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Title:
METHOD AND DEVICE FOR SETTLING FILTRATION OF FLUIDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/075916
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and to a device for settling filtration of fluids, especially of beverages, such as beer. Unfiltered fluid is thereby fed into a filter unit (2) via at least one inlet (1) and filtered by means of at least one filter element (6) disposed in the filter unit (2). According to the invention, the unfiltered fluid is directed within the filter unit (2) by diverting means (8, 10) to at least one close flow circulation having two or more flow components running parallel to the filter element (6) and opposite to each other.

Inventors:
SANDER ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/008420
Publication Date:
July 08, 2010
Filing Date:
November 26, 2009
Export Citation:
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Assignee:
KHS AG (DE)
SANDER ULRICH (DE)
International Classes:
B01D29/11; B01D37/02
Foreign References:
US4872981A1989-10-10
GB242383A1925-11-12
GB2383001A2003-06-18
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Claims:
Patentansprüche:

1. Verfahren zur Anschwemmfiltration von Fluiden, insbesondere von Getränken wie beispielsweise Bier, wonach einer Filtereinheit (2) über wenigstens einen Einlauf (1) Unfiltrat zugeführt und mittels zumindest eines in der Filtereinheit (2) angeordneten Filterelementes (6) gefiltert wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Unfiltrat innerhalb der Filtereinheit (2) durch Lenkungsmittel (8, 10) wenigstens einen geschlossenen Strömungsumlauf mit zwei oder mehreren parallel zum Filterelement (6) verlaufenden sowie einander entgegengerichteten Strömungskomponenten beschreibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlaufströmung des Unfiltrats im Innern der Filtereinheit (2) von einem Fußbereich bis zu einem Kopfbereich zwangsgeführt wird und im Fußbereich eine Seitenströmung unter Nutzung des Venturi-Effektes erzeugt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufströmung des Unfiltrats im Kopfbereich der Filtereinheit (2) seitwärts sowie gegebenenfalls mit Drall abgelenkt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Unfiltrat neben dem Einlauf (1) ergänzend über wenigstens einen Ringkanal (16) und/oder einen Sprühring (20) und/oder einen Fußeinlauf (21) der Filtereinheit (2) zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (16) unterhalb des Filterelementes (6) und im Innern der Filtereinheit (2) angeordnet ist, wobei das Unfiltrat den Ringkanal (16) überwiegend radial bzw. radial nach oben und/oder unten gerichtet verlässt.

6. Vorrichtung zur Anschwemmfiltration von Fluiden, insbesondere von Getränken, wie beispielsweise Bier, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Filtereinheit (2) mit wenigstens einem Einlauf (1) für Unfiltrat, und mit zumindest einem Filterelement (6) in der Filtereinheit (2) zur Filterung des Unfiltrats, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Einlauf (1) in eine vom Fußbereich bis zum Kopfbereich der Filtereinheit (2) reichende Hauptleitung (8) mündet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptleitung (8) entlang ihres Verlaufes Austrittsöffnungen (13) für das Unfiltrat aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptleitung (8) im Fußbereich eine Düse (14) mit Seiteneinlass (14, 15) aufweist, so dass unter Nutzung des Venturi-Effektes eine zusätzliche Seitenströmung entsteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einem Auslass (9) der Hauptleitung (8) im Kopfbereich der Filtereinheit (2) ein

Verteilerkegel (10) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerkegel (10) mit seiner Kegelspitze (11) auf den Auslass (9) der Hauptleitung (8) weist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerkegel (10) eine Manteloberfläche mit wendelartig um eine Achse (A) gewundenen Pyramidenseitenflächen (12a bis 12d) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein neben der Hauptleitung (8) zusätzlicher Ringkanal (16) unterhalb des Filterelementes (6) im Innern der Filtereinheit (2) vorgesehen und an den Einlauf (1) angeschlossen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (16) mit radial angeordneten Öffnungen (19) ausgerüstet ist, durch welche das Unfiltrat seitlich sowie gegebenenfalls nach oben/unten austritt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Kopfbereich der Filtereinheit (2) ein Sprühring (20) vorgesehen ist, welcher an den Einlauf (1) angeschlossen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein ergänzender und mit dem Einlauf (1) verbundener Fußeinlauf (21) an der Filtereinheit (2) realisiert ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptleitung (8) und/oder der Ringkanal (16) und/oder der Sprühring (20) und/oder der Fußeinlauf (21) jeweils über Einstellmittel (22) hinsichtlich ihres jeweiligen Volumenstroms veränderbar gestaltet sind.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Anschwemmfiltration von Fluiden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anschwemmfiltration von Fluiden, insbesondere von Getränken wie beispielsweise Bier, wonach einer Filtereinheit über wenigstens einen Einlauf Unfiltrat zugeführt und mittels zumindest eines in der Filtereinheit angeordneten Filterelementes gefiltert wird.

