Hoher Flüssigkeitsdurchsatz bei ausgeprägter Schmutzspeicherkapazität und langen Standzeiten waren die Ansprüche, die an die Entwicklung des MegaFlow-Systems gestellt wurden. Das Konzept basiert auf einer oder mehreren speziellen Kerzen, die in einem äußerst stabilen Druckbehälter untergebracht sind.
Chris Faulder, Jan Hermans
Kurzfristige Steigerungen der Produktionskapazität führen bei herkömmlichen Systemen zu hohen Differenzdrücken am Kerzenfiltergehäuse. Damit besteht zum einen die Gefahr eines Partikeldurchbruchs, zum anderen wird die Lebensdauer der Kerzen beeinträchtigt. Das MegaFlow-System bietet hier eine wirtschaftliche Alternative zu herkömmlichen Wickelkerzen, plissierten, spun-bonden und anderen Tiefenfilterelementen. Weitere Vorteile sind die kontinuierliche Filtration, die Prozessunterbrechungen auf ein Minimum begrenzt, und reduzierte Abfallentsorgungskosten durch den Einsatz von kernlosen Filterelementen.
Multi-Cartridge-Filtersystem
Die Druckbehälter des MegaFlow-Systems sind in einer Vielzahl von Ausführungen erhältlich. Das Spektrum reicht von Durchsätzen von 57 m³/h bis über 1000 m³/h. Als Materialien kommen Stahl, Edelstahl in verschiedenen Qualitäten oder auch PVC oder Polypropylen zur Anwendung. Die Behälter entsprechen den Anforderungen der neuen PED-Druckrichtlinien.
Abbildung 1 zeigt ein Mehrfach-Filterelementgehäuse. Ein Auslaufen der Flüssigkeit beim Öffnen des Behälters wird durch eine spezielle Vorrichtung verhindert.
Die wichtigsten Vorzüge gegenüber herkömmlichen Filtergehäusen sind:
• Die horizontale Montage vereinfacht den Austausch.
• Der schwer ausgeführte perforierte interne Stützkern ist permanent fixiert und auf 10 bar Differenzdruck ausgelegt. Hierdurch unterstützt er die Filterkerze ohne Anwesenheit loser Teile (wie z. B. Federn).
• Ein interner O-Ring sorgt für die sichere Abdichtung der Filterkerzen.
• Um die Kerzen vor Beschädigungen aufgrund hoher Flüssigkeitsgeschwindigkeiten zu schützen, befindet sich der Einlassanschluss unterhalb der Einbauhöhe der Kerze.
Ausführungsvarianten der Filterkerzen
Für die Filterkerzen stehen Materialien aus thermisch gebundenem Polypropylen (gemäß der betreffenden FDA-Richtlinie) oder mit phenolharzgebundener Zellulose zur Verfügung. Diese Ausführung verhindert Undichtigkeiten – ein Problem, das bei Wickelkerzen häufig zu erwarten ist. Varianten mit Filtermedium aus Mikro-Glasfaser sind ebenfalls erhältlich.
MegaFlow-Kerzen sind kernlose plissierte Filterkerzen mit einem Durchmesser von 150 mm. Die Durchsatzleistung entspricht in etwa der Leistung von zehn 63,5 mm x 1016 mm-Standard-Wickelkerzen. Der Hersteller bietet die Filterkerzen in zwei Varianten an, als MegaFlow Plus(MegaFlow absolut)- oder als MegaFlow nominal-Ausführung.
Die Spezifikation von MegaFlow Plus-Filterkerzen (Abb. 2) folgt der Industrienorm zur Filtrationswirksamkeit, wobei als Definition der Absolutwert angegeben wird und 99,98% (Beta 5000) der Feststoffpartikel entfernt werden. Verfügbar sind Filterfeinheiten zwischen 1 m und 70 m. Die Ausführungen (wahlweise in thermisch gebundenem Polypropylen und phenolharzgebundener Zellulose) eignen sich sowohl für den Einsatz in wässrigen als auch in nicht-wässrigen Flüssigkeiten und decken ein breites Spektrum hinsichtlich chemischer und Temperaturbeständigkeit ab.
Die Polypropylen-Konstruktion arbeitet mit Polypropylen-Filtermedium und besitzt glasfasergefüllte Propylen-Endanschlüsse. Verwendet werden ausschließlich Materialien mit FDA-Zulassung. Phenolharzgebundene Zellulose-Filterkerzen empfehlen sich für Anwendungen mit hoher Rückhalterate. In beiden Ausführungen sind die Materialien mittels Fasern gebunden. Dies bewirkt eine äußerst stabile Konstruktion ohne Faserabgabe oder Partikeldurchlass.
Das MegaFlow nominal-System entspricht dem zuvor beschriebenen System MegaFlow Plus; die Partikeltrennrate jedoch bemisst sich nominal. Die Effizienz beträgt zwar nur 90% der gegebenen Filterfeinheit, was jedoch für zahlreiche Prozesse und Polieranwendungen ausreicht. Die Rückhalteraten sind 0,5, 1,5 und 10 m. Material und Konstruktion sind identisch zum MegaFlow Plus-System; allerdings sind Gehäuse und Endanschlüsse zur besseren Unterscheidbarkeit blau eingefärbt.
Beide Varianten eignen sich vorzüglich zur Abtrennung von Feststoffspuren aus großen Flüssigkeitsmengen – eine akkurate Abtrennung der Partikel und eine gute Integrität der Filtration sind jederzeit gewährleistet.
Einsatzbeispiele
MegaFlow-Filterkerzen werden beispielsweis als Vorfilter zur Wasserreinigung in Umkehrosmose-Anlagen eingesetzt. Sie dienen dort zum Schutz der Membranen. Dieses Einsatzbeispiel verdeutlicht die Vorteile des Systems:
• Aufgrund der hohen Durchströmung im Filterelement sind weniger Filter je Volumen Flüssigkeit erforderlich. Kleinere Filterbehälter und schneller Austausch führen zu einer bedeutenden Kostenersparnis.
• Geringer Druckverlust und sicherer Ablauf durch Konzept mit großem Durchmesser.
• Die kernlosen Elemente tragen zur Verminderung von Entsorgungskosten bei.
• Der eingebaute Handgriff ermöglicht einen schnellen und sicherer Austausch der Filterkerzen.
• Die große plissierte Filterfläche gewährleistet einen niedrigen Druckverlust und eine ausgesprochen lange Lebensdauer.
Ein anderes Einsatzbeispiel, das den Kostenvorteil der MegaFlow-Filterkerzen belegt, ist die Filtration von Öl in der Lebensmittelindustrie (Tabelle).
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