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Verfahrenstechnik 5/2015

Verfahrenstechnik 5/2015

VERFAHREN UND ANLAGEN

VERFAHREN UND ANLAGEN Franz Fastner Der Vorteil der dynamischen Cross-Flow-Filtration mit keramischen Filterelementen besteht darin, dass keine Hilfsstoffe benötigt werden und somit keine höheren Kosten verursacht werden. Einsatzfelder liegen zum Beispiel in der Klärung von Bier und Wein. In einem Schritt Dynamische Cross-Flow-Filtration zum Aufkonzentrieren und Klären Im Novoflow SSDF-Filtersystem werden keramische Filterscheiben zu einem sog. Stack übereinander gestapelt. Durch die Rotation des Scheibenpaketes wird eine dynamische Überströmung auf den Filterscheiben erzeugt. Die dadurch erzeugten Scherkräfte, gepaart mit Zentrifugalkräften und Wandschubspannungen, bewirken ein kontinuierliches Abreinigen der Filteroberfläche. Durch die unabhängig voneinander regelbaren Parameter Druck und Drehzahl kann so ganz bewusst die Deckschichtbildung beeinflusst werden. Gerade bei empfindlichen Produkten und den individuellen Einstellmöglichkeiten kann die Anlage optimal auf das Medium eingestellt werden. Der Energieverbrauch liegt dabei teilweise bei nur 10 % von einer herkömmlichen Cross-Flow-Filteranlage. Die Novoflow-Filteranlagen finden in der Prozessindustrie wie Pharma, Food, Chemie und Biotechnologie ihren Einsatz. Das Funktionsprinzip ist immer gleich, wobei Materialien und Steuerungstechnik individuell auf das Produkt bzw. den Kundenwunsch abgestimmt werden können. Gerade die elektrochemische Aufbereitung, die lange Zeit fast in Vergessenheit geraten ist, erweist sich durch den Einsatz moderner Technologien immer mehr als wirtschaftliche Alternative zur Vorbehandlung von Abwasserströmen. Das Design der Filtrationsanlagen eignet sich auch im besonderen Maß zur Eindickung von Stoffströmen, die z. B. als Wertstoffe weiterbearbeitet werden, oder um das Abfallvolumen auf ein Minimum zu verringern. So ist das Novoflow-System auch in der Lage, als Teil einer Gesamtlösung die eigentliche Suspension so aufzukonzentrieren, dass diese durch die Trocknungstechnologie zu einem Wertstoff weiterverarbeitet werden kann. Ein Trockensubstanzgehalt von bis zu 99,8 % ist möglich. In der Wein- und Bierindustrie ist es durch die Eindickung der Wein- und Bierhefe möglich, den Ausstoß deutlich zu erhöhen und das gewonnene Konzentrat bei Bedarf als Pulver oder Granulat zu Futtermittel weiterzuverarbeiten. Die dynamische Cross-Flow-Filtration wird unter Wein-Fachleuten immer beliebter, denn sie bietet während der verschiedenen Stufen der Klärung qualitative und wirtschaftliche Vorteile gegenüber den herkömmlichen Techniken und die Möglichkeit eines hilfsmittelfreien und kontinuierlichen Betriebs. Die verschiedenen Stufen der Klärung sind ein wichtiger Schritt bei der Weinherstellung. Sie bestimmen Geschmack, Aroma, das Erscheinungsbild und somit auch die Qualität und den kommerziellen Erfolg des Weins. 10 bis 20 % des insgesamt gewonnenen Weins ist im Sediment enthalten und bedarf einer weiteren Behandlung. Die traditionell für diese Zwecke genutzten Systeme sind Drehfilter und Filterpressen. Jedoch werden neu aufkommende Technologien immer stärker eingesetzt. Hier vor allem die dynamische Cross-Flow-Filtration mit Keramikmembranen. Mit hohem Feststoffgehalt Die dynamische Cross-Flow-Filtration von Novoflow, auch SSDF (Single Shaft Disc Filter) genannt, kommt immer dann zum Einsatz, wenn ein flüssiges Medium von Feststoffen getrennt werden soll. Die Klärung mit keramischen Membranen befreit den Most von Bestandteilen, die eine Trübung verursachen bzw. von Mikroorganismen und anderen Ablagerungen. Auf diese Weise werden eine unkontrollierte Gärung sowie das Auftreten von unerwünschten Gerüchen und Aromen vermieden. Durch die Klärung mit dem SSDF-System wird der Feststoffgehalt auf weit unter 1 % reduziert. Der Vorteil der dynamischen Cross-Flow- Filtration mit keramischen Filterelementen gegenüber herkömmlichen Techniken besteht darin, dass keine weiteren Hilfsstoffe benötigt werden und somit keine höheren Kosten verursacht werden. Fast keine Oxidation Durch diese Betriebsweise wird das Produkt äußerst schonend behandelt. Durch die inerte Keramik treten keine Geschmacksveränderungen beim Produkt auf – im Gegensatz zu manchen polymeren Membranen. Ein Anwendungsbeispiel Autor: Franz Fastner, Gesellschafter-Geschäftsführer, Novoflow GmbH Umwelt und Filtertechnik, Rain

