Neue Technik für mehr Durchsatz und weniger Immission

Hochtemperaturfilterpresse spart Energie und Raum

Die „All inklusive“ Filter-Presse filtert und trocknet in einem Arbeitsgang. Bild: MSE

In der Verfahrenstechnik ist die Automatisierung nicht so einfach zu erreichen wie in der industriellen Fertigung. Für Prozesse gilt, exakt reproduzierbare Bedingungen einzuhalten, Stoff- und Energieströme zu beherrschen und dabei immer den Wirkungsgrad bzw. die Ausbeute der Prozesse im Auge zu behalten. Ein Bereich ist dabei die Trennung fester und flüssiger Bestandteile. Ein neuer Ansatz in der industriellen Filtration verbindet das bewährte System der Filterpresse mit Heizplatten. Bei Temperaturen bis weit über 100° C sind nun in einem geschlossenen Arbeitsgang Filtration und Kuchentrocknung zusammengefasst. Das spart Zeit, Kosten und senkt die Immissionen.

Moderne Filterpressen gehören zur Grundausrüstung vieler Produktionsverfahren. Sie bieten die Möglichkeit, Partikel mit großer Effizienz bei hohem Durchsatz abzutrennen. Dabei ist die mechanische Belastung der Feststoffe, im Gegensatz zu Zentrifugen, nur minimal. Gleichzeitig garantiert der Filter als geschlossenes System ein sauberes Filtrat und geringe Immissionen. Automatisierte Pressen mit automatischer Filterkuchen-Entleerung gibt es schon länger, die MSE Filterpressen GmbH aus Remchingen bei Karlsruhe geht nun einen Schritt weiter. Sie integriert den Trocknungsvorgang des stark entwässerten Filterkuchens gleich in die Presse. Die neue Filterpresse kann dabei im Gegensatz zu früheren Ausführungen bei Temperaturen bis weit über 100 °C betrieben werden. Damit lassen sich in vielen Fällen Prozesszeiten verkürzen und die Größe von Anlagen reduzieren.

Verfahrensoptimierung

Funktionsschema der Hochtemperaturfilterpresse, Herzstück sind die neu entwickelten Wärmetauscherplatten. Bild: MSE

Funktionsschema der Hochtemperaturfilterpresse, Herzstück sind die neu entwickelten Wärmetauscherplatten.

Auch beheizbare Filterpressen gibt es schon länger. Ursprünglich wurden sie hauptsächlich in der Abfallbehandlung eingesetzt, um steigende Entsorgungskosten zu minimieren. Für diese Filterkuchentrocknung reichten schon vergleichsweise geringe Temperaturen aus, um signifikante Einsparungen zu erzielen. Diese erste Generation beheizbarer Pressen arbeitete mit Heizplatten aus Polypropylen (PP). Entsprechend gering war die Temperatur des Heizmediums (max. 90 °C) und der Wirkungsgrad. Zudem ist der Wärmeübergang durch die geringe Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffs limitiert und damit waren die Trocknungszeiten für die Produktion unwirtschaftlich hoch. Ausgehend von diesen frühen Ausführungen entwickelten die Filterexperten nun eine Kombination aus PP-Plattenträger und dem eigentlichen Heizträger aus Edelstahl. So können die Eigenschaften beider Materialien für den Filter-Trockenprozess optimal genutzt werden. PP lässt sich im Spritzguss leicht und exakt formen. Die bessere Wärmeleitung des Metalls in Verbindung mit den nun deutlich höheren Temperaturen des Heizmediums, von weit über 100 °C optimiert den Trocknungsvorgang und verkürzt die Prozesszeit. Die Heizplatte kann zudem in jeder Stahlqualität hergestellt und mit einer spezifischen Hochleistungsbeschichtung versehen werden. Damit lässt sich die Wärmeübertragung für jedes Produkt und jede Heiztemperatur optimal einstellen. Für einen weiteren Schritt in Richtung höhere Effizienz der Filterpresse wird im Moment an einer verbesserten Heiz-Filterplatte nach diesem Prinzip geforscht. Ziel dieser Entwicklung ist noch einmal bis zu 100 % höhere Filtrations-Trockenleistungen zu erreichen. Zudem wird es damit möglich, vor dem Trocknen des Filterkuchens auch einen Waschzyklus in der Presse vorzuschalten.

Vorteile in der Praxis

Immissionsverminderung durch Trocknen im geschlossenen System. Bild: MSE

Immissionsverminderung durch Trocknen im geschlossenen System.

Neben dem klassischen Bereich der verbesserten Abfallbehandlung mit Volumenreduzierung bzw. Senken des Restwassergehaltes für thermische Verwertung ist das neue Verfahren besonders für die Produktverarbeitung geeignet. In Chemie, Pharmazie und anderen Branchen müssen für die nachfolgende Verarbeitung die gewonnenen feuchten Filterkuchen oft weiter getrocknet werden. Gerade hier spielt die Hochtemperaturfilterpresse ihre Vorteile aus. Sind herkömmliche Trockenöfen meist offene Systeme mit entsprechenden Immissionen, so punktet hier die Filterpresse als geschlossenes System mit geringster Umweltbelastung. Zudem bietet die Filterpresse als kompakte Einheit einen deutlichen Vorteil bei Raumbedarf und Energieeinsatz verglichen mit den diskret aufgebauten herkömmlichen Anlagen. So lassen sich auf kleinem Raum deutlich höhere Durchsätze bei geringeren Betriebskosten erzielen. Damit ist das neue Verfahren besonders für den Einsatz bei Platzmangel geeignet. Da sich bestehende Filterpressen auch ohne größere Baumaßnahmen umrüsten lassen, kann so eine Produktionssteigerung und oder Qualitätsverbesserung mit übersichtlichem Aufwand in die bestehende Anlage integriert werden.

Die neue Filterpresse verkürzt die Prozesszeiten und spart gleichzeitig noch Energie und Platz in der Produktion ein. Bild: MSE

Die neue Filterpresse verkürzt die Prozesszeiten und spart gleichzeitig noch Energie und Platz in der Produktion ein.

Moderne, beheizte Filterpressen minimieren den Platzbedarf, da externe Trockner entfallen können. Als geschlossene Systeme vermindern sie schädliche Immissionen und können durch den „Prozess aus einer Hand“ also Filtration, Waschen und Trocknen ohne Zwischenhandling den Durchsatz einer Anlage erhöhen. Dank der nun möglichen Trockentemperaturen von über 100 °C erschließen die neuen Pressen einen weiteren großen Bereich, der bisher nur durch einzelne, getrennte Anlagen abgedeckt werden konnte. Damit spart das System der modernen Heißpresse an vielen Stellen deutlich Kosten gegenüber den konventionellen, diskreten Lösungen ein.

Alle Bilder: MSE

Andreas Zeiff

Andreas Zeiff

Studium des Chemie-Ingenieurwesens und der Chemie, Beschäftigung mit Elektronik, berufliche Tätigkeit im Maschinenbau, seit Ende 1998 journalistisch tätig für das Redaktionsbüro Stutensee.

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Helmut Mantel

Geschäftsführer bei MSE

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