsätzen an der bestehenden Anlage gefahren und die Resultate in Bezug auf Standzeit und Filtratqualität ermittelt. Da in der Prozessfiltration von Haarshampoo keine ferritischen Partikel abgetrennt werden mussten, wurde auf einen Versuchslauf mit einem zusätzlichen Magnetstab-Einsatz verzichtet.

Wichtigstes Kriterium bei der Auswertung der Versuche war die Verbesserung der Qualität. Zudem wurden die Kosten der Filtration in Relation zur Durchsatzleistung beurteilt. Die Lupus-II-Multi-Layer-Faltelemente zeigten hier das beste Resultat (siehe Grafik). Die in mehreren Lagen gefaltete WFMLP-Multi-Layer-Struktur, bei der die Filterlagen in Durchflussrichtung immer feiner werden, ermöglicht neben einer langen Standzeit auch eine hohe Schmutzaufnahmekapazität. Zudem zeichnen sich die Filterelemente bei einer großen Filterfläche durch eine kompakte Bauweise und eine hohe Durchsatzleistung aus.

Die Anlage wurde erfolgreich auf Lupus-II-Multi-Layer-Faltelemente umgerüstet, die in die vorhandenen Beutelfiltergehäuse integriert werden. Mit der Umrüstung konnte der Kosmetikartikelhersteller seine gestiegenen Qualitätsansprüche somit ohne Umbaukosten an der Anlage erfüllen und die Standzeit der Filtereinsätze zwischen den einzelnen Filterwechselzyklen deutlich verbessern. Das Ergebnis lässt sich auf etliche Produkte der chemischen Industrie übertragen. Beispiele sind Reinigungsmittel, Waschlotionen, Kosmetik, Hygieneprodukte, Weichmacher zur Weiterverarbeitung in der Kunststoffindustrie und Farben und Lacke.

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Geschäftsführer,Wolftechnik