Regenerationsverfahren für Filtermodule

[0001] Die Erfindung betrifft ein Regenerationsverfahren zur verlustfreien Regeneration von Filtermodulen, die mindestens ein Filterelement, zum Beispiel eine Filter- kerze umfasst, wobei das Regenerationsverfahren bezogen auf ein damit verbundenes Produktionsverfahren die Schritte Produktionsnachlauf (Nachlaufschritt), Filterreinigung (Reinigungsschritt) und Produktionsvorlauf (Vorlaufschritt) umfasst, wobei das Filtermodul am Ende des Reinigungsschrittes mit Gas gefüllt wird, und dabei die im Filtermodul befindliche Flüssigkeit ausgetrieben wird. [0002] Im Stand der Technik sind Filtrationsverfahren für Bier bekannt. Ebenfalls bekannt sind Verfahren zum Regenerieren, Reinigen und An- und Abfahren der Filtereinheiten. Ein übliches Filtermodul in der Bierproduktion umfasst oder besteht aus mehreren Filterkerzen. Diese Filterkerzen sind im bestimmungsgemäßen Betrieb mit einem Filterkuchen aus einem Filterhilfsmittel belegt, um die erforderliche Trennleis- tung zu erreichen. Ein übliches Filterhilfsmittel ist Kieselgur, das gegebenenfalls mit einem Stabilisator, wie zum Beispiel einem Kieselgel optimiert wird. Aufgrund der Ablagerungen in und auf dem Filterkuchen muss der Druck auf der Unfiltratseite, dem Filterzulauf, kontinuierlich gesteigert werden, um einen gleichbleibenden Volumenstrom durch das Filtermodul aufrecht zu erhalten. [0003] Da die Erhöhung des Drucks technisch begrenzt ist, muss das Filtermodul regelmäßig regeneriert werden. Dazu wird das vorhandene Bier mit entgastem Wasser verdrängt, wozu ca. der 1 ,2-fache Kesselinhalt erforderlich ist. Dieser so genannte Nachlauf wird bis zu einem bestimmten Stammwürzegehalt, der in der Regel ca. 3% beträgt, in einem speziellen Tank, dem so genannten Vor-/ Nachlauftank, gesta- pelt. Das stärker verdünnte Bier wird verworfen. Der stromaufwärts des Filtermoduls befindliche Kessel wird anschließend mit Druckluft beaufschlagt und somit die Flüssigkeit durch das Filtermodul in Permeatrichtung ausgetrieben. Filterhilfsmittel und Retentat verbleiben dabei als Filterkuchen an den Filterkerzen.

[0004] Nachfolgend wird der beladene Filterkuchen durch filtratseitig eingebrachtes Wasser und Druckluftimpulsen abgesprengt. Die am Boden des Filtermoduls befindliche Suspension wird ausgeschwemmt und abgepumpt.

[0005] Anschließend werden die Filterelemente gereinigt, indem unterschiedliche Reinigungsmittel, in der Regel Laugen und/oder Säuren, durch das Filtermodul geleitet werden. Diese Reinigungsmittel werden nachfolgend mittels Wasser, vorzugswei- se entgastes Wasser, ausgewaschen. Am Ende dieses Reinigungsschrittes ist das Filtermodul mit klarem Wasser gefüllt. Anschließend erfolgt ein so genannter Vorlauf oder Vorlaufschritt, bei welchem die Filterelemente mittels einer Voranschwemmung

unter anderem mit einer geeigneten Schicht an Filterhilfsmittel neu belegt werden. Bei dieser Voranschwemmung wird das vorhandene Wasser über den Filter im Kreis gefördert und das Filterhilfsmittel, in der Regel Kieselgur, eingeleitet, bis die gewünschte Beladung der Filterelemente mit einem Filterkuchen erreicht ist. Im nach- folgenden Schritt wird das im System vorhandene Wasser sukzessive durch eingeleitetes Bier verdrängt. Die verdrängte Flüssigkeit, eine Mischphase mit ansteigender Stammwürze, wird bis zu einem bestimmten Stammwürzegehalt verworfen, der in der Regel bei ca. 3% liegt. Bier mit einem höheren Stammwürzegehalt wird ebenfalls in dem vorgenannten Vor- bzw. Nachlauftank gestapelt und in der Produktion beige- mischt. Die Produktion über dieses spezielle Filtermodul erfolgt erneut bis zum Erreichen des max. Betriebsdruckes, wobei in geringer Konzentration stromaufwärts des Filtermoduls permanent Kieselgur zudosiert wird.

[0006] Dieses bekannte Regenerationsverfahren erfordert für den Vorlaufschritt ein großes Biervolumen, das fast vollständig verworfen wird. Weiterhin sind große Puf- fervolumina sowie das dazugehörige Equipment erforderlich. Dies ist aus Umweltgesichtspunkten und wirtschaftlich nachteilig. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, diesen Mangel zu beheben und ein technisch gleichwertiges Verfahren aufzuzeigen, das eine geringere Umweltbelastung aufweist.

[0007] Diese Aufgabe löst die Erfindung durch das Verfahren zur verlustfreien Re- generation von Filtermodulen, wobei das Filtermodul mindestens ein Filterelement umfasst und das Regenerationsverfahren bezogen auf ein verbundenes Produktionsverfahren die Schritte a) Produktionsnachlauf (Nachlaufschritt), b) Filterreinigung (Reinigungsschritt) und c) Produktionsvorlauf (Vorlaufschritt) aufweist.

[0008] Die wesentlichen Merkmale der Schritte a) bis c) sind: a) Nachlaufschritt, das Produkt wird aus dem Filtermodul ausgeschleust,; b) Reinigungsschritt, das mindestens eine Filterelement wird von Anhaftungen, insbesondere Filterkuchen und Filterhilfsmitteln befreit und ge- reinigt; c) Vorlaufschritt, das mindestens eine Filterelement wird mit Filterhilfsmitteln belegt und das Filtermodul mit Produkt gefüllt.

