Mit doppelseitiger Filterfläche

Rudolf Geiss, Dipl.-Ing. Fred Bardenheuer

Die ständige Forderung nach Gewinnoptimierung sowie wachsende ökologische Zwänge verlangen in der Fest-Flüssig-Trennung energiesparende und wirtschaftliche Filtrations- und Kuchenwaschprozesse mit optimaler Rohstoffnutzung und darüber hinaus kostengünstiger und umweltgerechter Abfallentsorgung. Höhere Produktausbeute und Produktqualität in Verbindung mit kleinerer Partikelgröße und Korngrößenverteilung, aber auch die Gegenwart filtrationshemmender Stoffe stellen erhöhte Anforderungen an die Prozesse.

DS-Filter sind moderne, hochleistungsfähige Pressfilterautomaten mit doppelseitiger Filterfläche. Sie eignen sich daher zur Filtration und Kuchenwäsche schwer filtrierbarer und anspruchsvoller Produkte und Prozesse. Alle Maschinenfunktionen und Prozessschritte laufen programmgesteuert vollautomatisch über täglich 24 Stunden ohne zusätzlich erforderliches Bedienpersonal ab.

Wesentliche Anlagenbestandteile des DS-Systems sind:

• ein geschlossenes Filterpressengestell mit integriertem Filterpaket aus horizontal übereinander angeordneten PP-Membranplatten und Flüssigkeitsführung sowie

• das Endlosfilterband mit Antriebs-, Führungs- und Reinigungsvorrichtungen, inklusive CIP-Außenreinigung.

Beide Filterflächen der Filterkammern sind als Membranen ausgebildet und erlauben auch bei sehr dünnen Filterkuchen hohe Filtrations- und Membranpressdrücke bis 16 bar. Immer die gleiche Seite des Endlosfilterbandes bleibt Produkt- bzw. Filtratseite. Dies verhindert ein Verschleppen von Kuchenrückständen auf die Filtratseite. Die PP-Filterplatten können sich unter Temperatureinfluss ungehindert ausdehnen.

Die Zu- und Abführung der Suspension, Filtrat, Waschflüssigkeit, Blasluft und Pressmedium zwischen jeder einzelnen Filterkammer und den Standrohren erfolgt über flexible Schlauchanschlüsse. Alle Antriebe und Sensoren sowie die gesamte Verrohrung, Pumpen, Armaturen, Mess- und Regelgeräte und elektrische Ausrüstung sind außerhalb der Anlagenverkleidung gut zugänglich angeordnet.

Die DS-Filter arbeiten diskontinuierlich mit einem Endlosfilterband als Filtermedium, das beim Kuchenaustrag taktweise verfährt und dabei gleichzeitig mit Hochdruck abgedüst wird. Der Prozessablauf lässt sich wie folgt zusammenfassen. Im ersten Prozessschritt wird das Filterpaket geschlossen, mit der notwendigen Schließkraft dicht verpresst und anschließend werden alle Filterkammern während der druckgeregelten Filtration über Zeit oder vorgegebener Menge mit Suspension gefüllt. Dabei baut sich in jeder Filterkammer am oberen und unteren Tuch eine gleichmäßig ausgebildete Filterkuchenschicht zur Kuchenmitte hin auf. Durch Kuchenwaschen wird das restliche noch gewinnbare Mutterfiltrat in den Filterkuchen ausgewaschen.

Beim Nachpressen der Filterkuchen mit Membrane werden innerhalb kurzer Zeit trockene Filterkuchen erzeugt und das restliche Mutter- oder Waschfiltrat gewonnen. Zusätzliches Luftblasen bringt bei gasdurchlässigen Kuchen eine bemerkbar höhere Kuchentrockensubstanz und zusätzliches Restfiltrat.

Alle Filterkuchen werden gleichzeitig und rückstandsfrei innerhalb weniger Sekunden auf einer Seite abgeworfen, gleichzeitig wird das Endlosfilterband auf beiden Seiten abgespritzt. Danach startet automatisch der nächste Filtrationszyklus.

Zu den Vorteilen des DS-Filtersystem gehören:

• eine hohe spezifische Filterleistung,

• effiziente Kuchenwäsche mit maximaler Filtrat- und Wirkstoffausbeute sowie

• die schnelle Erzeugung des trockenen Filterkuchen.

Diese beruht in Verbindung mit kurzen Prozess- und unproduktiven Nebenzeiten im Wesentlichen auf der gleichmäßigen Kuchenbildung in allen Filterkammern mit durchgängig konstanter Dicke und Porosität. Der Kuchenauswaschgrad bleibt über das ganze System konstant.

Durch Kombination von Spalt- und Eckkanalwäsche reduzieren sich die Waschzeiten und der spezifische Waschflüssigkeitsbedarf. Bei der bevorzugt zur Verdrängungswäsche eingesetzten Spaltwäsche durchströmt die Waschflüssigkeit mit niedrigem Druck in Filtrationsrichtung die beiden unverpressten, offenporigen Kuchenhälften. Bei der Eckkanalwäsche hingegen durchströmt die Waschflüssigkeit den gesamten Filterkuchen quer in eine Richtung und erfährt dabei eine längere Verweilzeit. Je nach Produkteigenschaft bleiben die Filterkuchen bei der Spaltwäsche mit der Membrane konstant vorgepresst. Die Eckkanal- und Spaltwäsche sind auch mehrstufig und in Kaskade möglich.

