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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR FILTERING LIQUIDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/108821
Kind Code:
A1
Abstract:
A device is described for filtering liquids, having a container (1), a container inlet for introducing a liquid to be filtered into the container (1), a container outlet for a retentate and at least one rotor (6), which can be driven to rotate about the container axis (5) and has a hollow shaft (8) supported in a end wall (7) and a support device (4), secured to the hollow shaft, for filter elements (3) which are arranged at a distance to the container axis (5) and are fluidically connected to the hollow shaft (8) to remove a filtered permeate from the container (1), wherein an inner casing of the container (1) comprises a guiding unit (10) for diverting the liquid towards the filter elements (3). To achieve a reproducible filtration result both for liquids that are to be treated differently and for operating scenarios that are difficult to predict, without having to change the basic design of the device, it is proposed that at least one guiding unit (10) forms a receptacle for a conditioning device for setting process conditions.

Inventors:
LÜER ANDREAS (AT)
Application Number:
PCT/AT2020/060423
Publication Date:
June 10, 2021
Filing Date:
November 27, 2020
Export Citation:
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Assignee:
PANTREON GMBH (AT)
International Classes:
B01D33/073; B01D33/31; B01D33/37; B01D33/72; B01D33/74; B01D35/06; B01D35/18; B01D63/16; B01D65/02
Domestic Patent References:
WO2008018837A22008-02-14
WO2004080510A22004-09-23
Foreign References:
AT508893A42011-05-15
EP2123346A12009-11-25
AT508893B12011-05-15
US8551305B22013-10-08
Attorney, Agent or Firm:
HÜBSCHER & PARTNER PATENTANWÄLTE GMBH (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten mit einem Behälter (1), einem Behältereinlass zum Einleiten einer zu filtrierenden Flüssigkeit in den Behälter (1 ), einem Behälterauslass für ein Retentat und wenigstens einem um die Behälter achse (5) rotierend antreibbaren Rotor (6) mit einer in einer Stirnwand (7) gelager ten Flohlwelle (8) und einer daran befestigten Tragvorrichtung (4) für mit einem Abstand zur Behälterachse (5) angeordnete Filterelemente (3), die mit der Flohl welle (8) zur Ableitung eines gefilterten Permeats aus dem Behälter (1 ) strö mungsverbunden sind, wobei ein Innenmantel des Behälters (1) eine Leiteinrich tung (10) zum Umleiten der Flüssigkeit gegen die Filterelemente (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Leiteinrichtung (10) eine Aufnah me für eine Konditionierungsvorrichtung zum Einstellen von Prozessbedingungen ausbildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Leiteinrichtung (10) und einem Außenmantel (12) des Behälters (1 ) ein Hohl raum (11 ) gebildet ist, der als Aufnahme für die wenigstens eine Konditionierungs vorrichtung zum Einstellen der Prozessbedingungen wirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Konditionierungsvorrichtung eine Elektrode (13) vorgesehen ist, wobei zum Ein trag eines Spannungsfeldes in den Behälter (1 ) wenigstens einem Filterelement (3) eine Gegenelektrode zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Konditionierungsvorrichtung wenigstens zwei zur Erzeugung eines Spannungsfel des entgegengesetzt gepolte Elektroden (13) zum Eintrag eines Spannungsfeldes in den Behälter (1 ) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Aufnahme für eine Elektrode (13) wirkende Leiteinrichtung (10) Teil der Elektro de (13) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Konditionierungsvorrichtung ein Wärmetauscher (14) für ein Temperierfluid zum Temperieren der zu filtrierenden Flüssigkeit im Behälter (1) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Konditionierungsvorrichtung eine Dosiereinrichtung (15) für in den Behälter (1 ) eindüsbare Prozessfluide vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Konditionierungsvorrichtung eine Leuchteinrichtung (19) zum Einbringen elektro magnetischer Wellen vorgesehen ist. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Behälterachse (5) ein wenigstens eine Zentrumsleiteinrich tung (18) für das Fluid aufweisender Rotor oder Stator (17) angeordnet ist, der ei nen als Aufnahme wirkenden Hohlraum für die wenigstens eine Konditionierungs vorrichtung zum Einstellen der Prozessbedingungen ausbildet.

