Die effektivste Methode der Flüssigkeitsfiltration ist der Einsatz einer Filterpresse, d.h. das zu filternde Material gibt die Flüssigkeit durch die physikalische Wirkung der Presse ab. Das Herzstück der Filterpresse ist die Filterplatte, von deren Qualität der Erfolg des gesamten Prozesses abhängt. Mal sehen, was Sie darüber Wissen müssen!

Die Konstruktion von Filterpressen ist recht einfach: Die Filterplatten bilden eine geschlossene Kammer, deren Aufgabe es ist, die Feststoffe in der Flüssigkeit aufzufangen. Die Filterplatte, bei dem es sich um Papier, Filz oder auch ein einfaches Stück Stoff handeln kann, wird am Rahmen der Filterplatte, d. h. an der Filterscheibe, befestigt. In die Filterschichten sind Drainageelemente eingearbeitet, die das Filtermaterial stützen und den Abtransport des Filtrats unterstützen.

Was sollte die Grundlage für die Auswahl einer Filterplatte sein?

Bei der Auswahl einer Filterplatte ist Vorsicht empfehlt. Die folgenden Kriterien sollten bei Ihrer Entscheidung berücksichtigt werden:

• Chemische Beständigkeit,
• Differenzdruckwiderstand,
• Unterstützung des Filtergewebes,
• Entwässerungsleistung,
• Behandlung, Pflege.

Arten von schmalen Platten

Die Dicke der Filterplatten sollte je nach den Gegebenheiten gewählt werden: Im Alggemeinen benutzen von 400mm x 400mm bis 2000mm x 2000mm, die Filterplattenstärke reicht von 15mm bis 50mm.

Die Filterpressen mit Membranfilterplatten ermöglichen es, den Filterkuchen mechanisch zurückzudrücken, so dass mehr Flüssigkeit ausgepresst werden kann, um den Trockenstoffgehalt zu erhöhen. Filterplatten sind sowohl mit eingebauten festen Membranen als auch mit austauschbaren Membranen erhältlich. Filterplatten sind auch in tropf- und gasdichter Ausführung erhältlich.

Die Filterplatten sind daher je nach Zweck, zu filterndem Material usw. vollständig anpassbar.

Kammerfilterplatte vs. Membran-filterplatte

Die beiden wichtigsten Technologien für Filterpressen sind Kammer- und Membranlösungen. Die verwendete Technologie bestimmt, welches Filterelement erforderlich ist.

Kammerfilterplatten

Kammerfilterplatten bestehen aus einer einzigen Komponente und sind daher kostengünstiger. Sie halten Filtrationsdrücken von bis zu 50 bar stand und sind temperaturbeständig. Durch die verstärkten Kanten sind sie besonders stabil. Die Filterfläche selbst besteht aus einer Kolbenstruktur, die das Filtertuch trägt. Dies garantiert eine hohe Filtrationsleistung.

Die Membranfilterplatten

Es gibt mehrere Arten von Filterplatten, die in Membranfiltern verwendet werden. Die einfachen geschweißten Membranplatten werden für eine homogene Kammerfüllung und Filtration mit Standardparametern verwendet. Es gibt auch Versionen, die im leeren Zustand oder bei niedrigem Füllstand verwendet werden können, ohne dass die Membrane durch die Kompression beschädigt wird. Es gibt auch austauschbare und korrosionsbeständige Membranplatten.

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Die Aufgabe der industriellen Flüssigkeitsfiltration besteht darin, Flüssigkeiten von Feststoffen zu trennen. In diesem Blogbeitrag werden wir uns ansehen, was die Elemente des Filtrationsprozesses sind und welche Flüssigkeitsfiltrationsverfahren es gibt.

Filtrationsverfahren

Bei der Filtration wird die Flüssigkeit von den Feststoffen getrennt. Dies geschieht, indem die Filterflüssigkeit durch das Filtermedium geleitet wird, das die Feststoffe zurückhält. Die gefilterte Flüssigkeit ist das Filtrat, und während des Prozesses entsteht ein Druckunterschied, der als Filterwiderstand bezeichnet wird. Die Feststoffe werden daher im Filtermedium zurückgehalten und bilden das Filterbett.

