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MAVAG AG

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MAVAG AG

MAVAG AG ist Hersteller des im praktischen Einsatz mehr als5000fach bewährten FUNDA®-Filters. Die Leistungen desUnternehmens umfassen das Engineering von FUNDA®-Filtern undkompletten Filtrationsanlagen sowie den Support mit Ersatzteilenund Fachwissen.

Eine komplette Projektdokumentation erlaubt, die ausgeliefertenSysteme über Jahrzehnte mit Ersatzteilen zu versorgen.

Kompetente Ingenieure, die sich in der Verfahrenstechnik derFiltration spezialisiert haben, unterstützen die Kunden bei derDefinition und Auslegung der Apparate und optimieren zusammenmit den Kunden die komplexen Prozessschritte, welche den Filter zueinem effizienten Element in einem Produktionsablauf werden las-sen. Mit FUNDA®-Filter-Versuchsanlagen können im eigenen Laboroder im Feldversuch bei den Kunden, welche für die Definition eineroptimalen Konfiguration benötigten Leistungsparameter evaluiertwerden.

Bei der Montage und der Inbetriebnahme der FUNDA®-Filter-systeme bieten Ingenieure der MAVAG umfassende Unterstützung.Während der gesamten Lebensdauer von FUNDA®-Filtern, die invielen Fällen mehr als dreissig Jahre beträgt, steht professionellerSupport zur Verfügung.

Das FUNDA®-Filtersystem kann bis zur vollständigen Automati-sierung ausgebaut werden. Der FUNDA®-Filter ist geeignet für eineprozessintegrierte, effiziente Filtration, gegebenenfalls auch mitNachbehandlungsstufen, im geschlossenen System.

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Inhalt:

FUNDA® Filter Bauform Seite 4Vorteile des FUNDA® Filters Seite 5Der Aufbau des FUNDA® Filters Seiten 6-7Das Filterelement Seite 8Die Antriebseinheit Seite 9Die Abdichtungen Seite 10Der FUNDA® Filter als Prozessor Seite 11Die Füllung des Filters Seite 12Die Homogenisierung Seite 13Die Rezirkulation Seite 14Das Filtermedium Seite 15Die Vorfiltration Seite 16Die Filtrationsarten Seite 17Die Einspeisung in den Filter Seite 18Kuchenfiltration Seite 19Sedimentation Seite 20Der Druck Seite 21Der Abfluss in die Hohlwelle Seite 22FUNDA® Restvolumenfiltration Seite 23Filter entleeren Seite 24Wirtschaftliche Extraktion Seite 25Die Kuchentrocknung Seite 26Der optimale Trocknungsgrad Seite 27Trockener Kuchenaustrag Seite 28Die Slurry-Austragung Seite 29Die Gewebereinigung Seite 30Die Filtersteuerung Seite 31Kompakt Anlagen Seite 32

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Der Filter Typ Rist der ideale Apparat, um trockenen Filterkuchen auszutragen.Daher ist er die Anlage der Wahl, wenn die Produkte selbst alsFeststoffe anfallen oder die Verunreinigungen in ztockener Formentsorgt werden müssen. Durch das Anbringen eines Slurry-zylinders ist dieser Typ alternativ auch für Slurryaustrag brauch-bar.

Der Filter Typ Awird dort eingesetzt, wo nur Slurryaustrag in Frage kommt. Erdient deshalb vorallem als Klär- bzw. Reinigungsanlage bei derAufbereitung flüssiger Produkte und wenn die abgetrennten fest-en Verunreinigungen als Slurry entsorgt oder weiter verfarbeitetwerden können.

FUNDA® Filter Bauformen

Rückstand

Klarfiltrat

unfiltriertesMedium

unfiltriertesMedium

RückstandKlarfiltrat

FUNDA®-Filter Typ R FUNDA®-Filter Typ A

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Vorteile des FUNDA® Filters

Merkmale Vorteile Nutzen

Konstruktion Geschlossenes System Ausschaltung von Gefahren bei giftigen oder explosiven Medien

Gleichmässiger Kuchenaufbau Sterile Prozesse sind möglich

Vollautomatischer Kuchen- Keine Produktverlusteaustrag durch Rotation

Horizontale, konische Vollständige Entleerung Keine Flüssigkeitsrückstände, welche Buckelplatte von Flüssigkeit die Kuchentrocknung erschweren

Restvolumenfiltration Kein Filtratverlustbzw. Kuchenwaschung und sauberer, rückstandfreier KuchenExtraktion im Kaskadenver-fahren Keine Durchmischung der Medien

bei nachfolgender Waschung

Platten sind selbsttragend Minimaler Bedarf an Wasch-benötigen keine Randabstützung flüssigkeit oder Lösungsmitteldie den Kuchenaustrag behindert.

