Die essenzielle Aminosäure L-Threonin muss bei Mensch und Tier durch die Nahrung zugeführt werden. Ein Mangel kann u. a. zu Entwicklungs- und Wachstumsstörungen sowie Schwächung des Immunsystems führen.
Industriell hergestelltes L-Threonin wird in der Humanmedizin bei Verdauungsstörungen, Mangelerscheinungen, organisch bedingter Unterversorgung sowie parenteraler Ernährung eingesetzt.
Pressfilterautomaten sorgten für Probleme
Ein amerikanische Nahrungsergänzungsmittelhersteller nutzte zur Abtrennung der L-Threonin-Kristalle aus der wässrigen Mutterlauge bisher Horizontal-Pressfilterautomaten im Batchbetrieb.
Die Verwendung dieser Filter machte jedoch Schwierigkeiten: Geringe Zuverlässigkeit mit kurzen Wartungsintervallen, hoher Ersatzteilaufwand insbesondere beim Filtertuch sowie zeitintensive manuelle Reinigungen führten zu Verzögerungen bei der Produktion.
Produktverluste durch Kornbruch
Zudem wurde der Filterkuchen unter hohem Druck ausgepresst, was bei den empfindlichen Kristallen zu vermehrtem Kornbruch und somit Produktverlust führte. Durch die alle sechs bis acht Wochen notwendige mehrtägige Wartungsphase musste darüber hinaus ein weiterer Filter zur Verfügung stehen, um bei Stillstand des ersten einzuspringen.
Der Hersteller benötigte also ein modernes und effizienteres Filtersystem, welches sich zudem gut in die bestehende Produktion einfügt. Die Eckdaten waren gesetzt: Filtration von 2500 kg L-Threonin-Kristallen pro Stunde, bei einer Reinheit von über 98,5 %, einer Restfeuchte von unter 20 % und einem Frischwasserbedarf von unter 0,12 l pro Liter Suspension. Mit einer entsprechenden Anfrage wandte sich das Unternehmen an BHS-Sonthofen.
Umfangreiche Labortests
Um die optimale Lösung für die Filtrationsaufgabe zu finden, entschied sich Garrett Bergquist, Projektingenieur der Filtrationstechnik bei BHS-Sonthofen in Charlotte/NC (USA), für eine Reihe von Laborversuchen mit unterschiedlichen Filtertypen und Parametern: „Wir haben Vakuum- und Druckversuche sowie ein- und mehrstufige Wäschen mit und ohne Zwischenentfeuchtung bei unterschiedlichsten Waschmittelverhältnissen und Kuchenstärken durchgeführt. Um die effizienteste Verfahrensweise zu eruieren sind solche umfangreichen Labortests essenziell.“
Mehrwöchige Dauertests unter produktionsnahen Bedingungen
Erst im nächsten Schritt werden mit den potentiell am besten geeigneten Ansätzen mehrwöchige Dauertests durchgeführt. Diese sind wichtig, um langfristig unter produktionsnahen Bedingungen auftauchende Problematiken erkennen zu können – wie beispielsweise den Zustand des Filtertuches.
„Als Favoriten ermittelten wir zwei Lösungen: Druckdrehfilter mit einstufiger Gegenstromwäsche und Zwischenentfeuchtung sowie Bandfilter mit zweistufiger Gegenstromwäsche und Zwischenentfeuchtung“, resümiert Bergquist die Dauertests. „Beide Filtersysteme sind für die Aufgabe gut geeignet – insbesondere der sanfte Umgang mit dem Feststoff prädestinieren sowohl Band- als auch Druckdrehfilter für empfindliche Produkte wie Nahrungsmittelzusatzstoffe.“
Nun galt es, den speziellen Anwendungsfall und alle peripheren Betriebsparameter genau unter die Lupe zu nehmen, um dem Kunden die optimale Empfehlung zu geben.
Druckdrehfilter machten das Rennen
Die Entscheidung fiel auf den Druckdrehfilter – auch wenn der Bandfilter mit minimal besserer Reinheit und geringfügig niedrigerem Wasserverbrauch punkten konnte und in diesem Anwendungsgebiet weltweit erfolgreich von BHS eingesetzt wird.
„Auch wenn die Kennzahlen im Bereich Produktqualität und Ressourceneffizienz für den Bandfilter sprechen, ist in diesem Fall der Druckdrehfilter die bessere Wahl“, so Bergquist. „Mit ihm lässt sich eine geringere Restfeuchte erzielen, was wichtig für den nachfolgenden Prozessschritt im Trockner ist.“ Mit einer Restfeuchte von bis zu 25 Prozent beim Einsatz des Bandfilters wäre der momentan verbaute Trockner überfordert.
Druckdrehfilter verringert Restfeuchte
Der Druckdrehfilter vermindert dagegen die Restfeuchte auf weniger als 19 %. So konnte beim Einbau des neuen Filters die restliche Anlage des Kunden problemlos weiterverwendet werden – ganz im Sinne des Retro-fit-Gedankens.
Der neue Filter, ein BHS Druckdrehfilter vom Typ RPF A 12 mit einer Filterfläche von 2,88 m2, ersetzt zwei Pressfilterautomaten mit jeweils ca. 6 m2 Filterfläche. Nicht nur am Platz konnte so gespart werden: Der Wartungsaufwand reduzierte sich auf rund ein Zehntel der ursprünglichen Dauer.
Hohe Maschinenverfügbarkeit
Mit einer Maschinenverfügbarkeit von über 96 % hat der Kunde so einen spürbaren Effizienzsprung in der L-Threonin-Filtration gemacht, ohne die komplette Prozesskette anpassen bzw. umrüsten zu müssen.