Bei der Anschwemmfiltration von Fluiden und allgemein Getränken wird üblicherweise mit Filterhilfsmitteln gearbeitet, bei denen es sich um Kieselgur oder auch Zellulose, Polymere etc. handeln kann. Filterhilfsmittel auf Cellulosebasis werden beispielsweise in der DE 198 04 882 A1 beschrieben.

Bei den bekannten Verfahren zur Anschwemmfiltration von Fluiden werden nach der sogenannten Grundanschwemmung laufend Filterhilfsmittel zudosiert, um die erforderliche Trennwirkung und Durchlässigkeit des sich auf dem Filterelement bildenden Filterkuchens zu gewährleisten. Als Filterelemente werden oftmals Filterkerzen bzw. Kerzenspaltfilter eingesetzt, die regelmäßig hängend in einen Filterkessel als Filtereinheit eingebaut werden. Für die hängende Befestigung der Filterkerzen sorgt üblicherweise eine Trennwand zwischen einem Unfiltratraum und einem Filtratraum innerhalb der Filtereinheit, wie dies beispielsweise in der DE 201 22 045 U1 beschrieben wird, die ein gattungsgemäßes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung erläutert. Das Filterhilfsmittel selbst kann beispielsweise als Mischung zudosiert werden, verfügt jedenfalls über eine bestimmte Partikelgrößenverteilung.

Bei der nach dem Stand der Technik eingesetzten Bauart mit als Filterkessel ausgeführter Filtereinheit und oberer Trennwand bzw. Lochplatte, an welcher die Filterkerzen hängend befestigt sind, beobachtet man ein bestimmtes Strömungsprofil des Unfiltrats vom meistens im Fußbereich der Filtereinheit bzw. des Filterkessels angeordneten Einlauf bis hin zum Kopfbereich. Tatsächlich sinkt in der Regel die mittlere vertikale Strömungsgeschwindigkeit des Unfiltrats linear über die Länge der Filterkerze auf Null ab. Das heißt, die vertikale Strömungsgeschwindigkeit geht auf Werte nahe Null zurück, die direkt unterhalb der Trennwand beobachtet werden. Als Folge hiervon kommt es zu einer ungleichmäßigen Anströmung der Filterkerzen und folglich auch zu einer ungleichmäßigen Anlagerung des Filterhilfsmittels an der betreffenden Filterkerze. Daraus resultiert eine inhomogene Partikelverteilung des Filterkuchens über die Länge der Filterkerze gesehen. Tatsächlich beobachtet man beispielsweise, dass sich grobe oder größere Partikel des Filterhilfsmittels im unteren Bereich der Filterkerze im dortigen Filterkuchen ansammeln, weil die vertikale Strömungsgeschwindigkeit im oberen Bereich der Filterkerze nahe der Trennwand teilweise geringer als ihre Eigensinkgeschwindigkeit ist. Infolge dessen finden sich im oberen Bereich des Filterkuchens an der Filterkerze überwiegend kleinere Partikel des Filterhilfsmittels, die sich also größtenteils nahe der Trennwand an der Filterkerze anlagern.

Jedenfalls resultiert aus dem beschriebenen Strömungsverhalten und insbesondere der bis auf Null in Richtung auf die Trennwand absinkenden mittleren vertikalen Strömungsgeschwindigkeit des Unfiltrats eine insgesamt inhomogene Zusammensetzung des Filterkuchens. Diese Inhomogenität der Partikelverteilung innerhalb des Filterkuchens über die Länge der Filterkerze gesehen hat zur Folge, dass sich ebenfalls unterschiedliche Durchlässigkeiten bzw. Permeabilitäten des Filterkuchens und damit des Filters insgesamt über dessen Kerzenlänge gesehen einstellen. Dadurch reduziert sich die Standzeit der Filtereinheit insgesamt, was zu erhöhten Betriebskosten führt.