[0009] Kennzeichnendes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass zu

Beginn und am Ende des Reinigungsschrittes das Filtermodul mit Gas gefüllt wird, wobei die im Filtermodul befindliche Flüssigkeit ausgetrieben wird. Idealerweise wird

das Filtermodul mit Kohlendioxid, Stickstoff, Druckluft oder einer Mischung aus diesen Gasen gefüllt, wobei ein Druck von 1 bar bis maximal 8 bar eingestellt wird. Idealerweise wird ein Druck von 1 ,5 bar bis 2,0 bar erreicht. Einer Verbesserung besteht darin, sowohl zu Beginn, als auch am Ende des Reinigungsschrittes das Filtermodul mit Gas zu entleeren. Das durch die Einleitung des Gases zu Beginn des Reinigungsschrittes nicht verdrängbare Flüssigkeitsvolumen, zum Beispiel im Sumpf des Filtermoduls, kann in einen separaten Zwischentank gefördert und bei einer nachfolgenden Produktion stromaufwärts des Filtermoduls in den Leitungsweg des Unfiltra- tes eingeleitet werden. [0010] Es konnte somit ein Regenerationsverfahren gefunden werden, welches keinen großvolumigen Vor- und Nachlauftank mit dazugehörigen Anschlüssen, Verrohung, Pumpe, Steuerung und Regelung benötig. Durch die neue Verfahrensführung konnte das Vor- und Nachlaufen unterbunden und der Verlust unbrauchbarer Mischphasen weitestgehend vermieden werden. [0011] Eine Verbesserung des Verfahrens besteht darin, das gasgefüllte Filtermodul anschließend mit filtriertem Bier zu füllen, wobei das im System befindliche Gas verdrängt wird und nachfolgend die Voranschwemmung einzuleiten. Hierzu wird das vorgelegte Bier im Kreislauf durch das Filtermodul gefördert und eine Suspension aus Bier und/oder Wasser und Filterhilfsmittel in das Filtermodul oder den Leitungs- weg der Kreislaufströmung geleitet. Alternativ wird das Filterhilfsmittel in Reinform dem im Kreislauf durch den Filter geförderten Flüssigkeitsstrom zugefügt. Die durch die Einleitung der Suspension verdrängte Flüssigkeit kann in einen vorhandenen Un- filtratpuffertank oder einen separaten Zwischentank gepumpt werden. Diese so gelagerte Flüssigkeit wird nachfolgend bei der erneuten Produktion stromaufwärts des Filtermoduls eingeleitet. Vorteil der Lagerung in einem separaten Zwischentank ist, dass das aus der Produktion kommende Unfiltrat nicht mit der Mischphase und gegebenenfalls vorhandenen Kieselguranteilen belastet wird. Bei den üblichen Filterbaugrößen ist ein solcher Zwischentank sehr klein im Vergleich zu den sonstigen Lagertanks. Das Flüssigkeitsvolumen aus dem Zwischentank wird bei der nachfolgen- den erneuten Produktion in die Zuleitung des Filtermoduls gegeben. Das Flüssigkeitsvolumen kann aber auch bei einem nächsten Vorlaufschritt zum Zwecke der Voranschwemmung mittels einer Pumpe in die Suspension eingeleitet werden.

[0012] Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, in das gasgefüllte, leere Filtermodul direkt eine Suspension aus Bier und Filterhilfsmittel einzu- leiten und diese eine Zeitlang im Kreislauf durch das Filtermodul zu fördern, um die Voranschwemmung zu realisieren. Besonderer Vorteil dieser Verfahrensvariante ist es, dass eine weitere Mischphase sowie deren Lagerung vermieden wird.

[0013] Von der Erfindung ist auch ein Brauverfahren für Bier umfasst, bei dem mindestens ein Filtermodul nach einem Regenerationsverfahren gemäß einem der vorgenannten Verfahrensvarianten regeneriert wird.

[0014] Das erfindungsgemäße Verfahren wird an einem konkreten Beispiel erläu- tert. Natürlich sind die Prozessparameter in geeigneter Weise für den Fachmann variierbar, abhängig von den jeweiligen Prozess- und Anlagenbedingungen.

[0015] In einem Versuchsaufbau wurde bei einem bekannten Filterverfahren ein Filtermodul mit 18 Filterkerzen eingesetzt, das für eine Filterleistung von 2 nfVh ausgelegt ist. Durch Einleitung von Kohlendioxid bis zu einem Druck von 1 ,5 bar in den FiI- ter wurde das vorliegende Klarwasser verdrängt. Anschließend wurde das Filtermodul mit filtriertem Bier geflutet und die Voranschwemmung mit einer Suspension aus Bier und Kieselgur begonnen, die in die Zuleitung des Filtermoduls gefördert wurde. Die erzielte Voranschwemmung betrug 1 ,0 kg/m ² . Bei der Einleitung der Suspension wurde das vorgelegte Bier verdrängt und in einen separaten Zwischentank gefördert. Der hierfür vorgesehene zusätzliche Zwischentank hatte ein Fassungsvermögen von ca. 0,08 m ³ . Dieses Biervolumen wurde in der nachfolgenden Produktion stromaufwärts des Filtermoduls zugeleitet.

[0016] Neben den bereits genannten Vorteilen konnte weiterhin beobachtet werden, dass durch das erfindungsgemäß vereinfachte Regenerationsverfahren und die ver- minderte Menge an zu fördernden Flüssigkeitsvolumina, die Zeit für die Filterregeneration um ca. 10% verringert werden konnte.