Obenantrieb Hauptlagerung kann mit Verhindert BetriebsstörungenMedium nicht in Kontakt aufgrund von Korrosion derkommen Hauptlagerung

Ermöglicht konischen Eliminiert zusätzliche Ein-Kesselboden für Trocken- richtungen für die Förderungaustrag trockener Filterkuchen

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1 FilterantriebDer Filterantrieb, hydrostatisch oder elektrisch, ist über eine elas-tische Kupplung mit der Filterwelle verbunden, der hydrostatischedirekt, der elektrische über ein Zahnrad-Reduziergetriebe beivertikaler, über eine Keilriemenreduktion bei horizontaler Anord-nung, wobei das Drehmoment vom Elektromotor auf die Reduk-tion durch eine hydraulische Anlaufkupplung übertragen wird.

2 Obere LagerungEin Radialpendellager nimmt einen Teil der Radialkräfte bei derRotation, ein darunterliegendes Axiallager das ganze Gewichtdes Filterpaketes auf. Die obere Lagerung ist von der oberenAbdichtung getrennt angeordnet und kann im Falle einer Un-dichtheit vom Medium nicht erreicht werden.

3 Obere AbdichtungDie Dichtfläche der oberen Abdichtung befindet sich auf einer kor-rosionsbeständigen Lagerhülse, in der das Filterpaket aufgehängtist. Als Dichtungsvarianten stehen Lippendichtungen oder Stopf-büchsen, mit oder ohne Spülung, Gleitringdichtungen und eine

Der Aufbau des FUNDA®-Filters

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hydraulische Balgabdichtung zur Verfügung. Die Balgabdichtungist während der Filtration geschlossen, während der Rotationgeöffnet.

4 FilterplatteDie auf der Hohlwelle mit Distanzringen und Dichtungen zu einemFilterpaket aufgeschichteten Filterplatten sind mittels der obenlie-genden Spannvorrichtung gegen das Auflager unter der unterstenPlatte dicht verspannt, wobei die oberste Platte eine nicht filtrie-rende Strömungsschutzplatte ist. Das Schnittbild zeigt die Anord-nung der einzelnen Elemente wie Gewebe, Stützgitter, Spannringaussen, Buckelplatte, Durchlaufring, Dichtungen und Distanz-ringe. Durch die leicht konische Form der Platte ist die vollständi-ge Entleerung von Flüssigkeit gesichert.

5 Untere Lagerun und AbdichtungBeim R-Filter ist die rotierende Lagerung und Abdichtung mit derFilterwelle verbunden, während der Führungszapfen fest auf demLagerstern im Filterkessel montiert ist. Diese Anordnung kannauch für den A-Filter geliefert werden. Bei der für den A-Filtergezeigten Anordnung ist der rotierende Führungszapfen mit derFilterwelle verbunden, während die Abdichtung von unten fest amFilterkessel montiert ist. Die untere Lagerung besteht aus einerLagerbüchse aus Materialien wie Teflon, Ferobestos usw. mit beid-seitiger Lippendichtung. Bei der R-Ausführung ist unterhalb derLagerung die sog. Teflonstrumpfdichtung, die höchste Filtrat-reinheit garantiert.

6 Der Filterkessel/-druckbehälterIm Filterdeckel befindet sich die vor allem für die Restvolumen-filtration notwendige Verteilerplatte. Beim R-Filter mit konischemUnterteil ist der Klarfiltratstutzen mit dem Lagerstern horizontal inden Konus eingeschweisst; beim A-Filter mit Klöpperboden ist ermit vertikalem Ausgang am unteren Dichtungsgehäuse befestigt.

Der Filterkessel wird auch mit Heiz- oder Kühlmantel geliefert; fürdie Aufstellung sind Pratzen oder Beine vorgesehen.

Die Druckbehälter werden nach den jeweiligen Abnahmevor-schriften wie TÜV, ASME, B.S., ANCC, Stoomwezen, Service desmines/APAVE usw. gebaut.

Die Materialien reichen, je nach Korrosionsbeanspruchung, vonHII über rostfreie Stähle bis Hastelloy und Titan; auch gummierteAusführungen sind lieferbar.