Zwar hat man im weiteren Stand der Technik nach der DE 201 15 324 U1 diesem Phänomen bereits zu begegnen versucht. Tatsächlich wird hier ein Anschwemmfilter beschrieben, dessen Einlaufverteiler als Auslass für das Unfiltrat einen umlaufenden, sich in Richtung der seitlichen Filterkesselwand stetig erweiternden Ringspalt aufweist. Dadurch soll eine gleichmäßigere Anschwemmung ermöglicht werden und soll sich gleichzeitig bei einem Medienwechsel die Verschnittmenge reduzieren lassen. Dennoch werden hierdurch die zuvor beschriebenen Probleme nicht umfassend gelöst.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anschwemmfiltration von Fluiden anzugeben, mit dessen bzw. mit deren Hilfe ein insgesamt homogener Aufbau des Filterkuchens auf dem Filterelement gelingt.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Anschwemmfiltration von Fluiden im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Unfiltrat innerhalb der Filtereinheit durch Lenkungsmittel wenigstens einen geschlossenen Strömungsumlauf mit zwei oder mehreren parallel zum Filterelement verlaufenden sowie einander entgegengerichteten Strömungskomponenten beschreibt.

Meistens ist nicht nur ein geschlossener Strömungsumlauf realisiert, sondern finden sich mehrere geschlossene Strömungsumläufe im Innern der Filtereinheit. Dabei werden im Allgemeinen sowohl eine vertikale Strömung in Richtung auf die Trennwand als auch eine vertikale Strömung in entgegengesetzter Richtung erzeugt. Regelmäßig finden sich mehrere entgegengesetzt gerichtete Strömungstrajektorien, und zwar letztlich über den gesamten Umfang des Filterkessels gesehen, also zwischen den einzelnen meistens hängend an der Trennwand angebrachten Filterkerzen. Dabei verlaufen die einzelnen Strömungstrajektorien jeweils in axialer Richtung des Filterkessels bzw. der Filtereinheit und damit parallel zum jeweiligen Filterelement.

Dieser wenigstens eine geschlossene Strömungsumlauf wird im Rahmen der Erfindung vorteilhaft dadurch erzeugt, dass eine Einlaufströmung des Unfiltrats im Innern der Filtereinheit von einem Fußbereich bis zu einem Kopfbereich eine Zwangsführung erfährt, also in diesen Kopfbereich zwangsweise geleitet wird. Außerdem erzeugt die Einlaufströmung des Unfiltrats im Fußbereich eine Seitenströmung, wobei der sogenannte Venturi-Effekt genutzt wird. Der Venturi- Effekt beruht darauf, dass im Fußbereich die Strömungsgeschwindigkeit des Unfiltrats in einem Düsenbereich erhöht wird, so dass der hiermit verbundene Geschwindigkeitsanstieg des Unfiltrats von einem gleichzeitigen Druckabfall entsprechend dem Gesetz von Bernoulli begleitet wird.

Dieser Druckabfall führt dazu, dass das umgebende Unfiltrat gleichsam seitlich in den beschriebenen Düsenbereich eingesaugt wird, so dass sich auf diese Weise eine Art natürlicher Umlauf innerhalb der Filtereinheit bzw. des hier regelmäßig realisierten Filterkessels einstellt. Selbstverständlich liegt der geschlossene Strömungsumlauf auch schon dann vor, wenn keine Düse wie beschrieben im Fußbereich der Filtereinheit in der Einlaufströmung vorgesehen wird. Denn die bis in den Kopfbereich zwangsgeführte Einlaufströmung sorgt bereits für eine Unwälzung entlang geschlossener Strömungsumläufe bzw. Strömungstrajektorien allein, wobei dieser Effekt durch die Ausbildung einer Düse unter Nutzung des Venturi-Phnzips im Fußbereich der Einlaufströmung noch verstärkt wird.

In die gleiche Richtung zielen Maßnahmen der Erfindung, wonach die Einlaufströmung des Unfiltrats im Kopfbereich der Filtereinheit seitwärts sowie gegebenenfalls mit Drall abgelenkt wird. Für diese seitliche Ablenkung der Einlaufströmung sorgt meistens ein Verteilerkegel, welcher im Bereich eines Auslasses der Hauptleitung im Kopfbereich der Filtereinheit realisiert wird. Die Hauptleitung sorgt ihrerseits für die Zwangsführung der Einlaufströmung vom Fußbereich zum Kopfbereich.