Grundsätzlich werden zwei Arten von Flüssigkeitsfiltrationsverfahren unterschieden: die statische Filtration und die dynamische Filtration. Bei der statischen Filtration wird ein Druckunterschied zwischen den Medien erzeugt, der eine Trennung ermöglicht. Zu beachten ist, dass je nach Bauart der Filtrationsanlage zwischen Oberflächen-, Schicht-, Raum- und Tiefenfiltration unterschieden werden muss. Die andere Variante ist die dynamische Filtration, d.h. die Membranfiltration, die eine Querstromfiltration ermöglicht, d.h. das Filtrat wird senkrecht zur Strömungsrichtung absorbiert.

Elemente des Filterungsprozesses

Der Filterungsprozess ist recht komplex. Der erste Schritt ist die Materialbeschickung, bei der das zu filternde Material in die Filtermaschine gegeben wird. Dies geschieht in der Regel durch eine Pumpe, aber in einigen Fällen wird auch die Schwerkraft genutzt.

Die nächste Stufe ist die Vorkompression, die bei den meisten Filtrationsverfahren vernachlässigbar ist. Auch das Waschen ist nicht immer obligatorisch.

In der Nachverdichtungsphase wird Luft oder Wasser unter hohem Druck in die Membranfolien eingeblasen, wodurch sich die Membranfolie ausdehnt und den angesammelten Schlamm verdichtet. Bei der Nachverdichtung liegt die Obergrenze im Durchschnitt bei 16 bar, so dass ein trockenerer Schlamm erzeugt werden kann. Dieser Schritt ist nur bei Maschinen wichtig, die eine Membranklappe haben.

Während des Abblasens wird Hochdruckluft durch das Beschickungsrohr in den geschlossenen Güllebehälter eingeleitet, die das restliche Filtrat entfernt und zur Trocknung des Güllebehälters beiträgt. Beim Flockenaustrag werden die Schlammflocken schließlich aus der Filtermaschine entfernt und die Flocken werden bewegt.

Anwendungen der Flüssigkeitsfiltration

In der industriellen Fertigung werden am häufigsten Schmiermittel, Öle und Kühlmittel gefiltert. Neben der verarbeitenden Industrie sind die Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie wichtige Abnehmer von Filtrationsanlagen. In ihrem Fall ist das zu filternde Material in der Regel eine Prozessflüssigkeit.

Aber die Anwendung von Filtrationstechnologien ist noch nicht alles. Sie werden in der Netzwasserfiltration, bei der Filtration von Seen, Flüssen und Brunnenwasser, in Heizungsanlagen und bei der Filtration von Wasser aus Wärmetauschern eingesetzt. In einem industriellen Umfeld werden Flüssigkeitsfiltrationsverfahren zur Filterung von offenem und geschlossenem Kühlwasser eingesetzt. In Kraftwerken werden sie eingesetzt, um Feststoffe aus dem Kondensatwasser zu entfernen, während sie in der Landwirtschaft zum Filtern von Thermal- und Bewässerungswasser verwendet werden.

Die Wahl des richtigen Flüssigkeitsfilters

Bei der Auswahl des richtigen Flüssigkeitsfilters müssen Ausbeute, Temperatur, Druck, Viskosität, Partikelgröße und Volumen der zu filternden Flüssigkeit berücksichtigt werden.

Die Partikelgröße ist ein Schlüsselfaktor bei der Filterauswahl. Von Mikrofiltration spricht man, wenn die Partikelgröße zwischen 1-0,1µm liegt, wie z.B. bei Bakterien. Die Ultrafiltration mit einer Größe von 0,1-0,001 µm wird zum Herausfiltern von Viren und in der Abwasseraufbereitung eingesetzt. Wir sprechen von Nanofiltration, wenn die Partikelgröße 10-1 nm beträgt, und von Umkehrosmose unterhalb von 1 nm, zum Beispiel zur Leitfähigkeitsreduzierung und Entsalzung.

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Die Kammerfilterpresse bietet die Möglichkeit, Schlämme und verschiedene Materialien mit Leichtigkeit zu filtern und zu entwässern. Es kann mit großer Effizienz in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt werden, z. B. im Bergbau, bei der Schlammbehandlung, in bestimmten Bereichen der chemischen Industrie, in der Landwirtschaft und in der Lebensmittelindustrie. Wir haben für Sie zusammengetragen, wie eine Filterpresse funktioniert und welche Arten es gibt!

Wozu dient eine Kammerfilterpresse?

Eine Kammerfilterpresse hat die Aufgabe, flüssige und feste Phasen zu trennen. Ein Filtertuch ist ein Stapel von Filtertüchern, die je nach ihrer Durchlässigkeit den Durchgang von Ton der richtigen Partikelgröße und kleiner ermöglichen, der dann als Filtrat ausgetragen wird. Größere Körner passieren den Filter nicht, sondern verbleiben in der Kammer und bilden den so genannten Schlammschlamm.