Der konstruktive Aufbau des FUNDA® -

Filters kann in 5 Baugruppen aufgeteilterklärt werden:1. Das im Druckkessel hängende Filter-

paket2. Obere Hauptlagerung mit Abdich-

tung gegen Atmosphäre3. Unteres Spurlager und die Abdich-

tung zwischen Trüb- und Klarraum4. Druckkessel mit Trennflansch5. Antriebseinheit

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Das Filterelement

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Das Filterelement in Form einer run-den, leicht nach oben konischenPlatte, an der oberen Seite mit einemGewebe bespannt, ist das wichtigsteBauteil im FUNDA®-Filter.

Warum die konische Form so bedeut-sam ist, wird später noch eingehenderläutert.

Das Filterelement ist der Träger für das sogenannte “Filter-medium”, gebildet durch Feststoffphase und/oder durch einFilterhilfsmittel.

In diesem Filtermedium findet die eigentliche Separation statt. Jenach Filtermedium ergibt sich eine rein mechanische Trennungoder aber eine zusätzliche Absorption, wenn es sich umAktivkohle oder dergleichen handelt. Alle wichtigen Vorgängespielen sich auf oder um das Filterelement mit dieser Filterschichtab.

Gegenüber anderen Filtersystemen geschieht das Austragen die-ses Mediums automatisch mittels Zentrifugalkraft ohne jeglichenmanuellen Eingriff.

Die Konizität der Platte ist so gering, dass eine Austragung nichtbehindert wird. Die theoretisch wirksame Komponente in derFiltrationsrichtung ist verschwindend klein. Eine derartigeKomponente käme erst dann in Frage, wenn die Neigung wesent-lich grösser wäre.

Welle

Distanzring

Hohlwelle

Führungslager

Überströmplatte

Filterplatte

Spannring

Filterplatte

Gewebe

DichtungsbandDichtungsschnur

Stützgewebe feinStützgewebe grob

DichtungsbandDichtungsschnur

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Die Antriebseinheit

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Als Standardausführung besteht die Antriebseinheit aus einemaxial angeordneten Getriebe mit aufgebautem, frequenzgesteu-ertem Elektromotor. Über die Frequenzsteuerung kann dieRotationsgeschwindigkeit eingestellt werden.

In speziell niedrigen Räumen kann als Variante ein seitlicherAntrieb über Keilriemen und hydraulischer Anlaufkupplung ein-gesetzt werden. Hierbei ist das Beschleunigen des Filterpaketesüber die hydraulische Anlaufkupplung fest eingestellt.

Zur Bedienung mehrerer Filter oder in ex-geschützten Anlagenempfiehlt sich der Einsatz eines hydraulischen Antriebes, wobeinur eine Druckeinheit benötigt wird, Diese kann ausserhalb derEx-Zone zur Aufstellung kommen.

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Die Abdichtungen

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Wie aus den Abbildungen ersichtlich ist, kann die Art derAbdichtungen den jeweiligen Prozesserfordernissen angepasstwerden.

Beim Verarbeiten von ätzenden oder toxischen Produkten oderfür erhöhte Ansprüche werden drucküberlagerte Gleitring-dichtungen eingesetzt, um vollständigen Umgebungs- undProduktschutz zu gewährleisten.

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Im nachfolgenden werden die Prozessschritte des FUNDA®-Filtersaufgezeigt. Weit über die einfache Filtration hinaus sind eineganze Reihe weiterer Prozessschritte wie das Waschen undTrocknen des Filterkuchens möglich.

Eine besondere Spezialität sind die leicht nach innen geneigtenFilterplatten, durch welche das Filtrat vollständig abgeführt wer-den kann. Diese Restvolumenfiltration duch die gesamteFilterfläche bietet als einziger nur der FUNDA®-Filter. Dank hori-zontal angeordneten übereinanderliegenden Filterplatten bleibtder Rückstand beim Entleeren unbeschädigt auf den Platten lie-gen. Somit kann dieser, wenn notwendig, weiter behandelt wer-den. Im FUNDA®-Filter können eine Vielfalt von Prozessschrittenautomatisch und im geschlossenen System durchgeführt werden.

Der FUNDA®-Filter als Prozessor

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Die Füllung des Filters

Ein für den FUNDA®-Prozess typischesVerfahrensschema soll nun genau analy-siert werden.

Die folgenden Bilder zeigen den Ablaufder für die Filtration notwendigen odermöglichen Prozessphasen. Jeder diskon-tinuierliche Ablauf beginnt mit der Fül-lung des Apparates.

