Die inneren Werte zählen

Variables Filtergehäuse für Beutel und Kerzen

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10.04.2017 Prozesstechnik ist auch so schon kompliziert genug! Wegen ihrer einfachen Bedienung sowie der günstigsten Relation von Kosten zu Durchsatzleistung sind Beutelfiltergehäuse als Prozessfilter zum Abtrennen von Feststoffen aus Flüssigkeiten häufig die erste Wahl bei der Verfahrenskonzeption und der anschließenden Anlagenplanung.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Mit gefalteten Filterbeuteln lassen sich Filtratqualität und Standzeit erhöhen – und das ohne einen kostenintensiven Umbau der Anlage.
  • Zudem lassen sich auf einfache Weise die Vorteile von Tiefenfilterkerzen und Faltelementen in bestehende Beutelfiltergehäuse integrieren.
  • Auch der Service-Aspekt stand bei der Entwicklung im Vordergrund. So konnte der Hersteller hier eine zeiteffiziente Lösung finden, durch den Betreiber die Dauer kostspieliger Anlagenstillstände reduzieren können.

So auch bei der Herstellung von Feinchemikalien, wo Beutelfiltergehäuse zum Sicherstellen der Produktreinheit an unterschiedlichen Stellen zum Einsatz kommen. Ist die Anlage gut ausgelegt, erfüllt die Filtration mit Filterbeuteln zunächst auch den gewünschten Zweck. In vielen Fällen aber genügt die Anlage bald schon nicht mehr den gestiegenen Anforderungen der Qualitätssicherung. Aus eben diesem Grund wollte ein Hersteller von Feinchemikalien mit Sitz im Rhein‐Main‐Gebiet solch eine bestehende Prozessfiltration nachträglich optimieren. Zudem war die Standzeit der eingesetzten Standardfilterbeutel unbefriedigend.

Upgrade ohne Anlagenumbau

Naheliegend schien, die Problemlösung durch einen kompletten Ersatz der bestehenden Filtration mit Filterbeuteln gegen eine Filtration mit Filterkerzen zu bewerkstelligen. Eine solche Maßnahme bedeutet aber einen Anlagenumbau und ist daher meist kostenintensiv. Als Alternative diskutierten die Verantwortlichen auch die Ergänzung um zusätzliche Filtrationsschritte. Probleme sind hier aber der zusätzliche Platzbedarf und die Pumpenleistung. Denn der Umbau auf eine mehrstufige Filtration mit zusätzlichen Filtergehäusen zur Aufnahme von Filterkerzen – mit besserer Abscheiderate – benötigt auch die räumlichen Voraussetzungen. Wenn die vorhandene Pumpenleistung nach der Erweiterung nicht mehr ausreicht, kommen zusätzliche Probleme auf, denn dann ist es nötig, für den Umbau das komplette Pumpenaggregat abzuändern. Über diese Problemstellung haben sich die Filterexperten von Wolftechnik Gedanken gemacht, die in engem Kontakt mit Anlagenherstellern und mit Endkunden stehen. Die Fragestellung lautete: Wie ist es möglich, Filtratqualität und Standzeit von Beutelfiltern zu optimieren oder in vorhandenen Beutelfiltergehäusen sogar die Vorteile von Tiefenfilterkerzen und Faltelementen nutzen zu können, die von ihrer Bauform her eigentlich in Kerzenfiltergehäuse eingebaut werden müssen? Und zwar so, dass ein Betreiber seine bereits bestehende Anlage nicht umbauen muss. Die Antwort auf diese Fragestellung führte gleich zu einer Reihe von Produkten, wie den gefalteten Filterbeuteln und den Lupus‐II‐Filterelementen. Mit beiden Lösungen war es möglich, bei dem Hersteller für Feinchemikalien sowohl die Standzeit, wie auch die Qualität der Filtration zu verbessern, ohne an der Anlage oder am bestehenden Beutelfiltergehäuse etwas ändern zu müssen.

Neue Perspektiven für die Qualität

Bei gefalteten Filterbeuteln Typ WFB‐1AP verlängert sich die Standzeit durch die Faltung analog zur größeren Filterfläche. Bei dem exklusiv in Größe 1 und Größe 2 verfügbaren Filterbeutel mit Filterfeinheiten von 1 bis 100 µm ergibt sich durch die Faltung eine Filterfläche von 1,2 m2. Damit steht im Vergleich zu herkömmlichen Filterbeuteln die 2,5‐fache Filterfläche zur Verfügung. Durch den Einsatz von 2‐lagigen Filterbeuteln mit innenliegender Faltung Typ WFB‐2IP verbessert sich neben der Standzeit gleichzeitig zudem die Rückhalterate. Der ebenfalls exklusiv in Größe 1 und Größe 2 verfügbare Filterbeutel mit Filterfeinheiten von 1 bis 100 µm passt, wie auch der WFB‐1AP, in alle Wettbewerbsgehäuse (Druckbehälter und Körbe). Weitere Vorteile ermöglicht der Abdichtkragen für sicheres Abdichten, mit dem die Filterbeutel des Herstellers ausgerüstet sind. Ein darüber hinausgehender qualitativer Upgrade ermöglicht der Einsatz von Lupus‐II‐Filterelementen. Bestandteil der Filterelemente, die je nach Filtrationsaufgabe wahlweise als Tiefenfilterelemente, Faltelemente oder Multi‐Layer‐Faltelemente ausgeführt sind, ist ein speziell entwickeltes Adapterstück. Die Filterelemente lassen sich dadurch ohne Entfernen des Filterkorbes in die vorhandenen Beutelfiltergehäuse aller gängigen Hersteller der Größen 1 und 2 einsetzen. Das Adapterstück dichtet die Filterelemente ohne zusätzliche Umbauteile in den Druckaufnahmekörben ab. Alle Komponenten der Filterelemente sind thermisch verschweißt und ohne Klebstoffe hergestellt.

