Sedimentierende Stoffe schonend filtrieren

Taktbandfilter

BF
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Taktbandfilter

Das Taktbandfilter vom Typ BF ist ein kontinuierlich arbeitendes, horizontales Vakuumfilter, mit dem sedimentierende Feststoffe aus Suspensionen sicher und zugleich schonend abgetrennt werden. Der sich auf dem Band bildende Filterkuchen kann durch verschiedene Prozessschritte vielfältig weiterbehandelt werden, worin sich die verfahrenstechnische Vielseitigkeit des Taktbandfilter zeigt. Dabei können die jeweiligen Filtrate getrennt erfasst und verarbeitet werden.

Vorteile auf einen Blick:

  • Kontinuierliche und vollautomatische Arbeitsweise
  • Verfahrenstechnische Vielseitigkeit
  • Hohe Durchsatzleistungen möglich
  • Geschlossene und gasdichte Betriebsweise möglich
  • Stationäre Vakuumschalen

Highlights

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Verfahrenstechnische Vielseitigkeit

Während des taktweisen Weitertransports des Bandes ermöglicht das Filter eine Vielzahl an Prozessschritten zur Weiterbehandlung des Filterkuchens: Auswaschen (ggf. mehrfach und im Gegenstrom), Aufschlämmen, Dämpfen, Extraktion, Trockensaugen oder Pressen. Dabei können die Filtrate bei jedem Takt getrennt erfasst und ohne Vermischung verfahrenstechnisch optimal verarbeitet werden.

Fixierte Vakuumschalen

Die Vakuumschalen sowie die zugehörigen Filtratabläufe sind am Filterrahmen fixiert. Ein Verschleiß durch bewegliche Teile ist nicht möglich. Das Filtertuch zusammen mit dem Filterkuchen bewegt sich taktweise vorwärts. Bei jedem Taktstillstand wird das Filtrat nach unten abgesaugt. Danach wird das Vakuum unterbrochen und das Filtertuch für den Weitertransport freigegeben.

Alternative Antriebe

Der Vorschub des Taktbandfilters erfolgt über die Antriebswalze in Verbindung mit einer nachfolgenden Sperrwalze. Der Vorschub kann über einen elektrischen Direktantrieb oder mittels pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Zylindern als Hubbewegung erfolgen.

Schonende Feststoffbehandlung

Die Konzeption des BHS Taktbandfilters erlaubt eine gleichmäßige Suspensionsaufgabe über optimierte Verteileinrichtungen, die den Feststoff schonend aufbringen. Der durch Gravitation und Vakuum gebildete Filterkuchen wird beim Transport und auch während weiterer Behandlungsschritte durch keinerlei zusätzliche mechanische Einflüsse belastet. Dadurch eignet sich das Taktbandfilter unter anderem auch für drucksensible Feststoffe, die es ohne Kornbruch verarbeiten kann.

Offene oder geschlossene Bauweise

Das Taktbandfilter bieten wir in verschiedenen Bauweisen an. Das nach oben offene Taktbandfilter auf einem soliden Stahlrahmen ist die Standardlösung. Zusätzlich kann das Filter mit einer geschlossenen Haube versehen werden. Als weitere Alternative stellen wir geschlossene Kastenfilter her, die auch druck- und gasdicht ausgeführt werden können.

Alternative Werkstoffe

Bei der Auswahl der geeigneten Werkstoffe für produktberührte Teile verfügen wir über umfangreiche Erfahrungen. Falls erforderlich verwenden wir geeignete Edelstahlqualitäten oder Kunststoffe sowie entsprechende Dichtungen. Je nach Anforderung sind geschliffene und polierte Oberflächen realisierbar.

GMP und ATEX

Für Anwendungen in der Pharma-, Nahrungsmittel- und Bioprozessindustrie stellen wir nach GMP-Grundsätzen und mit CIP-Einrichtungen versehene, speziell ausgestattete Taktbandfilter her. Wir sind ebenfalls nach ATEX zertifiziert.