Je nach Prozess wird bei einer Anschwemmfiltration mitKlarfiltrat oder klarem Hilfsmedium sowie bei Direktfiltrationenmit Trübsuspension aufgefüllt.

Der Filter wird mittels einer Pumpe gefüllt, und die sich im Filterbefindende Gasphase über den Sammelstutzen und dieEntlüftungsleitung zurück in das Vorlagegefäss geführt. Wennder Filter voll ist, fliesst das Produkt über die Entlüftung zurückzum Vorlagegefäss. Es entsteht eine Zirkulation Vorlagegefäss –Filter – Vorlagegefäss.

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Die Homogenisierung

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Nach der Füllphase gilt es, die Fest-und Flüssigphase einwandfrei zu homo-genisieren.

Eine gleichmässige Feststoffverteilungim Filter und Hilfsgefäss ist die Grund-lage für den folgenden Prozessablauf.

Eine Zirkulation zurück ins Vorlagegefäss ist nötig, um einehomogene Verteilung des zu filtrierenden Feststoffes in derganzen Flüssigkeit zu erhalten. Dauer dieser Homogenisation, jenach Situation, 5 - 15 Minuten.

Um eine einwandfreie Homogenisation zu erreichen, gilt alsGrundregel, dass das Kesselvolumen zirka 1 bis 11/2 Malumgewälzt werden muss.

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Die Rezirkulation

Die Rezirkulation in das Hilfsgefäss –unter eventueller Zugabe von Filterhilfs-mitteln – bedingt eine sorgfältige Über-wachung hinsichtlich des Gegen-druckes und des ∆p-Verlaufes, geht esdoch darum, auf allen Platten einegleichmässige Filterschicht aufzubauen.

In vielen Filtrationen wird eine Anschwemmung auf einemTrägergewebe aufgebracht, um die gewünschte Filterwirkungund einen Schutz der Gewebe zu erhalten. Vom An-schwemmtank wird die Anschwemmsuspension mittels einerPumpe in den Filter gefördert. Ein konstanter Überlauf vomSammelstutzen im Filterdeckel zurück in den Anschwemmtankverhindert Sedimentation des Feststoffes. Das Filtrat fliesst durchdie Filterplatten in die Hohlwelle und von dort zurück zumAnschwemmtank. Die Zeitdauer der Anschwemmung ist je nachApplikation verschieden, im Normalfall aber ca. 20 Minuten.

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Das Filtermedium

Nun beginnt man die Feststoffphase des zu filtrierendenProduktes oder des Anschwemmediums selektiv auf das Gewebeaufzubauen.

Das Gewebe, zusammen mit der Feststoffschicht, bildet nun dassogenannte “Filtermedium.”

Diese Voranschwemmung hat mit einer relativ hohen Fliessge-schwindigkeit zu erfolgen.Die Faustregel: ca. 2000 l/m2/h, h ± 1000 l,

je nach Sedimentationsgeschwindigkeit der Festphase.

Diese Sedimentationsgeschwindigkeit ist von vielen Faktorenabhängig, einmal vom spezifischen Gewicht des Feststoffes, zumanderen von der Viskosität und/oder der Oberflächenspannungder Flüssigkeit.

Beim Einsatz von Filterhilfsmitteln ist eine Zugabe von etwa 1kg/m2 notwendig um eine Schichtdicke von ca. 3-4 mm aufzu-bauen. Die üblichen Filterhilfsmittel haben ein Schüttgewicht vonetwa 250 - 300 g/l, was einem Volumen von 3 - 4 l/kg ent-spricht. 1 l/m2 ergibt eine Schichtdicke von 1 mm.

Die Wahl der richtigen Gewebe richtetsich nach der Granulometrie desFeststoffes. Der grobkörnige Anteilmuss ausreichen, um eine erste Schichtzu bilden. Es ist wichtig zu wissen, dassdie Filtrationsschärfe primär durch einerichtige Anschwemmung oder Vorfiltra-tion erreicht wird. Die einzigeBedingung an den Filter ist natürlichabsolute Dichtheit aller Dichtungen.

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Die Vorfiltration

Eine Vorfiltration ist nur dann notwen-dig, wenn zwischen Anschwemmungund Filtration die Flüssigphase ausge-tauscht wird, oder wenn an das Filtrathöchste Ansprüche gestellt werden.

Wiederum richtige Wahl von Gewebe und Filterhilfsmittel vor-ausgesetzt, soll diese Phase nicht länger als 2 bis 3 min. dauern.