Dabei können ergänzende Austrittsöffnungen entlang des Verlaufes der Hauptleitung für einen zusätzlichen Austritt des Unfiltrats auf seinem Weg vom Fußbereich zum Kopfbereich und dem dort realisierten Auslass mit gegenüber- liegendem Verteilerkegel sorgen. Hier wird man den Gesamtquerschnitt der Austrittsöffnungen über den Verlauf der Hauptleitung in der Regel so bemessen, dass maximal 20 Vol.-% des Unfiltrats die Hauptleitung über diesen Weg überhaupt verlassen oder auch verlassen können, so dass nach wie vor der Großteil der Einlaufströmung, also 80 Vol.-% oder mehr, zwangsweise in den Kopfbereich der Filtereinheit gefördert wird und gegenüberliegend des Auslasses auf den Verteilerkegel trifft.

Dabei ist der Verteilerkegel mit seiner Kegelspitze in Richtung auf den Auslass der Hauptleitung ausgerichtet. Darüber hinaus verfügt der Verteilerkegel vorteilhaft über eine Manteloberfläche, die sich aus (meistens vier) Pyramidenseitenflächen zusammensetzt. Um nun der aus dem Auslass der Hauptleitung ausgestoßenen Einlaufströmung des Unfiltrats im Kopfbereich der Filtereinheit nicht nur eine seitwärts gerichtete Komponente zu verleihen, welche durch die Kegelform des Verteilerkegels systembedingt erreicht wird, sondern zusätzlich einen Drall, sind die Pyramidenflächen der Manteloberfläche des Verteilerkegels wendelartig um eine Achse durch die Kegelspitze gewunden.

Das heißt, die größtenteils zylindrische Einlaufströmung des Unfiltrats, welche den Auslass der Hauptleitung gegenüberliegend dem Verteilerkegel im Kopfbereich der Filtereinheit verlässt, wird nicht nur radial durch den Verteilerkegel aufgespreizt, sondern erhält eine weitere Bewegungskomponente in tangentialer Richtung durch die wendelartig um die Achse durch die Kegelspitze gewundenen Pyramidenseitenflächen. Daraus resultiert ein gewisser Drall, mit welchem die Einlaufströmung im Kopfbereich der Filtereinheit gegen die Trennwand prallt und von dieser ins Innere der Filtereinheit bzw. des Filterkessels reflektiert wird.

Als Folge hiervon bilden sich nicht nur ein bzw. mehrere geschlossene Strömungsumläufe aus, sondern die jeweiligen Strömungsumläufe verändern mit der Zeit ihre räumliche Position. Tatsächlich wird man davon ausgehen können, dass die als gestreckte Kreise bis Ellipsen ausgebildeten Strömungsumläufe infolge der ihnen aufgeprägten Drallbewegung um eine Rotationsachse der Filtereinheit bzw. des Filterkessels rotieren. Das geschieht mit einer Geschwindigkeit, die vom Volumenstrom bzw. der Strömungsgeschwindigkeit des Unfiltrats und folglich der Einlaufströmung abhängt. Hierdurch wird bereits insgesamt eine besonders homogene Durchmischung des Unfiltrats beim Aufbau des Filterkuchens erreicht.

Dieser Effekt wird noch dadurch verstärkt, dass das Unfiltrat neben dem Einlauf ergänzend über wenigstens einen Ringkanal und/oder einen Sprühring und/oder einen Fußeinlauf der Filtereinheit zugeführt wird. Dieser neben der Hauptleitung zusätzliche Ringkanal ist regelmäßig unterhalb des Filterelementes bzw. der Vielzahl an Filterelementen im Innern der Filtereinheit angeordnet. Wie die Hauptleitung so ist auch der Ringkanal an den Einlauf angeschlossen. Das Gleiche gilt für den Fußeinlauf, welcher sich am tiefsten der Filtereinheit bzw. des Filterkessels findet und grundsätzlich auch für einen Abzug des Filterhilfsmittels bzw. des von den Filterelementen respektive Filterkerzen abgelösten Filterkuchens nach einem Reinigungsprozess mit gegebenenfalls anschließendem Produktwechsel genutzt wird. Auch der Sprühring wird über den Einlauf mit dem Unfiltrat versorgt.