Technik

Aufbau

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[1] Suspensionsaufgabe

Je nach Konsistenz der Suspension können Verteilrinnen mit Staublech, Tellerverteiler oder Löffeldüsen eingesetzt werden. Selbst für dickflüssige und schnellsedimentierende Produkte stehen geeignete Aufgabevorrichtungen zur Verfügung.

[2] Kuchenwäsche

Die Kuchenwäsche erfolgt in der Regel mit Vollkegeldüsen für feststofffreie Waschmedien. Überlaufrinnen oder Siebbodenverteiler finden ihre Anwendung bei mehrstufiger Gegenstromwäsche mit Waschfiltraten.

[3] Vakuumschale

Unter dem Filtertuch befindet sich über die komplette Länge vom Aufgabebereich bis zur Kuchenabnahme die fest installierte Vakuumschale. Sie ist in mehrere, voneinander abgetrennte Zonen unterteilt, die der Vorschublänge des Filterbandes entsprechen. Das Band liegt auf auswechselbaren Stützgittern in der Vakuumschale und wird schonend transportiert. Unterhalb der Stützgitter befinden sich in jeder Zone Filtratsammelkanäle die über den Schalenablauf mit der Filtratsammelleitung verbunden sind.

[4] Tuchspanneinrichtung

Die Tuchspannung erfolgt pneumatisch oder mit Federkraft, und kann an die jeweiligen Eigenschaften der Produkte angepasst werden.

[5] Bandführung

Zwei gegenüberliegende Walzenpaare halten das Filterband exakt in seiner Bahn. Bewegt es sich aus seiner eingestellten Bahn, gibt ein Bandkantenfühler ein Signal, um die Walzenspannung auf der betreffenden Seite zu lösen. Das noch wirksame zweite Walzenpaar auf der gegenüber liegenden Seite führt das Band wieder in die Grundstellung zurück. Beide Walzenpaare sind leicht schräg gestellt, um das Filterband in die Breite zu strecken und faltenfrei zu halten.

[6] Filtratableitung

Jede einzelne Zone der Vakuumschale ist mit dem Filtratsammelrohr separat verbunden. Sollen verschiedene Filtrate exakt getrennt werden, kann das Filtratsammelrohr in Segmente unterteilt werden, analog der Prozesseinteilung auf der Vakuumschale. Schnell öffnende und schließende Absperrorgane unterbrechen beim Bandtransport das Vakuum und belüften für kurze Zeit den Filtratraum.

[7] Antrieb & Motor

Zur Anpassung an wechselnde Durchsätze und Filtrationseigenschaften besitzt das Filter einen stufenlos regelbaren elektrischen Direktantrieb. Dieser besteht aus einem Untersetzungsgetriebe mit direktangeschlossenem frequenzgesteuerten Antriebsmotor. Alternativ bieten wir einen Antrieb über einen pneumatischen oder hydraulischen Hub der Antriebswalze an.

[8] Tuchwäsche

Im Anschluss an den Kuchenabwurf erfolgt die Reinigung des Filtermediums in einer separaten Spülkammer. Hier wird das Tuch von der Kuchenseite, der Rückseite oder von beiden Seiten intensiv abgespritzt und falls erforderlich trockengesaugt.

[9] Kuchenabwurf & Schaber

Der Filterkuchen wird während des Bandvorschubes über die Abnahmewalze umgelenkt, und aufgrund des kleinen Walzenradius größtenteils selbständig abgeworfen. Ein drehbar gelagerter Schaber streift noch anhaftende Kuchenreste vom Tuch.

