In dritter Generation

Stülpfilterzentrifugen von Heinkel finden seit Anfang der Siebziger Jahre ihren Einsatz in der Chemieindustrie überall dort, wo hochwertige, physiologisch aktive oder explosive Substanzen intensiv gewaschen und dann aus meist brennbaren Flüssigkeiten abgetrennt werden. Die im Juni 2007 vorgestellte dritte Generation setzt Maßstäbe im Hinblick auf verfahrenstechnische Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit.

Das Hauptcharakteristikum der Stülpfilterzentrifuge ist der restschichtfreie Entleervorgang: Das Filtertuch wird unter Rotation aus der Trommel gezogen und dabei von innen nach außen gestülpt. Dabei spielt die Konsistenz des auszutragenden Feststoffs keine Rolle. Ob knochenhart oder klebrig: Der Filterkuchen wird vollständig und restschichtfrei aus der Trommel geräumt. Das Stülpprinzip erlaubt deshalb eine maximale Produktausbeute und eine gleich bleibende Qualität des auszutragenden Filterkuchens – auch über längere Produktionskampagnen. Für viele Betreiber entscheidend ist jedoch, dass eine Stülpfilterzentrifuge aufgrund des garantierten Feststoffaustrags, unabhängig von den Produkteigenschaften des Filterkuchens, stets hermetisch geschlossen und ohne manuelle Eingriffe betrieben werden kann. Dies trägt nicht nur zum Schutz und zur Sicherheit von Mitarbeitern und Produkt bei, sondern spart dem Betreiber auch Investitions- und Betriebskosten für zusätzliche Schutzmaßnahmen, z. B. aufwendig zu betreibende Reinräume.

Ein besonderer Vorteil des Stülpprinzips zum automatischen Feststoffaustrag ist, dass nicht nur dicke, sondern auch sehr dünne Filterkuchen sicher ausgeräumt werden. Der Feststoffaustrag erfolgt schnell, abhängig von der Maschinengröße innerhalb von ein bis zwei Minuten, und vollständig. Filtriert eine Substanz schwer, wird die Maschine mit sehr dünnen Kuchen, aber auch kurzen Taktzeiten von nur 10 bis 15 Minuten betrieben. Das Stülpprinzip erlaubt so einen maximalen Durchsatz bei optimaler Restfeuchte – auch für schwer filtrierende Produkte, die geschlossen abgetrennt werden müssen.

Die Stülpfilterzentrifuge der dritten Generation wurde im Hinblick auf eine dynamische Betriebsweise weiter verbessert: Die Antriebe sind so konzipiert, dass die Zentrifugentrommel in kürzestmöglicher Zeit auf die gewünschten Drehzahlen beschleunigt und gebremst werden kann, sodass Totzeiten minimiert sind. Um die Betriebsweise mit kurzen Taktzeiten noch wirtschaftlicher zu gestalten, wird die kinetische Energie der Trommel beim Bremsen jetzt in das Netz zurückgespeist.

Die notwendigen Schleuderzeiten zum Erreichen der gewünschten Restfeuchten verkürzen sich gegenüber den Vorgängermodellen durch die verdoppelte äquivalente Filterfläche der Fx. Die äquivalente Filterfläche, das Produkt aus maximal erreichbarer Zentrifugalbeschleunigung und Filterfläche (C-Wert x Filterfläche) ist ein charakteristisches Maß für die Durchsatzleistung einer Filterzentrifuge beliebiger Bauart. Die Trennleistung einer Filterzentrifuge wird dabei mit der Trennleistung eines drucklosen Filters im Erdschwerefeld verglichen, so dass beispielsweise die Trennleistung der Stülpfilterzentrifuge F2 einem statischen, drucklosen Filter mit einer Filterfläche von 1120 m2 entspricht. Die verdoppelte äquivalente Filterfläche der neuen Stülpfilterzentrifuge trägt – neben der bereits erwähnten Minimierung der Totzeiten – zu einer weiteren Kapazitätssteigerung bei gleich bleibender Baugröße bei.

Bei Produkten mit einem hohen Feinanteil <80 µm und geringer Durchlässigkeit, kann der Trommelinnenraum der Zentrifuge mit einem Gasdruck von bis zu 6 bar beaufschlagt werden, um die verfahrenstechnischen Vorteile der Zentrifugation mit den Möglichkeiten der Differenzdruckfiltration zu kombinieren. Die Stülpfilterzentrifugen werden dazu bereits seit mehr als 15 Jahren mit einem speziellen Füllrohr, dem PAC (Pressure Added Centrifugation)-System, ausgerüstet. In zahlreichen Anwendungen wurde nachgewiesen, dass die gasdrucküberlagerte Zentrifugation mithilfe des PAC-Systems bei der Abtrennung schwer filtrierender Produkte deutliche Produktivitätsvorteile bietet. Die Restfeuchte schwer filtrierender Produkte kann durch gasdrucküberlagerte Zentrifugation um 10 bis 20 % gesenkt werden. Dies reduziert nicht nur die Belegungszeit der nachfolgenden Trockner, sondern verbessert auch das Produkthandling, da das zentrifugenfeuchte Produkt deutlich körniger und rieselfähiger ausgetragen werden kann.

Das PAC-Füllrohr der Fx-Stülpfilterzentrifuge wurde komplett überarbeitet: In der Füllrohrwand sind bis zu acht Zugangsrohre untergebracht, die u. a. der Zuführung explosionsgeschützter Instrumente zur Prozessbeobachtung in den Trommel-innenraum dienen. Die neue Generation der Stülpfilterzentrifuge ist damit auf den fortschreitenden Trend einer ergebnisabhängigen Prozesssteuerung vorbereitet.

Die gasdrucküberlagerte Zentrifugation kann auch zum konvektiven Trocknen des Feststoffs auf Restfeuchten kleiner 1 % genutzt werden, indem erwärmter Stickstoff durch den zentrifugenfeuchten Filterkuchen geblasen wird. Die Zentrifugentrocknung findet ihren Einsatz vor allem dort, wo wertvolle oder toxische Produkte, oder sehr kleine Produktmengen ohne Feststofftransfer zwischen Filtrations- und Trocknungsapparat verarbeitet werden. Des Weiteren wird die Zentrifugentrocknung eingesetzt, wenn feuchte Filterkuchen beim Entleeren zum Ankleben an Gehäusen und Auffangbehältern neigen. Zusätzlich wurde das PAC-Füllrohr in seiner Komplexität reduziert und auch mit neuen Modulen zur CIP-Reinigung und Probenentnahme von Feststoffen aus der Trommel versehen.

cav 502

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Handbuch der mechanischen Fest-Flüssig-Trennung