Description:
Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten mit einem Behälter, einem Behältereinlass zum Einleiten einer zu filtrierenden Flüssigkeit in den Behälter, einem Behälterauslass für ein Retentat und wenigs tens einem um die Behälterachse rotierend antreibbaren Rotor mit einer in einer Stirnwand gelagerten Flohlwelle und einer daran befestigten Tragvorrichtung für mit einem Abstand zur Behälterachse angeordnete Filterelemente, die mit der Flohlwelle zur Ableitung eines gefilterten Permeats aus dem Behälter strömungs verbunden sind, wobei ein Innenmantel des Behälters eine Leiteinrichtung zum Umleiten der Flüssigkeit gegen die Filterelemente umfasst.

Stand der Technik

Aus der AT508893B1 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff bekannt. Die dort offenbarte Vorrichtung umfasst einen Behälter mit Behältereinlässen zum Ein leiten einer zu filtrierenden Flüssigkeit. Die Flüssigkeit wird dabei über semiper meable Filterelemente, beispielsweise Membranen, gefiltert und als Permeat über eine mit den Filterelementen strömungsverbundene Hohlwelle abgeleitet. Um eine Deckschichtbildung auf den Filterelementen zu reduzieren, sind diese über eine Tragvorrichtung an einem Rotor gelagert. Durch die Rotation der Filterelemente treten während der Filtration Scherkräfte an den Filterelementen auf, die zu einer mechanischen Abreinigung der Filteroberfläche führen. Zur gezielten Erhöhung der Turbulenz im Bereich der Filterelemente bzw. zur Erniedrigung der Turbulenz außerhalb des Bereichs der Filterelemente weist der Innenmantel des Behälters Leiteinrichtungen auf, wodurch die Filterleistung deutlich erhöht werden kann. Das nicht gefilterte Retentat wird über einen Behälterauslass abgeführt. Grundsätzlich soll die Vorrichtung zum Filtrieren unterschiedlicher Flüssigkeiten eingesetzt wer- den. Vor allem bei biogenen Suspensionen und Flüssigkeiten mit organischen Komponenten wie Proteinen und Kohlenhydraten treten jedoch oft schwer zu re produzierende Prozessergebnisse auf, sodass die Anlage bei unterschiedlichen Abnehmern bzw. Betreibern variierende Filtrationsergebnisse erzielen.

Zur Konditionierung von Prozessbedingungen bei einer Wasser- bzw. Abwasser behandlung ist es aus der US8551305 vorbekannt, Elektroden einzusetzen. Meh rere entgegengesetzt gepolte Elektroden sind dabei vertikal ausgerichtet in einem Behälter angeordnet und erzeugen ein auf das Wasser bzw. Abwasser wirkendes Spannungsfeld. Das Spannungsfeld kann beispielsweise zur lonentrennung, zur Ausflockung, zur Desintegration und zur Oxidation von im Wasser bzw. Abwasser befindlichen Stoffen eingesetzt werden. Nachteilig ist allerdings, dass zur Errei chung des gewünschten gleichmäßigen Spannungsfeldes eine Vielzahl an Elekt roden eingesetzt werden muss, was hohe Investitionskosten bedingt. Des Weite ren verhindert die dichte Packung der Elektroden den Einsatz anderer Aggregate zur Abwasserbehandlung. Die vorgeschlagene Anordnung der Elektroden bedingt über dies hinaus nur eine sehr geringe Grenzfläche zwischen fester Oberfläche der Elektrode und der im Behälter befindlichen flüssigen Phase, weswegen vor wiegend Effekte des Volumens, wie beispielsweise lonenleitung, Elektrolyse, oder Elektrophorese, nicht aber grenzflächenbedingte Phänomene, wie Elektrobenet- zung, auftreten.