Diese Zwischenphase muss primär als “Testschritt” angesehenwerden, wobei die Klarheit des Filtrates als Kriterium dienenkann.

Diese Zwischenphase wird oft auch dann eingesetzt, wenn imGesamtprozess, in welchem der Filter eingesetzt ist, Unterbrüchedurch mangelnde Produktzufuhr oder zu geringe Abnahme ent-stehen. Damit kann der Betrieb aufrecht erhalten werden, ohneden Filtrationsprozess völlig zu unterbrechen.

Das ∆p in dieser Phase ist weitgehend ein Indikator für dieQualität und die Höhe der Filterschicht.

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Die Filtrationsarten

Die Filtration, bezw. Trennphase, spielt im

Gesamtverfahren die Hauptrolle.

Generell unterscheidet man zwischen zwei

Filtrationsverfahren:

1. die sogenannte “Kuchenfiltration”,wobei das Kuchenvolumen dieZyklusdauer begrenzt

und

2. die sogenannte “Flächenfiltration”mit relativ undurchlässigem Kuchen,wobei der max. Druck die Zyklus-dauer bestimmt.

Diese beiden Kriterien ziehen wir als Grundlage für dieBerechnung der aktiven Fläche eines Filters hinzu.

Bei der “Kuchenfiltration” lässt sich das Ganze meist rechnerischermitteln, sofern man das Volumen des anfallenden Feststoffeskennt. Das Raumangebot für den Kuchen im Filter ist abhängigvon der Fläche und dem Abstand zwischen den einzelnenFilterelementen. Die Masseinheit ist der Liter.

Völlig anders verhält es sich bei der sogenannten “Flächen-filtration.”Die “spezifische Filtrationsleistung”, mit der Masseinheit l/m2/hkann praktisch rechnerisch nicht ermittelt werden, dazu sindErfahrung und Versuche notwendig. Hier ist besonders daraufzu achten, dass das “Muster” repräsantiv ist. Eventuelle Al-terungen oder Veränderungen in der Granulometrie können einVersuchsergebnis vollkommen verfälschen.– Der Druck und Differenzdruck-Verlauf während der Filtera-

tionsphase charakterisiert die Filtrationsart. An diesemVerlauf lassen sich praktisch alle Kriterien herauslesen. Auchwährend der Filtration ist es sehr wichtig, dass am Ausgangdes Filters der kleine vorgeschriebene Überdruck herrscht.

– Vakuum, erzeugt durch eine Pumpe oder durch extrem langeSinkleitungen, muss absolut vermieden werden. Bei zu lan-gen Sinkleitungen ist ein Vakuumbrecher einzubauen.

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Die Einspeisung in den Filter

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Die Filtration bei geringen spezifischenLeistungen kann in einem vertikalenFilterkessel problematisch werden.

Welche Gegenmassnahmen können insolchen Fällen getroffen werden?

Um nun auch bei geringen spezifischen Filterleistungen denTransport der Feststoffphase auf die obersten Platten garantierenzu können, muss die Steiggeschwindigkeit auch im oberen Teildes Filters grösser als die Sedimentationsgeschwindigkeit derFestphase sein.

Um diese Steiggeschwindigkeit vergrössern zu können, ist eineRückführung, ein sogenannter “overflow” in den Trübtank not-wendig. Dies muss natürlich bei der Berechnung der Filterpumpeberücksichtigt werden.

Die Einspeisung in den Filter muss um den Betrag höher sein,welcher über den “overflow” entweichen kann.

OverflowRückführung

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Kuchenfiltration

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Die Filtration im relativ undurchlässigenKuchen, d.h. bei geringen spezifischenLeistungen, lässt sich durch Zugabe vonFilterhilfsmitteln optimieren.

Das Filterhilfsmittel hält den Kuchenporös, wodurch die Standzeit wesent-lich verlängert wird.

In welcher Quantität soll dosiert werden?

In der Regel wird so viel Filterhilfsmittel zudosiert, wie Feststoff-menge ausfiltriert werden muss. Um diese Dosierung optimierenzu können, sind natürlich wiederum Versuche notwendig, wobeider Druckverlauf Anhaltspunkte gibt.

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Sedimentation

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Der Strömungsverlauf beim Horizontal-plattenfilter zeigt, dass die Sedimenta-tionsgeschwindigkeit des Feststoffes inder Flüssigphase eine wichtige Rollespielt.

