Verfahrenstechnologie

-Widerstand Filtermittel, Viskosität der Suspension & Widerstand Filterkuchen

-Hydrostatischer Druck über Filtermittel

-Überdruck / Unterdruck auf einer Seite des Filtermittels

-Zentrifugalkraft

-Widerstand des Filtermittels

-Widerstand des Filterkuchens

-Viskosität der Suspensionsflüssigkeit

-Menge Filtrat und Filterkuchen (Leistung)

-Arbeitsweise (kontinuierlich, diskontinuierlich)

-Filtrationsdruck

-Waschoperation (Filterkuchen ausgewaschen werden?)

-Eigenschaften Suspension

z.B eine Suspension geht durch das Filtermittel, dass die Feststoffteilchen zurück hält und übrig bleibt das Filtrat

Beispiel das Fruchtfleisch aus dem Orangensaft entfernen.

Filtration= das trennen eines Flüssig-Fest Systems in seine Komponenten mit einem Flüssigkeitsdurchlässigen Filtermittel, das die Feststoffteilchen zurück hält.

Klärungsfiltration  -->  Brauerei, Weinkeller

Ultrafiltration        -->   Milchindustrie (Milchprotein)

Umkehrosmose    --> Teekonzentrat Gewinnung

Vakuumdrehfilter  -->  Hefeherstellung

Eifiltration              à (Eierschalen, Feder)

Staubfilter             

-Geringer Durchflusswiderstand

-Leichte Ablösung des Filterkuchens

-Rückspühlbarkeit

-Hohe beständigkeit

-Inert gegenüber LM

-Temperatur

-Quellvermögen

-Korrosivität

-Viskorsität

-Gewebe aus natürlichen Fasern à Baumwolle,Cellulose

-Gewebe aus synthetischen  Fasern                  --> Polypropylen

-Verfilzte Schichten aus natürlichen Fasern       -->  Papier, Karton

-Verfilzte Schichten aus Synthetischen Fasern   -->Polypropylen

-Sinterkörper aus                                                 --> Keramik, Graphit, Metall

Besteht aus Filterkerzen einzeln oder mehrere zusammen in einem druckfesten Gehäuse.

Flüssigkeit von aussen nach innen durch Filterkerzen gedrückt.

Kerzenfilter werden für Klärfiltration eingesetzt mit wenig Feststoffanteil.

Reinigung durch Rückspülung oder Ausbauen und reinigen.

Für Bierstabilisierung, Fruchtsaftgetränke, Eierschalen aus Vollei

Horizontale Filterzentrifuge, Vertikale Filterzentrifuge

Filtration im Zentrifugalfeld.

(rs)

Durch Rotation werden Teilchen durch Zentrifugalkraft beschleunigt und gegen das Filtermittel gedrückt

Zentrifugalkraft ist abhängig von der Masse m, der Entfernung des Drehpunkts   ( rs)  und der Drehzahl (n)

Filterzentrifugen werden niedrige Restfeuchtigkeiten erzielt.

Voraussetzung für die Filterzentrifuge ist ein gutdurchlässiger Filterkuchen mit geringem Kuchenwiderstand

Besteht aus einer drehbaren, in Zellen geteilten Doppelmantel-Trommel 1-5m Durchmesser.

Die gelochte Mantelfläche ist mit einem Filtertuch bespannt.

Die Trommel taucht ¼  in den Trog, der mit der zu trennenden Suspension gefüllt ist ein.

Auf der Filterfläche, die in die Suspension taucht wird Filtrat durch das Filtertuch angesaugt.

Es gelangt über Absaugrohre in Ausscheidegefässe.

Die Filtertrommel dreht sich langsam.

Fortlaufen taucht wider Filterfläche in die Trübe.

Während des eintauchens wächst der Filterkuchen.

 Nach dem der Filterkuchen aus der Trübe kommt  wird er durch die Saugluft entwässert.

Der Filterkuchen wird mit Waschflüssigkeit besprüht damit das im Filterkuchen bleibende Filtrat herausgewaschen wird.

Am Schluss wird der Filterkuchen entfeuchtet und wird abgeschält.

Für Hefegewinnung, Saftgewinnung, Extrakt Gewinnung

Schichtenfilter = Druckfilter

Platten und Rahmen oder Kammerplatten bilden Filterpaket zwischen einem festen und einem losen Deckel.