Der Ringkanal verfügt üblicherweise über radial angeordnete Öffnungen. Durch diese Öffnungen kann das Unfiltrat seitlich sowie gegebenenfalls nach oben/unten austreten, so dass infolge der Anordnung des Ringkanals unterhalb der einzelnen Filterelemente an dieser Stelle eine zusätzliche Verwirbelung des Unfiltrats im Innern der Filtereinheit bzw. des Filterkessels erreicht wird.

Schließlich kann ergänzend im Kopfbereich der Filtereinheit noch der Sprühring vorgesehen werden. Auch dieser Sprühring ist - wie die Hauptleitung, der

Ringkanal und der Fußeinlauf - an den Einlauf für das Unfiltrat angeschlossen. Der

Sprühring findet sich meistens unterhalb der Zwischenplatte bzw. Trennwand an einer Wandung der Filtereinheit. Erfindungsgemäß wird der Sprühring als ergänzender Unfiltrateinlauf genutzt, wobei die ihn verlassende Unfiltratströmung derjenigen Strömung, die die Hauptleitung verlässt, teilweise entgegengerichtet ist.

Jedenfalls sorgt das aus dem Sprühring austretende Unfiltrat für eine zusätzliche

Verwirbelung, und zwar diesmal im Kopfbereich, wohingegen der Ringkanal für eine ergänzende Verwirbelung im Fußbereich der Filtereinheit bzw. des Filterkessels Sorge trägt.

Der Sprühring übernimmt - wie der Fußeinlauf - eine zusätzliche Funktion. Denn mit Hilfe des Sprühringes kann das Innere der Filtereinheit bzw. des Filterkessels vorteilhaft gereinigt werden. Da ein solcher Reinigungsprozess ebenso wie der

Abzug des Filterkuchens durch den Fußeinlauf jedoch nicht während des Aufbaus des Filterkuchens und auch nicht während der Filtration stattfindet, können sowohl der Fußeinlauf als auch der Sprühring während dieser Phase vorteilhaft und erfindungsgemäß als zusätzliche Unfiltrateinläufe genutzt werden.

In der Regel sind die Hauptleitung und/oder der Ringkanal und/oder der Sprühring und/oder der Fußeinlauf jeweils mit Einstellmitteln ausgerüstet, um den jeweils im Innern geführten Volumenstrom an Unfiltrat veränderlich einstellen zu können. Bei diesen Einstellmitteln mag es sich jeweils um eine Regelklappe handeln. Dadurch können die Volumenströme in der Hauptleitung, im Ringkanal, im Sprühring und schließlich durch den Fußeinlauf des Unfiltrats veränderlich, beispielsweise periodisch veränderlich, eingestellt werden. Das mag durch eine Steuereinheit überwacht werden, welche die einzelnen Einstellmittel entsprechend beaufschlagt. Je nach Stellung des jeweiligen Einstellmittels bzw. der Regelklappe wird der gesamte Volumenstrom am Einlauf auf die Hauptleitung, den Ringkanal, den Sprühring und schließlich den Fußeinlauf verteilt.

Im Ergebnis wird erfindungsgemäß eine besonders wirksame Durchmischung des Unfiltrats im Innern der Filtereinheit bzw. des Filterkessels zur Verfügung gestellt, welche sicherstellt, dass sich die sämtlichen Partikel des Filterhilfsmittels homogen entlang des Filterelementes bzw. der Filterkerze verteilen. Das gilt selbstverständlich nicht nur für Filterhilfsmittel aus einem Material, sondern auch für Mischungen solcher Materialien, die als Filterhilfsmittel eingesetzt werden. Immer sorgt die gleichsam auf natürlichem Wege umlaufende Strömung des

Unfiltrats und die durch die Düse in der Hauptleitung im Fußbereich zusätzlich erzeugte Bypass- bzw. Seitenströmung innerhalb der Filtereinheit für eine homogene Partikelverteilung des Filterhilfsmittels im Innern der Filtereinheit bzw. des Filterkessels und daraus folgend auch auf der Filterkerze beim Aufbau des Filterkuchens. Das alles gelingt ohne aufwendige externe Verrohrung oder

Leitungsführung, was die Investitionskosten gering hält. Außerdem wird die

Hauptproduktpumpe im Einlauf des Unfiltrats nicht übermäßig belastet, so dass mit hohen Standzeiten an dieser Stelle zu rechnen ist. Auch das führt zu verringerten Kosten und einem minimierten Wartungsaufwand.