Die modular aufgebauten Anlagen in abgestuften Filtergrößen von 1,8 bis 160 m² Filterfläche mit verschiedenen Kammertiefen und Erweiterungsmöglichkeiten erlauben eine flexible Anpassung an unterschiedlichste Produkte und Prozesse. Die Filteranlagen werden standardmäßig komplett aus Edelstahl gefertigt.

Durch die vollkommen geschlossene Anlagenverkleidung treten keine Emissionen nach außen, und die gesamte Filteranlage ist für die CIP-Reinigung geeignet. Für hygienisch anspruchsvolle Produktanwendungen und Gefahrenprodukte sind die Anlagen in GMP-Ausführung mit gasdichter Verkleidung und Ex-Schutz verfügbar.

Für die Ausschleusung, Zerkleinerung und den Weitertransport der Filterkuchen sind verschiedene Vorrichtungen mit direkter Anbindung an die Anlagenverkleidung und CIP-Reinigung verfügbar. Produktwechsel bei Mehrstoffbetrieb ist durch verschiedene Wahlprogramme – bei Bedarf mit automatischer CIP-Reinigung – schnell und einfach möglich. Der Austausch des Endlosfilterbandes dauert nur wenige Minuten.

Halle 5.0, Stand B30-C33

E cav 203

cav Herr Bardenheuer, wie wird sich die Verfahrenstechnik im kommenden Jahrzehnt weiterentwickeln?

Bardenheuer Ich kann hier nur einige Trends herausgreifen und möchte mich dabei auf erste Ergebnisse aus einer von der Fachgemeinschaft Verfahrenstechnische Maschinen und Apparate in Auftrag gegebenen internationalen Studie über „Zukunftsfragen der Verfahrenstechnik“ berufen. Die wichtigsten technologischen Trends lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Die Simulationstechnologien werden eine neue Dimension der Anlagenplanung ermöglichen. Experten erwarten dadurch Verbesserungen der Produktivität um bis zu 30% bis zum Jahr 2010.

• Die Automatisierung im Bereich der Prozess- und Anlagensteuerung wird weiter ausgefeilt werden. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Kontroll- und Wartungssysteme. Hier ist auch die Ferndiagnose über Modem mehr und mehr gefragt.

• Bei komplexen Komponenten und Systemen wird die modulare Bauweise zunehmen, um gleichzeitig maßgeschneiderte Problemlösungen liefern zu können.

• Die Mikrotechnik wird Einfluss auf die verfahrenstechnische Industrie nehmen. Sogenannte Mini-Plants erhalten höhere Bedeutung für das Engineering. Die Miniaturisierung von Komponenten wird von Experten allgemein als wichtiger Trend angesehen, wohl in erster Linie für Anwendungen in der Molekularbiologie und im Pharmabereich.

• Ein Stück Zukunft wird im klugen Kombinieren von guter, bezahlbarer Technik und um das Produkt herumlaufender Dienstleistungen liegen.

• Die Bioverfahrenstechnik wird ihren Marktanteil weiter erhöhen, d. h. Bereiche wie die Oberflächenbehandlung oder die sterile Produktion werden eine hohe Bedeutung erlangen.

• Die Verfahrenstechnik wird zukünftig vor allem Impulse aus der Elektrochemie, der Weltraumtechnik und Supraleitertechnik erhalten.

cav Wie stellt sich die Firma Hoesch auf diese Trends ein?

Bardenheuer Als wichtige Voraussetzung haben wir im Unternehmen engagierte, teamfähige und entscheidungsbereite Mitarbeiter. Wir können dem Kunden nicht nur Maschinen liefern, sondern wollen ihm ein strategischer Partner sein, der seine Prozesse versteht und ihm ganzheitliche Lösungen mit kurzen ROI-Zeiten (3 bis 4 Jahre) bietet. Dazu gehört natürlich auch die permanente Entwicklung neuer Lösungen. Weiterhin sind wir in der Lage, flexible, individuelle Einzellösungen aus einem großen Know-how-Baukasten (modulare Anlagensysteme) zu generieren. Darüber hinaus ist es unser Ziel, die Kundennähe durch zeitgemäßes Marketing und einen ausgereiften After-Sales-Service zu verbessern.

cav Die Firma Eberhard Hoesch und Söhne wurde im letzten Herbst von der finnischen Outokumpu-Gruppe übernommen. Wie positioniert sich Ihr Unternehmen in diesem neuen Verbund?

Bardenheuer Der Outokumpu-Konzern hat Hoesch erworben, um das Unternehmen weiterzuentwicklen und sich im Filtrationsmarkt in der ersten Reihe zu positionieren. Hoesch soll zukünftig sozusagen der Filtrationsmittelpunkt des Konzerns sein. Wir werden dazu unsere Aktivitäten in den angestammten Märkten Chemie, Food und Pharma konsequent mit neuen Produkten, auch regional, weiter ausbauen. Ergänzend stärkt Outokumpu neue Hoesch-Aktivitäten in der Mining- und Mineral-Industrie durch ihr weltweites Vertriebs- und Servicenetz und bietet uns dadurch interessante Wachstumschancen.