Zwischen den Elementen werden Filtertücher angeordnet.

In den Holräumen bildet sich der Filterkuchen, der beim öffnen des Filterpakets aus der Filterpresse fällt.

Filtrationsdruck max.15bar

Für Malzextrak, Bier, Fruchtsäfte, Wein

Gleicht der normalen Filtration am stärksten.

Es werden Membrane aus porösem Material eingesetzt.

Druckdifferenz  von 0,1-5bar.

Bei zu hohen Feststoffenteilen kann es bei der Mikrofiltration eine Verstopfung des Filtermittels geben.

Verhindern kann man eine Verstopfung durch eine hohe Durchflussrate und einer hohen Strömungsgeschwindigkeit.

Bei Pastmilch, Eindicken von Kondensmilch für spätere Sprühtrocknung

Bei Pastmilch, Eindicken von Kondensmilch für spätere Sprühtrocknung

Membranen für die Ultrafiltration lassen Wassermoleküle, kleine und mittelgrosse Salz-Ionen Moleküle

Zurückgehalten werden Makromoleküle und Kolloide.

Ultrafiltration ist ein Trennverfahren zur Konzentrierung und Reinigung von mittel bis hochmolekularen Stoffen, wie pflanzlichem Eiweiss und Milcheiweiss, Kohlenhydraten und Enzymen.

Anwendungsgebiete:

-Konzentrierung von Molke Proteinen

-Quark

-Reinigung von Fruchtsäften

-Herstellung von alkoholfreiem Bier

Bei der Nanofiltration durchdringen Wasser und Salz-Ionen die Membran

Zurückgehalten werden mittelgrosse Moleküle wie Zuckermoleküle und grössere Teilchen

Anwendung:

-Konzentrierung von Zuckerlösungen

-Aufbereitung von Säuren und Laugenbädern

-Gewinnung von hydrolisierten Proteinen

Osmose: 2 Wässrige Lösungen mit anderem Gehalt an gelöstem Stoff z.B Salze sind durch eine Membran getrennt. Die Membran ist durchlässig für die Moleküle des Wassers aber nicht für die Moleküle der Teilchen des gelösten Stoffes.

Wässrige Lösung mit gelösten Teilchen unter Druck setzen, der höher ist als der osmotische Druck werden Wassermoleküle durch die Membran in den angrenzenden Raum mit reinem Wasser gepresst.

Anwendung:

-Trinkwassergewinnung aus Meerwasser 

-Trinkwasser aus Seewasser

-Aufkonzentrieren vonTeekonzentrat und Fruchtsäften

Flotationswäscher eignet sich er Reinigung von Gemüse, Champignons, und weichem Obst.

Schmutzige Teilchen, die eine höhere Dichte haben als das Produkt sinken während des Waschforgangs ab und werden über einen Rechenschieber ausgetragen

Vertikale Schneckenentsteiner

Reinigung von Kartoffeln und anderen Gemüsesorten

2 Typen von Zentrifugen

-Trennen von Emulsionen z.B Milch und Rahm, Öl in Wasser

-Trennen von Suspensionen z.B Feststoffe aus  einer Flüssigkeit

Tellerzentrifuge Emulsionen (Milchsauftrennung, Blutplasmagewinnung)

Die Emulsion strömt in die Steigkanäle

Des Tellerpakets und verteilt sich in den Tellerzwischenräumen dort erfolgt unter gleichmässiger Strömung und unter Einwirkung der Zentrifugalkraft die Trennung.

Die leichte Flüssigkeit steigt nach oben und die schwerere strömt an der Aussenkante zum Auslauf

Tellerzentrifuge Suspension (Fruchtsäfte, Kaffeereinigung vor Trocknung)

Die Suspension strömt von oben zu und gelangt nach Umlenkung am Zentrifugenboden am äusseren Umfang in die Zwischenräume der rotierenden Teller. Durch die hohe Fliehkraft erfolgt die Trennung.

Schwere Partikel werden an die schräge Wand des Tellers gedrückt und rutschen nach aussen.

Das leichtere Zentrifugat wird an der Telleroberseite nach oben gedrückt.