Zugleich sind die Hauptleitung und auch der zusätzliche Ringkanal so ausgelegt und angeordnet, dass eine anschließende Reinigung und ein Austrag des Filterkuchens und damit des Filterhilfsmittels nicht behindert wird. Die Filtereinheit bzw. der Filterkessel lässt sich also nach wie vor und unschwer vollständig entleeren, und zwar in der Regel über den Fußeinlauf, welcher in diesem Fall als Ablauf fungiert. Während eines solchen Reinigungsprozesses und eines anschließenden Sortenwechsels wird der Einlauf für das Unfiltrat geschlossen, um eine Vermischung der aufeinanderfolgenden Unfiltrate weitestgehend zu vermeiden. Schließlich kann die bereits angesprochene Steuereinheit dafür sorgen, dass bei sinkender Filterleistung und unverändert gleichmäßiger Verteilung des Filterhilfsmittels insgesamt die Einstellmittel in der Hauptleitung, dem Ringkanal, dem Sprühring sowie gegebenenfalls dem Fußeinlauf diesem Umstand Rechnung tragen, indem die Volumenströme gleichmäßig verringert werden.

So oder so ist der apparative Aufwand gering und werden die Betriebskosten signifikant gesenkt. Hinzu kommt, dass der Verbrauch an Filterhilfsmitteln gegenüber dem Stand der Technik sinkt und dementsprechend auch der Anfall an Klärschlamm, was nicht nur unter Berücksichtigung von Kostengesichtspunkten, sondern auch unter Umweltschutzaspekten von besonderer Bedeutung ist.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anschwemmfiltration von

Fluiden in einer schematischen Seitenansicht und

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in einer Draufsicht aus Richtung X.

In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Anschwemmfiltration von Fluiden dargestellt, namentlich von Getränken und hier insbesondere von Bier. Zu diesem Zweck verfügt die Vorrichtung zunächst einmal über einen Einlauf 1 bzw. Unfiltrateinlauf 1 , eine Filtereinheit 2 sowie einen Filtratablauf 3 und schließlich einen Filtratabzug 4. Der Unfiltrateinlauf 1 und der Filtratablauf 3 sind vorliegend als Ringleitung 1 , 3 ausgeführt, was selbstverständlich nicht zwingend ist. Das heißt, ein Teil des die Filtereinheit 2 verlassenden Filtrats wird in den Unfiltrateinlauf 1 zurückgeführt und ein Teil des Filtrats verlässt die Vorrichtung über den Filtratabzug 4, beispielsweise um abgefüllt zu werden. Für die Zufuhr des Unfiltrates durch den Unfiltrateinlauf 1 in die Filtereinheit 2 und den Umlauf des Unfiltrats sorgt eine Pumpe 5.

Das über den Unfiltrateinlauf 1 im Fußbereich in die Filtereinheit 2 zugeführte Unfiltrat wird mit Hilfe von mehreren Filterelementen 6 im Innern der Filtereinheit filtriert. Bei diesen Filterelementen 6 handelt es sich im Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend um sogenannte Filterkerzen bzw. Spaltfilterkerzen, die hängend an einer Trennwand 7 zwischen einem Unfiltratraum 2a und einem Filtratraum 2b angebracht sind. Die Filterelemente 6 bzw. Filterkerzen formen insgesamt ein Rohrbündel, welches ringförmig im Vergleich zu einer Achse A angeordnet ist. Gegenüber dieser Achse A ist die als Filterkessel ausgebildete Filtereinheit 2 rotationssymmetrisch gestaltet.

Erfindungsgemäß mündet nun der Einlauf 1 bzw. Unfiltrateinlauf 1 in eine Hauptleitung 8 im Innern des Filterkessels bzw. der Filtereinheit 2, die sich von einem Fußbereich bis zum Kopfbereich der Filtereinheit 2 erstreckt. Auf diese Weise erfährt eine Einlaufströmung des Unfiltrats im Innern der Filtereinheit 2 eine Zwangsführung vom Fußbereich bis zum Kopfbereich. Das über den Unfiltrateinlauf 1 und die Hauptleitung 8 in die Filtereinheit 2 eingeführte Unfiltrat verlässt die Hauptleitung 8 im Kopfbereich der Filtereinheit 2 über einen Auslass 9 der Hauptleitung 8. Dem Auslass 9 gegenüberliegend ist ein Verteilerkegel 10 an die Trennwand 7 angeschlossen, und zwar mit seiner Kegelspitze 11 in Richtung auf den Auslass 9 weisend.