Generell stößt die membranbasierte Filtertechnologie bei zu filtrierenden Flüssig keiten mit einem komplexen rheologischen und chemischen Verhalten auf das Problem, dass Prozessbedingungen und Betriebsszenarien nur äußerst schwer vorhersehbar und berechenbar sind. So sind bei der Auslegung von solchen Vor richtungen vom Betreiber zur Verfügung gestellte Erfahrungswerte oder Erfah rungswerte von Vorrichtungen, die einen ähnlichen Prozess durchführen von gro ßer Bedeutung.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art dahingehend zu verbessern, dass diese auch für unterschiedli che zu behandelnde Flüssigkeiten und bei schwer vorherzusehenden Betriebs szenarien ein reproduzierbares Filtrationsergebnis erzielen kann, ohne dabei die Grundkonstruktion der Vorrichtung abändern zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass wenigstens eine Leitein richtung eine Aufnahme für eine Konditionierungsvorrichtung zum Einstellen von Prozessbedingungen ausbildet. Zufolge dieser Maßnahme wird die Wirksamkeit der Konditionierungsvorrichtung, die in den abhängigen Ansprüchen näher erläu tert wird, durch das von der Leiteinrichtung erzeugte Strömungsprofil verstärkt. Die an der Innenwand des Behälters befindliche Leiteinrichtung bildet bevorzugter Weise eine in die Innenwand des Behälters eingearbeitete Vertiefung aus, welche im Wesentlichen drei Abschnitte aufweist, die der Flüssigkeit unterschiedliche Strömungscharakteristika aufprägt. Auf einen schwach gekrümmten Beruhigungs abschnitt, der der Flüssigkeit ein laminares Strömungsprofil aufzwingt, folgt ein Beschleunigungsabschnitt mit einer stärkeren Krümmung als der Beruhigungsab schnitt, der die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit erhöht, ohne jedoch Turbulenzen zu erzeugen. An diesen Beschleunigungsabschnitt schließt ein Im pulsabschnitt noch stärkerer Krümmung an, der die Flüssigkeit in Richtung der Behälterachse umlenkt, wobei durch die Beschleunigung und die Kollision mit den mit einem Abstand zur Behälterachse angeordneten Filterelementen Turbulenzen entstehen. Je nach Art der Konditionierungsvorrichtungen können die unterschied lichen Abschnitte der Leiteinrichtung zur Optimierung der Konditionierung einge setzt werden. Ist für eine erste Konditionierungsvorrichtung ein laminares Strö mungsprofil vorteilhaft, so kann dieses am Beruhigungsabschnitt ansetzen. Wird hingegen eine unmittelbare Verteilung im gesamten Bereich des Behälters ge wünscht, so kann beispielsweise ein Ansatz der Konditionierungsvorrichtung im Bereich des Impulsabschnittes ratsam sein. Die Leiteinrichtungen bieten demnach nicht nur die Möglichkeit einer Aufnahme unterschiedlicher Konditionierungsvor richtungen, sondern ermöglichen es überdies hinaus, die Konditionierungsvorrich tungen und damit die gesamten Prozessbedingungen, wie Viskosität, Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit, TOC-Wert, p02-Gehalt, Druckdifferenz etc. optimal einzustellen. Grundsätzlich kann in der Vorrichtung eine Leiteinrichtung, welche eine Aufnahme für eine oder mehrere Konditionierungsvorrichtungen ausbildet, oder aber auch mehrere Leiteinrichtungen mit je einer Aufnahme für eine oder mehrere Konditionierungsvorrichtungen vorgesehen sein. Je nach Auslegung kann die Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten einen Rotor oder mehrere Rotoren aufweisen. Je Rotor ist dabei eine beispielsweise ringförmige Tragevor richtung für mit einem Abstand zur Behälterachse angeordnete Filterelemente vorgesehen, die die Filterelemente mit einer Hohlwelle strömungstechnisch ver bindet und so eine Ableitung des Permeats ermöglicht. Die Ableitung kann dabei über eine gemeinsame Hohlwelle erfolgen. Jeder Tragevorrichtung kann aber auch eine gesonderte Hohlwelle zugeordnet sein. Eine erste Tragevorrichtung kann dabei so ausgelegt sein, dass die darauf angeordneten Filterelemente eine äußere Kreisbahn verfolgen, eine zweite Tragevorrichtung kann so ausgelegt sein, dass die darauf angeordneten Filterelemente eine innere Kreisbahn, mit einem kleineren Durchmesser als die äußere Kreisbahn, verfolgen. Zwischen den Trage vorrichtungen der Rotoren kann beispielsweise auch eine einem Stator zugeord nete Tragevorrichtung für Filterelemente angeordnet sein, die naturgemäß nicht rotieren. Das von diesen stehenden Filterelementen filtrierte Permeat kann eben falls über eine Hohlwelle abgeleitet werden oder über eine andere Ableitung, die durch den Behälter führt.