Nur bei genügend hohen Filter-leistungen wird der Transport der Fest-stoffpartikel auch auf die obersten Plat-ten garantiert. Die jeweils benötigtenFilterleistungen können berechnet wer-den.

Eine absolute Forderung an ein Filtersystem ist die 100 % gefüll-te Filterwelle.

Nur dadurch besteht die Garantie, dass über sämtliche Filterele-mente die gleiche Druckdifferenz herrscht. Der Druck amAusgang des Filters muss grösser sein, als die Kesselhöhe, mul-tipliziert mit dem spezifischen Gewicht der zu filtrierenden Flüs-sigkeit.

Dies kann erreicht werden entweder durch Drosselung am Aus-gang oder durch entsprechendes Verlegen der Rohrleitungen,indem eine kommunizierende Röhre entsteht.

Steigt in dieser Phase das ∆p bei jedem weiterenFiltrationsprozess stetig an, kann mit Sicherheit angenommenwerden, dass die Gewebe sich zunehmend verschmutzen, wasnatürlich sofort behoben werden muss, will man nicht Schadenam Filter anrichten.

Trübzulauf

Überlauf

Klarfiltrat

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Der Druck

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Während des gesamten Filtrations-prozesses kennzeichnet der ∆p-Verlaufdie einzelnen Phasen.

Die Funktion des Filters lässt sich mittelsder registrierten Kurve analysieren.

Eventuelle Schäden oder Unstim-migkeiten sind dadurch leicht feststell-bar.

Diese mehr oder weniger typische Aufzeichnung des Druckesoder Differenzdruckes über den gesamten Filterprozess, gibtAufschluss über den Prozess und den Zustand des Filters. Sokönnen zum Beispiel während der Anschwemmphase Gewebe-verstopfungen entdeckt werden.

Bei einem Vollautomat kann sogar das Überschreiten einesbestimmten Druckes “Alarm” auslösen.

In der Vorfiltrationsphase lässt sich die Qualität der An-schwemmschicht bestimmen. Die eigentliche Filtrationskurvezeigt, ob es sich um einen linearen oder exponentiellen Verlaufhandelt. Am Verlauf dieser Kurve lässt sich auch die optimaleFiltrationsdauer bestimmen.

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Der Abfluss in die Hohlwelle

Um eine vollständige Entleerung garan-tieren zu können, spielt die geometri-sche Form des Filterelementes einegrosse Rolle.

Nicht nur die Konizität sondern auchdie in die Platten eingeprägten“Buckel”, welche als Stützen der Ge-webe dienen, erlauben den freien Ab-fluss in die Hohlwelle.

Die Entleerung darf nicht mit zu hoher Geschwindigkeit erfol-gen, was sich nicht durch Reduzierung des Druckgases, sonderndurch Dosierung der Druckgasmenge regulieren lässt.

– Nur durch Dosierung der Menge lassen sich Luftdurchbrüchedurch den Kuchen vermeiden.

– Nach jeder Entleerung soll der Raum unter den Platten und inder Hohlwelle vollkommen frei sein von Flüssigkeit.

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FUNDA® Restvolumenfiltration

Soll das Totvolumen als Klarfiltrat zur Verfügung stehen, kommtdas patentierte “FUNDA®-Restvolumenfiltrationsverfahren” zurAnwendung. Auch hier ist die Konizität des Filterelementes vongrösster Bedeutung.

Bei dieser Phase geht es darum, auf jeder einzelnen Platte einensogenannten “Flüssigkeits-See” zu bilden.

– Die Druckfiltration – ähnlich einer Nutschenfiltration - ist nurdann möglich, wenn der Kuchen ständig benetzt bleibt. DieZufuhr des Vorfiltrates erfolgt von oben in Kaskadenform. DieFilterpumpe hat nun eine völlig neue Aufgabe. Sie erzeugtnicht mehr den Filterdruck sondern nur noch den Transportder Flüssigkeit vom Konus nach oben. Wie bereits erwähnt,stammt nun der notwendige Filterdruck von einer dosiertenGaszufuhr.

Das Restvolumenverfahren steht und fällt mit der genauen Ein-stellung des Verhältnisses: Umwälzmenge zu Gasmenge. Beirichtiger Einstellung ist eine Filtration bis “zum letzten Tropfen”möglich.

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Filter entleeren

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Nach erfolgter Filtration muss dasTotvolumen aus dem Filter entfernt wer-den, um die Regeneration einleiten zukönnen.