Auf diese Weise wird das Unfiltrat innerhalb der Filtereinheit 2 durch die solchermaßen realisierten Lenkungsmittel 8, 10 bzw. die Hauptleitung 8 und den Verteilerkegel 10 in mehrere geschlossene Strömungsumläufe umgelenkt. Diese Strömungsumläufe sind in der Fig. 1 durch geschlossene Kreisläufe und entsprechend verlaufende Pfeile angedeutet. Man erkennt, dass hierdurch mehrere einander entgegengesetzt gerichtete Strömungskomponenten beschrieben werden, und zwar auch und insbesondere zwischen den einzelnen Filterelementen 6 bzw. Filterkerzen.

Dieser spezielle Strömungsverlauf des Unfiltrats innerhalb der Filtereinheit 2 wird zum einen durch den bereits angesprochenen Verteilerkegel 10 im Kopfbereich der Filtereinheit 2 verursacht. Denn dadurch, dass der Verteilerkegel 10 mit seiner Kegelspitze 11 auf den Auslass 9 der Hauptleitung 8 weist, wird das die Hauptleitung 8 über den Auslass 9 verlassende Unfiltrat von einem zylindrischen in einen radialen Verlauf entlang der Trennwand 7 umgelenkt. Ergänzend ist der Verteilerkegel 10 mit einer speziell gestalteten Manteloberfläche 12 zum anderen ausgerüstet, die sich ausweislich der Fig. 2 aus insgesamt vier Pyramidenseitenflächen 12a bis 12d zusammensetzt.

Anhand der Aufsicht nach Fig. 2 wird deutlich, dass diese Pyramidenseitenflächen 12a bis 12d wendelartig um die Achse A gewunden sind, wodurch dem Strom an Unfiltrat bzw. der Einlaufströmung des Unfiltrats im Kopfbereich der Filtereinheit 2 zusätzlich ein Drall aufgeprägt wird. Das heißt, entlang der Trennwand 7 verlaufende Strömungstrajektorien verlaufen nicht radial, sondern vielmehr gekrümmt, wie die Fig. 2 beispielhaft zeichnerisch darstellt. Dadurch wird erreicht, dass letztlich die in der Fig. 1 angedeuteten beiden Strömungsumläufe um die Achse A rotieren, was eine besonders wirksame Durchmischung des Unfiltrats im Innern der Filtereinheit 2 bedingt.

Eine weitere Durchmischung des Unfiltrats im Innern der Filtereinheit 2 bzw. des Filterkessels wird dadurch erreicht, dass die Hauptleitung 8 entlang ihres Verlaufes mit Austrittsöffnungen 13 ausgerüstet ist. Der zusammengesetzte Querschnitt dieser Austrittsöffnungen 13 für das Unfiltrat ist dabei so bemessen, dass in der Regel nicht mehr als 20 Vol.-% des über den Unfiltrateinlauf 1 in die Hauptleitung 8 überführten Unfiltrats die Hauptleitung 8 an dieser Stelle verlassen. Dadurch wird gewährleistet, dass der Großteil des Unfiltrats zwangsgeführt den Kopfbereich des Filterkessels bzw. der Filtereinheit 2 und den dortigen Auslass 9 erreicht, nämlich regelmäßig 80 Vol.-% oder mehr.

Zur weiteren Strömungsoptimierung bzw. Durchmischung des Unfiltrats im Innern des Filterkessels respektive der Filtereinheit 2 sorgt eine Düse 14 in der Hauptleitung 8, die sich im Fußbereich der Filtereinheit 2 findet. Diese Düse 14 ist endseitig des Unfiltrateinlaufs 1 realisiert am Übergang zur Hauptleitung 8. Da die Hauptleitung 8 bzw. ihr Einlass 15 gegenüberliegend der Düse eine Aufweitung aufweist, kann Unfiltrat seitlich in den zwischen der Düse 14 und dem Einlass 15 der Hauptleitung 8 gebildeten Ringspalt bzw. Seiteneinlass 14, 15 eintreten. Dieser Vorgang wird durch den Venturi-Effekt bzw. dem Gesetz von Bernoulli folgend beschleunigt.