02 Durch die Rotation des Filterstacks wird eine dynamische Überströmung auf den Filterscheiben erzeugt 01 Keramische Filterscheibe Wie Sie aus Biogasrückständen richtig Geld machen können! Der SSDF wird mit Keramikscheiben unter Druck betrieben, sodass ein Sauerstoffeintrag stark reduziert wird. Dies ist ganz wesentlich für seinen Einsatz bei der Klärung von sauerstoffempfindlichem Wein, Most oder Fruchtsaft. Gleichzeitig ist die Anlage so konstruiert, dass die Maschine einfach und inline zu reinigen ist und somit auf ein zusätzliches externes CIP-System verzichtet werden kann. Einen niedrigen Energieverbrauch erreicht der SSDF über die Entkoppelung von Druck und Überströmgeschwindigkeit. Außerdem werden die Keramikmembranen kontinuierlich mit Filtrat über eine Pumpe rückgespült. Vielfältig einsetzbar SSDF nutzen die Zentrifugalkräfte, Wandschubspannungen und Turbulenzen, um feste sowie flüssige Bestandteile von Most oder Wein zu trennen. Dazu wird das Produkt in einen Edelstahlbehälter mit gestapelten Keramikscheiben eingebracht, die sich mit ca. 7 m/s drehen. Durch die dabei auftretenden Zentrifugalkräfte werden Partikel mit höherer Dichte von der Scheibenoberfläche ferngehalten. Novoflow hat Filtrationsanlagen für Leistungen zwischen 25 und 20 000 l/h im Programm. Diese ermöglichen eine Reduzierung der Weintrübung auf deutlich unter 1 NTU (NTU: nephelometrischer Trübungswert). Dank des effizienten Systems liegt der Feststoffgehalt des Schlamms bei mehr als 30 % und die Weinrückgewinnung bei bis zu 70 %. Das bedeutet auf einer Seite, dass der Weinverlust sehr gering gehalten wird und auf der anderen Seite, dass das Produkt wenig belastet wird. Durch den Einsatz von Verdrängerpumpen wird eine schonende Behandlung des Produktes garantiert und die mechanische Belastung der Hefen und Trubstoffe durch die Scherkräfte vermindert. Ebenfalls ist durch den Einsatz von Keramikfilterscheiben mit einer Trenngrenze von < 0,2 µm eine sterile Filtration sowie, von der ersten Sekunde an, ein klares Filtrat garantiert. Novoflow SSDF Filter kommen für die kontinuierliche Extraktion von Weinen, Getränke- und Fruchtsäften zur Klärung und für die permanente Aufbereitung von Gelägern zum Einsatz. Auch können diese Anlagen in unveränderter Bauweise für viele andere Fest- Flüssig-Trennungen verwendet werden. Selbst schwierige Produkte mit hoher Viskosität können durch das ausgeklügelte System schnell und einfach behandelt werden. Fotos: Katja Friedl, Novoflow www.novoflow.com Dekanter der GEA Westfalia Separator Group: effizientes Bindeglied zwischen Biogaserzeugung und Gärrestaufbereitung. So erzeugen Sie marktfähigen Dünger und schließen Stoffströme. GEA Westfalia Separator Group GmbH Werner-Habig-Straße 1, 59302 Oelde, Deutschland Tel.: +49 2522 77-0, Fax: +49 2522 77-2950 ws.info@gea.com, www.gea.com GEA Mechanical Equipment engineering for a better world ET-01-007

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