Damit die Filterelemente ungestört unter maximaler Ausnutzung des Behälterin- nenraums rotieren können, wird vorgeschlagen, dass zwischen der Leiteinrichtung und einem Außenmantel des Behälters ein Hohlraum gebildet ist, der als Aufnah me für die wenigstens eine Konditionierungsvorrichtung zum Einstellen der Pro zessbedingungen wirkt. Die Konditionierungsvorrichtungen sind demnach nicht di rekt im Behälterinnenraum angeordnet, wodurch das Strömungsprofil vorwiegend von den Leiteinrichtungen beeinflusst wird. Dies erleichtert etwaige der Auslegung der Vorrichtung vorangegangene Strömungsberechnungen, wie beispielsweise CFD-Simulationen. Überdies hinaus kann eine Vorrichtung auch im Nachhinein mit neuen Konditionierungsvorrichtungen nachgerüstet werden, ohne das Ergeb nis der vorangegangenen Strömungssimulationen zu entwerten. Hinzu kommt noch der Vorteil, dass die Konditionierungsvorrichtung für etwaige Instandhai- tungsarbeiten leicht zugänglich sind und beispielsweise empfindliche Teile der Konditionierungsvorrichtungen nicht in direkten Kontakt mit der Flüssigkeit im Be hälter kommen.

Damit in der zu filtrierenden Flüssigkeit elektrokinetische Phänomene hervorgeru fen werden können, empfiehlt es sich, dass als Konditionierungsvorrichtung we nigstens zwei zur Erzeugung eines Spannungsfeldes entgegengesetzt gepolte Elektroden zum Eintrag eines Spannungsfeldes in den Behälter vorgesehen sind.

Eine weitere Möglichkeit zum Flervorrufen solcher elektrokinetischen Phänomene ergibt sich, wenn als Konditionierungsvorrichtung eine Elektrode vorgesehen ist, wobei zum Eintrag eines Spannungsfeldes in den Behälter wenigstens einem Fil terelement eine Gegenelektrode zugeordnet ist. Naturgemäß weist die Gegen elektrode ein von der Elektrode abweichendes Potential auf, was beispielsweise durch Erden des als Gegenelektrode wirkenden Edelstahl-Innenkerns des Fil terelements erfolgen kann.