Welche Arten gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Filterpressen, die nach unterschiedlichen Parametern definiert sind. Beispiele sind die Art und Anzahl der Filterplatten, das Kammervolumen, die Filterfläche, der Druck und das Volumen der Füllpumpe, der Druck des Hydraulikzylinders und die Größe.

Schauen wir uns an, welches die häufigsten Typen sind!

Seiteneinspeisung

Für die Schlammfiltration empfiehlt sich der Einsatz einer Seitenplattenfilterpresse mit geringerem Feststoffgehalt. Sie sind sowohl in automatischer als auch in manueller Ausführung erhältlich und können in das Wasseraufbereitungssystem integriert werden. Die Basis-Filterpresse kann um Funktionen wie hydroelektrisches und manuelles Schließen des Filterkissens, Entwässerung des Membranschlamms, automatisches Rühren des Kissens und Waschen des Filtertuchs erweitert werden.

Obere Bogenführung

Es gibt auch Top-Sheet-Systeme, die auch bei deutlich höherer Belastung wirksam arbeiten. Ein großer Vorteil dieser Versionen ist der einfache Zugang zu den beweglichen Klingen, was die Reinigung des Filtertuchs und den Wechsel des Filtertuchs erleichtert. Letzteres bedeutet auch, dass bei einem Austausch nicht die gesamte Pressplatte ausgebaut werden muss und man sich nicht um eine Ersatzplatte kümmern muss. Insgesamt erfordern diese Anlagen weniger Arbeitskräfte und die Ausfallzeiten für die Wartung werden erheblich reduziert.

In welchen Bereichen werden sie eingesetzt?

Filterpressen haben eine breite Palette von Anwendungen. Sie spielen eine wichtige Rolle im Bergbau, in Sandfabriken, in der Keramikindustrie, bei der Behandlung von Industrieabwässern und -schlämmen, in Kläranlagen, bei der Behandlung von festen Abfällen und Biomasse.

Sie werden auch in der Landwirtschaft, in der pharmazeutischen und kosmetischen Industrie, in der Tierverarbeitung und in der Getränkeindustrie eingesetzt.

Wie funktioniert das?

Eine Filterpresse ist eine komplexe Maschine, die aus mehreren Komponenten besteht. Das zu filternde Material wird durch die Schlammeinläufe in die Pressplatten geleitet, die sich in der Regel auf den Plattentragstäben befinden. Die Platten dienen zur Bildung der gerippten Oberflächenkammern, die die Filtertücher tragen. Die Kanten der Platten sind glatt, so dass zwischen ihnen eine Dichtfläche entsteht.

Die eigentliche Filtration erfolgt über die Filtertücher und die aufgeschobenen Flocken. Das Restwasser, das Sickerwasser, kann über ein Rohr oder einen Kanal abgeleitet werden.

Es ist wichtig, dass das Filtertuch während des Gebrauchs verschmutzt und Flocken bildet, die von Zeit zu Zeit entfernt werden müssen, um den effizienten Betrieb der Anlage aufrechtzuerhalten.

Vorteile der modernen Filterpressen

Die Filterpressen des 21. Jahrhunderts basieren auf moderner Technologie und entsprechen den Anforderungen der Digitalisierung und des IIOT (Industrial Internet of Things). Dank der Präzisionslösungen ist die Kapazität der Anlage sehr hoch und verschiedene Prozessparameter, wie z.B. der Füllstand der Presse, können leicht optimiert werden. Störungen werden sofort erkannt, so dass z.B. plötzliche Druckschwankungen oder Veränderungen in der Qualität des Filtrats gleichzeitig erkannt werden können.

Insgesamt macht die moderne Technologie den Prozess viel vorhersehbarer und zuverlässiger, mit weniger Fehlern, Produktionsausfällen und -verlusten. Die Filterpressen können aus der Ferne gesteuert werden, und nicht zuletzt ist weniger Personal erforderlich.

Das Makrofilt-Sortiment umfasst sowohl Kammer- als auch Membranfilterpressen, die sich für Filtrationsprozesse eignen, entweder mit Nachpressung oder Flockenwäsche. Darüber hinaus liefert Makrofilt auch die notwendigen Teile und Komponenten für die Wartung der Anlage, wie Filterkappen und Filtertücher.