Prozessschritte

Phase 1: Suspensionsaufgabe & Kuchenbildung

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Phase 1: Suspensionsaufgabe & Kuchenbildung

Das Taktbandfilter bietet verfahrenstechnisch ideale Voraussetzungen für viele Trennaufgaben. Ein Vorteil ist die kontrollierte und von oben kommende Suspensionszuführung. Es wird sichergestellt, dass sich dabei der Feststoff gleichmäßig verteilt und dass er sich ggf. von grob nach fein leicht schichtet. Hiermit wird eine filtrationstechnisch optimale Durchlässigkeit erreicht. Da die Filtration in Schwerkraftrichtung erfolgt, kommt der Differenzdruck des Vakuumsystems in voller Höhe zur Wirkung. Wegen der Horizontallage des Kuchens sind keine zusätzlichen Kräfte für die Kuchenhaftung oder den Filtrattransport erforderlich. Die Suspension wird bis auf die gewünschte Kuchenrestfeuchte filtriert.

 

Phase 2: Waschen

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Phase 2: Waschen

Das Auswaschen gelöster Stoffe aus dem Porensystem vom Filterkuchen ist auf den Taktbandfiltern entsprechend den jeweiligen Anforderungen in geeigneter Weise in Form einer Verdünnungs- oder Verdrängungswäsche durchführbar. In allen Fällen wird der Filterkuchen in den Waschzonen gleichmäßig und vollkommen benetzt. Die Durchströmungswäsche ist durch die Verbesserung der Porenstruktur infolge der leichten Verdichtung des Filterkuchens während des Absaugens auf Taktbandfilter äußerst effizient. Die Aufgabe der Waschflüssigkeit, der Waschfiltrate aus der Gegenstromwäsche oder der unterschiedlichen Medien für Extraktions- oder Ionenaustauschprozesse erfolgt über Verteil- und Zulaufrinnen.

Phase 3: Trocknen

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Phase 3: Trocknen

Im Anschluss an die Filtrations- und Waschstufen können verschiedene Entfeuchtungssysteme zur Trocknung des Filterkuchens zum Einsatz kommen. Neben der reinen Vakuumentfeuchtung mit Luft stehen noch weitere Trocknungssysteme zur Verfügung. So kann mittels Heißluft oder Dampf ein zusätzlicher Trocknungseffekt erzielt werden. Mit der optional verfügbaren Nachpresseinrichtung ist eine mechanische Verdichtung gegebenenfalls zusammen mit einer Ausblasung möglich. Thermische und mechanische Systeme können auch kombiniert werden.

Phase 4: Kuchenabwurf & Tuchreinigung

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Phase 4: Kuchenabwurf & Tuchreinigung

Während des Vorschubes wird der Filterkuchen an der Abnahmewalze abgeworfen. Zur Unterstützung der Abwurffunktion ist ein Schaber installiert, der noch anhaftende Kuchenreste vom Filtertuch abstreift. Alle Taktbandfilter sind so gestaltet, dass das Filtertuch durch zusätzliche Abnahmehilfen wie Schabermesser und Abnahmedrähte nicht mechanisch geschädigt wird. Die Reinigung des Filtermediums erfolgt in der nachfolgenden Spülkammer. Hier wird das Tuch von der Kuchenseite, der Rückseite oder von beiden Seiten mit hohem Druck abgespritzt und falls erforderlich trockengesaugt. Auf diese Art wird die Lebensdauer und Durchlässigkeit des Filtertuches verbessert und die Leistungsfähigkeit des Taktbandfilters langfristig sichergestellt.

Funktion

So arbeiten unsere Taktbandfilter

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So arbeiten unsere Taktbandfilter

Ein umlaufendes Band, das taktweise bewegt wird, ist das Filtermedium. Die Suspension wird in der Regel kontinuierlich aufgegeben. Die Vakuumschalen sind fest am Rahmen befestigt. Das Filtertuch bewegt sich taktweise vorwärts. Bei jedem Taktstillstand wird das Filtrat nach unten abgesaugt. Danach wird das Vakuum unterbrochen. Dadurch wird das Filtertuch freigegeben und kann weitertransportiert werden. Der Filterkuchen bildet sich auf dem Band, er kann durch Auswaschen (ggf. mehrfach und im Gegenstrom), Aufschlämmen, Dämpfen, Extraktion, Trockensaugen oder Pressen weiterbehandelt werden. Dabei können die Filtrate von jeder Vakuumschale getrennt erfasst und ohne Vermischung verfahrenstechnisch verarbeitet werden. An der Abnahmewalze wird der Filterkuchen abgeworfen. Die Tuchreinigung findet während des Bandrücklaufs statt.