Denn das Unfiltrat erfährt im Bereich der Düse 14 durch die damit einhergehende Verengung des Unfiltrateinlaufes 1 eine Beschleunigung, das heißt, die Fließgeschwindigkeit des Unfiltrats steigt an. Als Folge hiervon findet entlang des Ringspaltes zwischen der Düse 14 und dem Einlass 15 der Hauptleitung 8 ein Druckabfall statt, welcher das in diesem Bereich befindliche Unfiltrat gleichsam seitlich und radial in die Hauptleitung 8 einsaugt. Dadurch wird die Bildung des einen bzw. der mehreren geschlossenen Strömungsumläufe begünstigt und zugleich die Strömung des Unfiltrats entlang der zeichnerisch lediglich angedeuteten Strömungstrajektorien unterstützt. Es kommt - wenn man so will - zu einem praktisch auf natürlichem Wege erreichten Umlauf des Unfiltrats innerhalb der Filtereinheit 2.

Ergänzend hierzu findet sich neben der Hauptleitung 8 ein zusätzlicher Ringkanal 16 unterhalb der einzelnen Filterelemente 6 im Innern der Filtereinheit 2. Wie die Hauptleitung 8 so ist auch der Ringkanal 16 an den Einlauf bzw. den Unfiltrateinlauf 1 angeschlossen. Man erkennt, dass der Ringkanal 16 ausweislich der Fig. 2 über wenigstens eine radiale Zuleitung 17 an eine Steigleitung 18 angeschlossen ist, die ihrerseits mit dem Unfiltrateinlauf 1 verbunden ist. Überwiegend radial angeordnete Öffnungen 19 in dem Ringkanal 16 sorgen dafür, dass das in den Ringkanal 16 eintretende Unfiltrat seitlich aus dem Ringkanal 16 sowie gegebenenfalls nach oben und/oder nach unten austritt, wie Pfeile in der Fig. 1 andeuten.

Ergänzend zu der Hauptleitung 8 und dem Ringkanal 16 sorgt noch ein Sprühring 20 im Kopfbereich der Filtereinheit 2 für eine Zufuhr des Unfiltrats ins Innere der Filtereinheit 2. Wie die Hauptleitung 8 und der Ringkanal 16 so ist auch der Sprühring 20 an den Unfiltrateinlauf 1 angeschlossen, nämlich über die Steigleitung 18. Nach abgeschlossener Filtration wird der Sprühring 20 üblicherweise zur Innenreinigung der Filtereinheit 2 genutzt und hierzu mit einem Reinigungsmedium beaufschlagt, welches auch dafür sorgt, dass der verbrauchte Filterkuchen von den Filterelementen bzw. Filterkerzen 6 entfernt wird.

Eine ähnliche Doppelfunktion übernimmt schlussendlich ein Fußeinlauf 21 , über welchen das Unfiltrat ergänzend zu der Hauptleitung 8, dem Ringkanal 16 und dem Sprühring 20 der Filtereinheit 2 zugeführt wird. Denn neben der Zufuhr von Unfiltrat fungiert der Fußeinlauf 21 nach Abschluss der Filtration auch als Abzug für etwaige Filterkuchenreste oder Verschmutzungen, bevor ein Sortenwechsel vorgenommen wird. Die einzelnen Volumenströme über die vier Zuleitungen für das Unfiltrat im Rahmen des Ausführungsbeispiels, also den Unfiltrateinlauf bzw. Einlauf 1 in Verbindung mit der Hauptleitung 8, den Ringkanal 16, den Sprühring 20 und schließlich den Fußeinlauf 21 lassen sich gegebenenfalls und unabhängig von- einander vorgeben. Hierzu sind nach dem gezeigten Beispiel der Hauptleitung 8, dem Ringkanal 16, dem Sprühring 20 und schließlich dem Fußeinlauf 21 jeweils Einstellmittel 22 in Gestalt von Regelklappen 22 zugeordnet. Diese Regelklappen 22 können einzeln für sich oder auch zusammengenommen über eine nicht dargestellte Steuereinheit beaufschlagt und entsprechend geöffnet oder geschlossen werden. Dadurch lassen sich die einzelnen Volumenströme durch die Hauptleitung 8, den zentralen Ringkanal 16, den Sprühring 20 und schließlich den Fußeinlauf 21 unabhängig voneinander einstellen und selbstverständlich auch periodisch verändern. Auch eine gleichmäßige Änderung der Volumenströme ist denkbar.