Das Filtertuch spielt eine sehr wichtige Rolle in den Betrieb der Filterpressenanlage. Sowohl bei Kammerfilterpressen als auch bei Rahmenfilterpressen ist es das Filtertuch auf Textilbasis, das das Material auf der Grundlage der Partikelgröße trennt.

Der Filtrationsprozess

Beim Einsatz einer Filterpresse ist die Filtration ein Prozess, dessen erster Schritt das Einfüllen des Materials, des Schlamms, in die Anlage ist. Falls erforderlich, wird eine Vorfiltration durchgeführt, gefolgt von einer Wäsche und einer Nachpressung. Dabei wird Luft oder Wasser unter hohem Druck in die Membranen der Filterpresse eingeleitet, wodurch sich die Platten ausdehnen und den in den Kammern der Filterplatten gesammelten Schlamm verdichten.

Das Abblasen entfernt das Filtrat, das sich in den Filterpapierbündeln und in den Schichten der Kanäle angesammelt hat. Danach folgt die Entleerung, d. h. das überschüssige Wasser, die unerwünschte Flüssigkeit, wird mit Hilfe einer Pumpe aus dem System entfernt. Die Komplexität des Prozesses hängt von der Situation ab; wenn es sich um eine einfache Filtration handelt, kann auf das Vorpressen, Waschen und Nachpressen verzichtet werden.

Was muss ich über Filtertücher wissen?

Die Funktion des Filtertuchs in diesem Prozess ist die Filtration selbst. Die Eigenschaften und Parameter des Filtertuchs bestimmen in hohem Maße, welche Elemente herausgefiltert werden, d. h. was zu Schlamm wird und was mit dem Filter entfernt wird.

Das Filtertuch wird von der Filterplatte gehalten, seine Form ermöglicht die Bildung von Schlammablagerungen und die Löcher im Filtertuch unterstützen den Durchfluss des Materials. Die Filterschichten bilden die Filterschichtenbündel und je nachdem, wo sich die Filterschicht im Filter befindet, kann man von Kopfschichten, Endschichten und Zwischenschichten sprechen.

Filterblätter können auch nach Funktionen gruppiert werden. Dazu gehören Kammerklappen, Membranklappen, Waschklappen und andere Speziallösungen. Die Verwendbarkeit von Filterplatten wird durch verschiedene Parameter bestimmt, wie z. B. ihre Abmessungen, die Lage der Entwässerungskanäle, das Kammervolumen, den maximalen Druck, die Abmessungen der Filterfläche und die Qualität des Materials.

Das Filtertuch bildet somit eine Filterfläche auf beiden Seiten der Pressplatte, und diese Materialien können daher sowohl in der Umschlag- als auch in der Durchschlagversion hergestellt werden.

Woraus können Filtertücher hergestellt werden?

Filtertücher werden in der Regel aus gewebten technischen Stoffen hergestellt, die aus Polypropylen, Polyester, Baumwolle, Polyamid oder Fluorpolymeren bestehen können.

Die Eigenschaften des Filtertuchs werden durch das Material selbst bestimmt. So sind z.B. die Faserstruktur, die mono- oder multifil sein kann, die Faserdicke, das Webverfahren, die Produktionstechnologie, die Dichte, das Muster, die Oberflächengestaltung und nicht zuletzt die Atmungsaktivität entscheidend. Um ein zufriedenstellendes Endfiltrationsergebnis zu erzielen, müssen die oben genannten Parameter kombiniert werden.

Filtermaterialien können auch für besondere Situationen eingesetzt werden. Wenn z. B. extrem hohe Temperaturen oder ein extremer PH-Wert zu erwarten sind, sollte ein Gewebe aus hitzebeständigen Fasern als Material für den Stoff gewählt werden. Alle Stoffe sind für hohe Temperaturen vorbereitet und werden mit einem Thermofixierungsverfahren behandelt, um sicherzustellen, dass sich die Größe der Leinwand nicht verändert.

Außerdem ist es wichtig, dass der Flockiervorgang mit der entsprechenden Effizienz durchgeführt wird. Dazu werden die Filtergewebe geglättet und kalandriert, d.h. zwischen zwei Walzen gepresst, es ist aber auch möglich, monofile Fasern zwischen die Multifilamentfasern zu weben.

Makrofilt bietet auch eine Lösung für Filtertücher: Filtertücher in Durchflussmessern, Filtertücher, die auf schmale Platten zugeschnitten sind, und auch kundenspezifische Filtertücher.

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