Testphase stand am Anfang

Am Anfang der Anlagenoptimierung bei dem Hersteller für Feinchemikalien stand eine Testphase, für die der Trenntechnik-Spezialist das Testequipment zur Verfügung stellte. Original verpackte, nicht benötigte Filterelemente nahm das Unternehmen am Ende wieder zurück – so blieben für den Anwender die Kosten des Anlagentests überschaubar. Dieser war enorm wichtig, denn erst im Praxisbetrieb lassen sich die Auswirkungen auf den Prozess und der Erfolg der Maßnahme abschließend beurteilen. Im ersten Schritt fuhr der Betreiber an der bestehenden Anlage Versuche mit unterschiedlichen Filtereinsätzen und ermittelte so die Resultate in Bezug auf Standzeit und Filtratqualität. Da in der Prozessfiltration keine ferritischen Partikel abgetrennt werden mussten, wurde auf einen Test mit einem zusätzlichen Magnetstab‐Einsatz verzichtet. Wichtigstes Kriterium bei der Auswertung der Versuche war die Verbesserung der Qualität. Zudem standen die Kosten der Filtration in Relation zur Durchsatzleistung im Fokus. Die Lupus‐II‐Multi‐Layer‐Faltelemente zeigten hier das beste Resultat. Ihre in mehreren Lagen gefaltete Struktur, bei der die Filterlagen in Durchflussrichtung immer feiner werden, ermöglicht neben einer langen Standzeit auch eine hohe Schmutzaufnahmekapazität. Dieses Ergebnis der Anlagenoptimierung bei dem Hersteller für Feinchemikalien lässt sich auch auf weitere Produkte der chemischen Industrie übertragen, beispielsweise Reinigungsmittel, Waschlotionen, Kosmetik, Hygieneprodukte, Weichmacher zur Weiterverarbeitung in der Kunststoffindustrie, Lebensmitteltechnik sowie Farben und Lacke.

Ein Gehäuse für fast alle Systeme

Gegenüber diesen Spezialprodukten wären Standardkerzenfilter im Dauerbetrieb deutlich günstiger im Unterhalt, da diese insgesamt eine größere Filterfläche haben und eine längere Standzeit liefern. Besser ist es deshalb, bereits bei der Planung einer Anlage und auch bei einer umfangreichen Anlagenmodernisierung gleich die richtigen Weichen zu stellen. Wenn absehbar ist, dass die Anlage zu einem späteren Zeitpunkt höhere Qualitätsanforderungen zu erfüllen hat – zunächst aber nicht mit Filterkerzen betrieben werden muss – empfiehlt der Hersteller bei der Anlagenkonzeption von vornherein WTBKF‐Beutel‐Kerzenfiltergehäuse einzuplanen. In den Kombigehäusen können Betreiber alle zuvor beschriebenen Filtermedien einbauen; es ist also ein Upgrade vom günstigen Beutelfilter bis hin zu Standardkerzenfiltern möglich. Die Mehrkosten gegenüber einer Nachrüstung auf ein Standardkerzen-Filtergehäuse sind beim Endanwender nach einem Upgrade schnell amortisiert.

Standfester Sockel für guten Service

Neben dem Erfüllen der Filtrationsaufgabe ist für Betreiber auch ein unkomplizierter Service wichtig, beispielsweise beim Filtermedienwechsel. So ist ein komplizierter Service nicht alleine nur mitarbeiterunfreundlich, sondern kostet durch längeren Anlagenstillstand auch teure Produktionszeit. Der Hersteller empfiehlt hier einen Standsockel aus Edelstahl, der eine kompakte Anlage ermöglicht. Im Gegensatz zur Aufstellung mit Dreibein oder drei angeschweißten Füßen baut das Gehäuse mit dem Standsockel deutlich niedriger, wodurch die Deckelöffnung des Gehäuses von Augenhöhe in Richtung Brusthöhe oder sogar darunter wandert, was die Zugangsmöglichkeit ans Gehäuse für Filterwechsel und Wartung deutlich erleichtert. Die Servicezeiten sinken, und auch die Arbeit insgesamt gestaltet sich sauberer und anwenderfreundlicher. Ein weiterer Vorteil des Sockels zeigt sich, wenn der Anwender den Austritt wieder in die Waagrechte führen muss: Der beim Dreibein übliche 90°-Bogen, der am unteren Austritt Richtung Boden wieder in die Waagrechte führt, entfällt. Vielmehr ermöglicht hier der nach innen gewölbte Standsockelboden mit bodenbündigem Auslauf eine saubere Restentleerung.

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Heftausgabe: April 2017
Peter Krause,  Geschäftsführer, Wolftechnik  Filtersysteme

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Peter Krause, Geschäftsführer, Wolftechnik Filtersysteme
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