Je nach Verfahren genügt es, die unfilt-rierte Suspension in den Trübtank zu-rückzuführen.

– Dieser einfache Prozessschritt solltrotzdem mit besonderer Sorgfaltausgeführt werden.

Alle folgenden Prozessschritte sind von diesem simplen Schrittabhängig, geht es doch im wesentlichen darum, denFilterkuchen möglichst unbeschädigt auf den Filterplatten zukonservieren. Besonders wichtig ist, dass die Entleerung klar-undtrübseitig zu erfolgen hat.

Es müssen also beide Ventile geöffnet sein, damit der Kuchen aufdie Filterelemente angepresst wird.

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Dampf

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Wirtschaftliche Extraktion

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Bei den meisten Horizontalplattenfilternist das Verhältnis “Totvolumen-Filter-fläche” ungünstig.

Daher haben wir ein Verfahren ent-wickelt, um Kuchenextraktionen trotz-dem mit kleinsten Mengen an Wasch-medium durchführen zu können.

Auch für die Kuchenextraktion greifen wir auf das zuvorbeschriebene Restvolumenfiltrationsverfahren zurück.

Normalerweise ist für eine Kreislaufwaschung mindestens einKesselvolumen + ca. 30% notwendig, damit ein geschlossenerKreislauf entstehen kann.

Mittels Restvolumenfiltration ist die Extraktion mit lediglich einerkleinen Teilmenge möglich, was natürlich die Wirtschaftlichkeitsehr verbessert. Auch Umweltbelastungen können dadurch ver-mieden werden.

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Die Kuchentrocknung

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Nach einer Kuchenextraktion folgt dieKuchentrocknung. Grundsätzlich unter-scheidet man zwischen zwei verschie-denen Trocknungsarten:1. Die rein dynamische Trocknung mit-

tels Druckgas,2. Die thermodynamische Trocknung

mittels Dampf.

Besonders in der Trocknungsphase ist eswichtig, dass keine Restfeuchtigkeitunter den Geweben liegen bleibt, daherwiederum die “konische” Plattenform.

Wie bereits mehrfach erwähnt, ist eine einwandfreie Entleerungvor jeder Trocknung eine wichtige Vorbedingung.

Ebenso kann für viele Trocknungsprozesse eine vorgängigeExtraktion nötig werden, da bekanntlich thixotrope Kuchen sehrschwierig zu trocknen sind.

Bei der rein dynamischen Trocknung (“Ausblasen”) ist eine rela-tiv hohe spezifische Durchflussleistung notwendig. Um imKuchen noch einigermassen eine Geschwindigkeit wirksam wer-den zu lassen, muss pro m2 etwa 40 bis 50 Nm3/h zugeführtwerden.

Bei der Dampftrocknung kommen noch weitere Effekte dazu. Sospielt vor allem die Kalorienzufuhr zur Verdampfung derRestflüssigkeit eine wichtige Rolle.

Waschlösung800-1500 l/m2/h

Gastrocknung 50 Nm3/m2/hDampftrocknung 30 kg/m2/h

t (Temp.) Eingang

p (Druck)

AusgangP (∆p)t (∆t)

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Der optimale Trocknungsgrad

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Die Trocknung muss aus ökonomischen Gründen von optimalerDauer sein, weil diese Phase relativ grosse Energiekosten verur-sacht.

Wie kann der optimale Trocknungsgrad erkannt werden?1. Bei der Gastrocknung über das ∆p2. Bei der Dampftrocknung über das ∆t.

Dauert eine Trocknung länger als ca. 30 min., muss angenom-men werden, dass Durchbrüche stattgefunden haben. Eine wei-tere Trocknung hat dann wenig Sinn. Darüber gibt der Kurven-verlauf des Druckes sehr guten Aufschluss.

Bei der Gastrocknung ist die Expansion des Druckgases nachdem Filter von grösster Bedeutung. Dies muss bei der Wahl undAnordnung der Rohrleitungen genau berücksichtigt werden.Entsteht im Abfluss ein Stau, ist die Trocknung in Frage gestellt.

Bei der Dampftrocknung kann die Trocknungseffizienz wesent-lich erhöht werden, wenn der Filter zwischendurch mehrmalsunter Vakuum gesetzt wird, was natürlich die Verdampfungs-temperatur wesentlich reduziert. Das Entspannen nach jederTrocknungsphase soll immer primär über die Klarlaufseite underst nachträglich über die Trübseite erfolgen. Ebenso ist daraufzu achten, dass eine Sumpfentleerung stattfindet.