Es hat sich herausgestellt, dass es durch die Kombination einer Elektrode mit der Leiteinrichtung zu einer Erhöhung der grenzflächenbedingten Effekte, wie bei spielsweise Elektrokapillarität kommt, wodurch die Membrangängigkeit des Per meats verbessert wird. Die Geometrie der Leiteinrichtungen kann auf besonders günstige Weise ausgenutzt werden, wenn die als Aufnahme für eine Elektrode wirkende Leiteinrichtung Teil der Elektrode ist. Dadurch wird erreicht, dass in einer inhomogenen Flüssigkeit die Grenzflächen zwischen festen/flüssigen, flüssi gen/flüssigen und flüssigen/gasförmigen Inhaltsstoffen weitgehend über das Spannungsfeld aktiviert werden und zwar ausgehend von der Leiteinrichtung, wodurch der Beruhigungsabschnitt, der Beschleunigungsabschnitt und der Im pulsabschnitt zur Verstärkung der Grenzflächenbildung ausgenutzt werden kön nen. Die Wirkung der erwünschten elektrokinetischen Phänomene kann so deut lich erhöht werden, da durch den Beruhigungsabschnitt eine erhöhte Expositions dauer der Flüssigkeit im Spannungsfeld erreicht wird und durch den Impulsab schnitt eine möglichst intensive Strömung erreicht wird, wodurch in Kombination mit der erhöhten Grenzfläche eine Intensivierung der elektrokinetischen Phäno- mene erreicht wird. Die induzierten elektrokinetischen Phänomene wirken sich je doch nicht nur positiv auf die Membranleistung aus, sondern können auch Verän derungen der Inhaltsstoffe der zu filtrierenden Flüssigkeit auf molekularer Ebene hervorrufen. So können beispielsweise die Polarität, der Grad der Agglomeration, sowie chemische Reaktionen beeinflusst werden. Naturgemäß sind auch bekann te Verfahren, wie die Elektrolyse damit umsetzbar. Besonders geeignet ist diese Kombination von Membran-Filterelementen und Elektrokinetik in kolloiddispersen Flüssigkeiten (z.B. Milchprodukte), die durch die feine Verteilung der verschiede nen Phasen enorm große Grenzflächen bezogen auf ihr Volumen aufweisen. Durch die Interaktion der Membranen mit diesen Grenzflächen zwischen den Pha sen werden diese mechanisch aktiviert. Entscheidend für die elektrostatische Wechselwirkung zwischen den Phasen (Teilchen, Tröpfchen, Bläschen) ist deren Ladung bzw. die zwischen den Molekülen wirkenden Van-der-Waals-Kräfte. Diese Wechselwirkungen können wiederum über die Elektrokinetik beeinflusst werden, sodass diese Membran-/Elektrokinetik-Verfahrenskombination die Aktivierung an den Phasengrenzen über gleichzeitig mechanische wie elektrostatische Impulse intensiviert.

Um ein gleichmäßiges Spannungsfeld zu erzeugen, kann an sich gegenüberlie genden Seiten des Innenmantels des Behälters je eine Leiteinrichtung, die eine Elektrode aufnimmt, vorgesehen sein. Naturgemäß müssen die Elektroden zur Er zeugung eines Spannungsfeldes entgegengesetzt gepolt sein. Es können auch mehrere, beispielsweise drei oder sechs umfangseitig am Innenmantel des Behäl ters angeordnete Leiteinrichtungen vorgesehen sein, die je eine Elektrode aufwei sen und einen ersten Elektrodensatz bilden. Ein zweiter Elektrodensatz mit einer dem ersten Elektrodensatz entgegengesetzten Polung kann im Bereich der Behäl terachse vorgesehen sein. Dadurch erstreckt sich das Spannungsfeld von den Elektroden in der Leiteinrichtung am Innenmantel des Behälters über die Fil terelemente bis zur Elektrode im Bereich der Behälterachse. Bei einer Auslegung der Vorrichtung mit mehreren Rotoren, wobei zwischen den Tragevorrichtungen der Rotoren eine einem Stator zugeordnete Tragevorrichtung für Filterelemente angeordnet ist, können die Elektroden auch an der Tragevorrichtung des Stators angeordnet sein. Damit bei den verschiedenen möglichen Anordnungen der Elekt- roden ein stabiles Spannungsfeld aufrechterhalten werden kann, sind die Fil terelemente vorzugsweise über Edelstahl-Innenkerne geerdet. Unabhängig von der tatsächlichen Anordnung der Elektroden kommt es durch die Rotation der Fil terelemente in diesem Spannungsfeld aufgrund der großen Filterfläche und der hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen der Flüssigkeit und den Filterelementen zu einerweiteren Erhöhung der Grenzflächen und damit der gewünschten elektro kinetischen Phänomene.