Durch ein Rohr kann es abfliessen

Besteht aus  einer zylindrisch-konischen, horizontalen rotierenden Trommel in einem Gehäuse.

In der Trommel rotiert eine Förderschnecke.

Wegen der Zentrifugalkraft lagert sich der Feststoff an der Trommelwand ab und wird au der Flüssigkeitszone in die Trockenzone gefördert. à Feststoff wird so  entwässert und gelangt in den Austragsschacht.

Die Flüssigkeit strömt bis zum anderen Ende wobei sich noch feinste Stoffteile an der Trommelwand absetzen.

Die klare Flüssigkeit verlässt die Trommel durch ein Ablaufrohr.

Der Feststoff muss eine höhere Festigkeit aufweisen als die Flüssigkeit.

Einsetzbar bei: Bier, Weinzubereitung, Fruchtsäften

Abscheieden fein verteilter Feststoffteilchen-Staub  oder Rauch aus einem Gas

Rauchgas aus der Dampferzeugung

Abluft aus Mahlanlagen

Druckluft/Steuerluft

Eine gerechte Gasqualität zu erhalten

2 Möglichkeiten:

Trockenentstaubung :

Wird nach Abscheidung  unterschieden in:

-Fliehkraftabscheidung (in Zyklonen)                          

-Filtrationsabscheidung (in Staubfiltern)

-Elektroabscheidung (in Elektrofiltern)

-Nachverbrenner von Rauchgas (in Rauchkammern)

Nassentstaubung: Werden Wäscher verwendet

Hydrozyklon: Abscheidung von Stoffen aus Flüssigkeiten   

Aerozyklon:  Abscheidung von Stoffen aus Luftgemischen

Zur Trennung von Staub-Luftgemischen. Die Feststoffteilchen werden durch die Fliehkraft an die Wandung  des Behälters geschleudert und dort durch Reibung abgebremst sie fallen runter und werden entfernt. Die entstaubte Luft verlässt den Zyklon durch ein Rohr nach oben.

Dem Entstauber werden 2 Gastströme zugeführt.

1. Rohgas tritt in Entstaubungsraum

2. Reinluft  wird durch Drüsen geblasen und die Umfangsgschwindigkeit  zu erhöhen.

3. Der Staub bewegt sich im Primärwirbel nach unten

4. Das entstaubte Gas strömt im Sekundärwirbel nach oben

Zur Abtrennung von feinstaub, wenn der Feinstaub nicht benetzbar ist oder nicht benetzt werden darf.

Prinzip ist das selbe, wie Druck oder Kuchenfiltration

Reinigung von Filtermitteln durch:

-Austausch des Filtermittels

-Schütteln der Filterelemente  mit Vibratoren oder Rückblasen durch eingebaute Drüsen

homogene oder heterogene, feste oder flüssige Zwischenphase die den einzelnen Komponenten des Stoffgemisches in unterschiedlichen Widerstand versetzt.

2 Lösungen

1 höher konzentriert

1  nidriger konzentriert

Die beiden Lösungen versuchen sich auszugleichen

Deshalb will das Wasser mit der niedrigeren Konzentration sich mit der Lösung von der höheren Konzentration so ausgleichen, dass es auf beiden Seiten gleich konzentriert ist.

Deshalb steigt das Wasser auf der Seite mit der Lösung die höher konzentriert ist durch den Osmotischen Druck an

Wässrige Lösung mit gelösten Teilchen unter Druck setzen, der höher ist als der osmotische Druck werden Wassermoleküle durch die Membran in den angrenzenden Raum mit reinem Wasser gepresst

-Trinkwassergewinnung aus Meerwasser 

-Trinkwasser aus Seewasser

-Aufkonzentrieren vonTeekonzentrat und Fruchtsäften

Schlauchförmige Membranen die in gelochten Stützrohren eingezogen sind.

Die zu trennende Flüssigkeit strömt unter Druck entlang der Mebranrohre.

Bestandteile der Lösung, deren Teilchen die Membran nicht durchdringen können heissen Retentat (Zurückgebliebenes)

Bestandteile der Lösung, deren Teilchen die Membran durchdringen heissen Permeat  (Durchgedrungenes)

Druckdifferenz

Konzentrationsdiferenz

Elektrische Potentialdifferenz

Ultrafiltration von ölhaltigem Wasser