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Trockener Kuchenaustrag

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Die Austragung des Filterkuchens introckener Form ist in vielen Fällen undaus verschiedenen Gründen eine wich-tige Forderung an ein Filtersystem.

Da die Austragung ohne manuellenEingriff im geschlossenen System mög-lich ist, sind beim FUNDA® -Filter dieAnforderungen an die Arbeitshygieneerfüllt.

Alle vorangegangenen Phasen verliefen bezüglich Filterme-chanik rein statisch. Erst jetzt wird das Filterpaket in Bewegunggesetzt und zwar in drucklosen Kesseln.

Der Hydroantrieb als “Hilfsaggregat” weist für diesen Vorgangalle notwendigen technischen Vorteile auf.

Bei Klärfiltrationen stellt reine Trockenaustragung bezüglichDeponie des Trockenrückstandes und Verlust an darin verblei-bendem Flüssigprodukt eine optimale Lösung dar.

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Die Slurry-Austragung

Die Slurry-Austragung als Variante kommt bei Klärfiltrationendann zur Anwendung, wenn der Rückstand pumpfähig seinmuss.

Die Verdünnung der Suspension ist auf zwei Arten möglich:1. durch Rückspülungoder2. durch Benetzung von oben, in Form einer Kaskade,

Erlaubt die Gewebeart keine Rückspülung, bleibt nur dieVerdünnung durch Zufuhr der Verdünnungsflüssigkeit inKaskadenform von oben.

Wird jedoch die Rückspülung angewandt, gilt es, ganz bestimm-te Gesetze zu berücksichtigen.

Vor allem dürfen verstopfte Gewebe nie rückgespült werden,sondern müssen zuvor in Filtrationsrichtung gereinigt werden.Dann soll mit möglichst geringem und genau kontrolliertemDruck rückgespült werden, wobei 4 - 6 mWS nicht überschrittenwerden sollen. Dies lässt sich ideal mit einem Hochtank machen.Pumpen sollen für diesen Zweck nicht eingesetzt werden. DerHochtank hat zudem den Vorteil, dass er als Speicher wirkenkann, da man ja in relativ kurzer Zeit, d.h. in 2 - 3 Minuten eingesamtes Kesselvolumen zur Verfügung haben muss.

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Die Gewebereinigung

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Die Möglichkeit einer präventiven Ge-webereinigung im geschlossenen Sys-tem sollte in keinem Projekt fehlen!

Die periodische Reinigung schütztIhren Filter vor Beschädigungen undmacht sich in jedem Fall bezahlt!

Wie kann diese Waschung einfachund billig durchgeführt werden?

Auch für diesen Prozess greifen wir wiederum auf das bereitsbekannte “Restvolumenfiltrationsprinzip” zurück.

Der vollkommen entladene Filter wird partiell mit einer Wasch-flüssigkeit gefüllt. Dieses Waschmedium wird nun umgepumpt,dazu wird das Paket alternierend rotiert.

Dadurch erhält man eine Wechselwirkung in Filtrationsrichtungdurch Gasdruck, entgegen der Filtrationsrichtung durchZentrifugalkraft.

Diese Waschung soll periodisch, je nach Gewebezustand,durchgeführt werden. Eine weitere gute Möglichkeit derGewebereinigung kann auch das Durchblasen mit Dampf inFiltrationsrichtung oder entgegen der Filtrationsrichtung sein.Dem Dampf können – über einen Injektor – Chemikalien zuge-geben werden, wobei natürlich zu beachten ist, dass dieKonstruktionsmaterialien des Filters nicht angegriffen werden.

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Die Filtrationsprozesse können mit Industrie-Steuerungen auto-matisiert werden oder in Prozessleitsystemen integriert werden.Über dieses Thema können Sie weiteres Informationsmaterialerhalten bei:

MAVAG AG, Kleiner Letten 9, CH-Neunkirch/SwitzerlandPhone: ++41 52 687 02 02Fax: ++41 52 687 02 20E-Mail: [email protected]: www.mavag.com

Die Filtersteuerungen

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Kompakt Anlagen

Neben einzenen Filtern baut MAVAG auch komplette Anlagenmit Pumpen, Leitungen, Ventilen, Armaturen, Messgeräten,Steuerungen, etc.

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MAVAG AGKleiner Letten 9CH-Neunkirch/SwitzerlandPhone: ++41 52 687 02 02Fax: ++41 52 687 02 20E-Mail: [email protected]: www.mavag.com 06-21001

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