Um eine homogene Temperaturverteilung im gesamten Bereich des Behälters zu erzielen oder prozessbedingt günstige Temperaturniveaus zu erreichen bzw. zu halten, ohne die im Behälter geführte Flüssigkeit zu kontaminieren, kann als Kon ditionierungsvorrichtung ein Wärmetauscher für ein Temperierfluid zum Temperie ren der zu filtrierenden Flüssigkeit im Behälter vorgesehen sein. Demnach wird kein zusätzlicher Platzbedarf für den Wärmetauscher im mit der Flüssigkeit befüll- ten Innenraum des Behälters benötigt. Durch die große Wärmeaustauschfläche der Leitflächen kann wiederum ein hoher Wärmedurchgang erreicht werden. Im einfachsten Fall kann im Hohlraum der Leiteinrichtung selbst das Temperierfluid geführt werden. Dazu kann die Leiteinrichtung über einen Temperierfluidzulauf und einen Temperierfluidablauf verfügen.

Damit unterschiedliche Prozessfluide steril in den Behälter eingetragen werden können und gleichzeitig eine beabsichtigte Beeinflussung des Strömungsprofils ermöglicht wird, wird vorgeschlagen, dass als Konditionierungsvorrichtung eine Dosiereinrichtung für in den Behälter eindüsbare Prozessfluide vorgesehen ist. Unter Prozessfluide sind sowohl Flüssigkeiten als auch Gase zu verstehen. Als Prozessfluide können beispielsweise Emulgatoren, Reinigungsmittel zum Reinigen der Filtermittel, Desinfektionsmittel, Sauerstoff, Stoffe zum Verstärken chemischer und/oder phasentrennender Prozesse eingesetzt werden. Zudem ist es denkbar, dass als Prozessfluide Temperierfluide eingesetzt werden. Analog zu bereits ge nannten Konditionierungsvorrichtungen kann die Dosiereinrichtung ebenfalls die Geometrie der Leiteinrichtung zur Verstärkung der Effekte der Prozessfluide ein gesetzt werden. Die Dosiereinrichtungen können während der Filtration zur Mani pulation vor Prozessbedingungen eingesetzt werden, oder aber auch vor bzw. nach der Filtration zur Sterilisation bzw. Reinigung des Behälters und der Fil terelemente.

Soll die zu filtrierende Flüssigkeit, auch ohne einen Eintrag von Prozessfluiden in den Behälter, konditioniert werden können, kann als Konditionierungsvorrichtung eine Leuchteinrichtung zum Einbringen elektromagnetischer Wellen vorgesehen sein. Zur Desinfektion der Flüssigkeit kann beispielsweise UV-Strahlung einge setzt werden.

Um eine homogene Beeinflussung der Prozess- und Strömungsbedingungen im gesamten Bereich des Behälters zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass im Be reich der Behälterachse ein wenigstens eine Zentrumsleiteinrichtung für das Fluid aufweisender Rotor oder Stator angeordnet ist, der einen als Aufnahme wirkenden Hohlraum für die wenigstens eine Konditionierungsvorrichtung zum Einstellen der Prozessbedingungen ausbildet. Dadurch können sämtliche von den Konditionie rungsvorrichtungen ausgehenden Einstellungen der Prozessbedingungen auch ausgehen vom Zentrum des Behälters durchgeführt werden. Die Zentrumsleitein richtung kann auch selbst als Elektrode dienen oder ein Bestandteil der Elektrode sein.

Kurze Beschreibung der Erfindung

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zei gen

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in Vorderansicht.

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in Draufsicht und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht.

Wege zur Ausführung der Erfindung Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten, beispiels weise Wasser, Abwasser, inhomogene Flüssigkeitsmischungen, in der Lebensmit tel- oder chemischen Industrie eingesetzte bzw. erzeugte Rohstoffe und (Zwi- schen)-Produkte, weist, wie insbesondere Fig. 1 zu entnehmen ist, einen Behälter 1 auf, der über einen oder mehrere als Behältereinlässe aber auch als Behälter auslässe fungierende Stutzen 2 befüllt werden kann. Die zu filtrierende Flüssigkeit wird mittels Filterelemente 3, welche auf einer Tragvorrichtung 4a,b,c angeordnet sind filtriert bzw. aufkonzentriert. Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform weist drei Sätze an Filterelementen 3 auf. Ein erster Satz an Filterelementen 3 ist auf einer Tragvorrichtung 4a angeordnet, die die Filterelemente 3 auf einer äußeren Kreisbahn bewegt. Ein zweiter Satz an Filterelementen 3 ist auf einer Tragvorrich tung 4b angeordnet, die die Filterelemente 3 auf einer inneren Kreisbahn bewegt. Ein dritter Satz an nicht rotierenden Filterelementen 3 befindet sich zwischen den auf der Tragvorrichtung 4a und Tragvorrichtung 4b angeordneten Filterelementen 3 und ist auf einer Tragvorrichtung 4c angeordnet. Die Tragvorrichtungen 4a, b sind dabei je mit einem um eine Behälterachse 5 rotierend antreibbaren Rotor 6a, b, der jeweils eine in einer Stirnwand 7a, b gelagerte Hohlwelle 8a, b umfasst, antriebsverbunden und beabstanden die Filterelemente 3 von der Behälterachse 5. Die statische Tragvorrichtung 4c beabstanden die statischen Filterelemente 3 von der Behälterachse 5. Die Filterelemente 3 sind durch die Tragvorrichtungen 4a,b,c mit der Hohlwelle 8a, b bzw. mit Behälterauslässen 9c strömungsverbun den, wodurch das gefilterte Permeat entsprechend den Strömungspfeilen S aus dem Behälter 1 abgeführt werden kann. Das aufkonzentrierte Retentat kann über einen oder mehrere als Behälterauslass fungierende Stutzen 2 abgeführt werden. Zur Strömungsbrechung und zum Aufprägen eines gewünschten Strömungsprofils auf die zu filtrierende Flüssigkeit umfasst ein Innenmantel des Behälters 1 Leitein richtungen 10, die zudem die zu filtrierende Flüssigkeit gegen die Filterelemente 3 umleitet. Grundsätzlich kann nur eine Leiteinrichtung 10 vorgesehen sein, wiewohl sich besonders günstige Bedingungen zur Aufprägung eines gewünschten Strö mungsprofils ergeben, wenn mehrere Leiteinrichtungen 10 umfangseitig am In nenmantel des Behälters 1 angeordnet sind, wie dies beispielsweise der Fig. 2 zu entnehmen ist. Erfindungsgemäß bilden die Leiteinrichtungen 10 eine Aufnahme für verschiedene Konditionierungsvorrichtungen zum Einstellen von Prozessbe- dingungen, wodurch eine Vorrichtung auch nach einer Erstinbetriebnahme erwei tert werden kann. Dies hat zur Folge, dass auch im Nachhinein auf etwaige pro zessbedingte Probleme reagiert und eine maximale Filterleistung erreicht werden kann, ohne durch Einbauten im Behälter 1 das Strömungsverhalten der zu filtrie renden Flüssigkeit auf negative Weise zu verändern.

Damit sich das berechnete, von den Leiteinrichtungen 10 auf die Flüssigkeit auf zuprägende Strömungsprofil auch bei einer Vielzahl von Konditionierungsvorrich tungen ungestört ausbilden kann, kann die Aufnahme, wie dies Fig. 2 zu entneh men ist, dabei ein Hohlraum 11 sein, der von einer Leiteinrichtung 10 und einem Außenmantel 12 des Behälters 1 aufgespannt ist.

In Fig. 2 sind mögliche im als Aufnahme wirkenden Hohlraum 11 angeordnete Konditionierungsvorrichtungen dargestellt. Zum Eintrag von elektrokinetischen Phänomenen, beispielsweise die Elektrobenetzung, also die Änderung der Ober flächenspannung der zu filtrierenden Flüssigkeit, können in den Hohlräumen 11 Elektroden 13 vorgesehen sein. Besonders starke grenzflächenbedingte Phäno mene ergeben sich dabei, wenn die als Aufnahme für die Elektrode 13 wirkende Leiteinrichtung 10 Teil der Elektrode 13 ist. Es versteht sich dabei von selbst, dass sämtliche eingesetzten Elektroden zum Behälter 1 hin isoliert sein müssen.

Zum Temperieren der im Behälter geführten Flüssigkeit, ohne diese zu kontami nieren, kann als Konditionierungsvorrichtung ein Wärmetauscher 14 vorgesehen sein.

Über Dosiereinrichtungen 15 können zudem Prozessfluide, beispielsweise Emul gatoren, Reinigungsmittel zum Reinigen der Filtermittel, Desinfektionsmittel, Sau erstoff, Stoffe zum Verstärken chemischer und/oder phasentrennender Prozesse eingedüst werden. Die Dosiereinrichtungen 15 können über Speichertanks verfü gen.

Aus Fig.2 ist weiter eine Vorrichtung mit einer Vielzahl an Leiteinrichtungen 10 er sichtlich. Dies ist nur als Beispiel aufzufassen. Eine Vorrichtung kann eine beliebi- ge Anzahl an Leiteinrichtungen umfassen. Außerdem kann eine erfindungsgemä ße Vorrichtung beispielsweise nur Elektroden 13, nur einen Wärmetauscher 14 oder nur eine Dosiervorrichtungen 15 als Konditionierungsvorrichtung, sowie eine beliebige Kombination daraus aufweisen.

Wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, kann im Bereich der Behälterachse 5 ein Rotor oder Stator 17 angeordnet sein, der einen als Aufnahme wirkenden Hohlraum 11 für zwei Elektroden 13 ausbildet und eine Zentrumsleiteinrichtung 18 umfasst. Die im Stator 17 angeordneten Elektroden 13 weisen eine zu den Elekt roden 13, welche in den am Innenmantel des Behälters 1 angeordneten Leitein richtungen 10 angeordnet sind, entgegengesetzte Ladung auf. Die Aufnahme des Stators 17 kann auch einen Wärmetauscher 14 oder eine Dosiereinrichtung 15 umfassen. In einer alternativen Ausführungsform kann die Zentrumsleiteinrichtung 18 selbst als Elektrode ausgebildet sein.

Sowohl in den Leiteinrichtungen 10 als auch in der Zentrumsleiteinrichtung 18 können auch Leuchteinrichtungen 19 als Konditionierungsvorrichtung vorgesehen sein.

Um vorteilhafte Bedingungen beim Befüllen und Entleeren der Vorrichtung zu er zeugen, kann diese über ein Entlüftungsventil 20 verfügen. Dieses Ventil 20 kann auch zur kontinuierlichen Entleerung des Retentats genutzt werden.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die von den Leiteinrichtungen 10 gebildeten Aufnahmen nehmen einen ersten Satz an Elektroden 13 auf. Die Zentrumsleiteinrichtung 18 nimmt einen zweiten Satz an Elektroden 13 auf. Die Gegenelektroden werden von den Edelstahl- Innenkernen 21 der Filterelemente 3 gebildet. Das Spannungsfeld wirkt demnach zwischen dem ersten Satz an Elektroden 13 und den Edelstahl-Innenkernen 21 und zwischen dem zweiten Satz an Elektroden 13 und den Edelstahl-Innenkernen 21.