Zubehör

Kuchennachpress-Einrichtung

Eine Kuchennachpress-Einrichtung kann optional eingesetzt werden, um eine zusätzliche Feuchtereduzierung von bis zu 50 % zu erreichen. Damit ist ein pneumatisches oder hydraulisches Pressen bis 10 bar (g) sowie ein Pressen und Ausblasen des Filterkuchens möglich. Zudem bieten Verdichtungswalzen und Presswalzen weitere Möglichkeiten.

Filtratabscheider-Station

Filtratabscheider-Stationen werden eingesetzt, um eine Trennung von gasförmigen und flüssigen Medien zu ermöglichen. Die Filtrate werden über geeignete Pumpen aus den Abscheidern gepumpt oder barometrisch abgetaucht. Das Gas wird über eine gemeinsame Sammelleitung zum Vakuumpumpenaggregat geführt. BHS bietet hierfür maßgeschneiderte Lösungen für den individuellen Einsatz, als Komplettaggregat inklusive Verrohrung, Mess-, Regel- und Steuerungstechnik.

Vakuumpumpen-Aggregat

Ein optional verfügbares Vakuumpumpen-Aggregat dient zur Erzeugung des Vakuums für den Bandfilter. Damit wird der erforderliche Unterdruck erzeugt, der für die Funktion des Bandfilters erforderlich ist. Zum Einsatz kommen in der Regel Flüssigkeitsringpumpen. Bestandteile des Aggregates sind neben der eigentlichen Pumpe mit Antrieb, der druckseitige Abscheider, Betriebsflüssigkeitskühler, interne Verrohrung und erforderliches Mess- und Regeltechnik.

Ausführungen

Pharmaausführung

Die Pharmaausführung eines Taktbandfilters ist gemäß EN ISO 22716 zertifiziert und verfügt über geschliffene und polierte Oberflächen. Hierfür werden zertifizierte Werkstoffe (FDA) eingesetzt und die Bauart entspricht der geforderten Verarbeitungsrichtlinie (GMP). Zudem wird eine Oberflächenqualität von Ra < 0,8 µ erzielt.

Geschlossene Ausführung

Taktbandfilter in geschlossener Ausführung werden je nach Anforderung in Edelstahl oder Kunststoff ausgeführt und gewährleisten eine Gasdichtheit bis ± 100 mbar. Sperrsysteme und anwendungsoptimierte Stickstoff-Kreisgasanlagen können ebenfalls integriert werden. Zudem können auch kundenspezifische Einhausungen und Haubenausführungen, beispielsweise als schwadendichte Einhausung, realisiert werden.

Traggurtfilter

Für hohe Durchsatzleistungen oder schnell sedimentierende Feststoffe bietet BHS das Traggurtfilter vom Typ BFR als kontinuierlich arbeitendes, horizontales Vakuumbandfilter.

Technische Daten

Leistungsangaben und Abmessungen
Typ Aktive
Filterbreite
Aktive
Filterlänge
Aktive
Filterfläche
Abmessungen
Länge Breite  Höhe
BF 010 0,1 m 1 m 0,1 m² 1,7 m 0,6 m 0,7 m
BF 025 0,25 m 2 - 5 m 0,5 - 1,25 m² 4 - 8,3 m 1,3 m 1,7 m
BF 050 0,50 m 3 - 10 m 1,5 - 5 m² 5,4 - 12,4 m 1,8 m  1,9 m
BF 100 1 m 3 - 12 m 3 - 12 m² 5,4 - 14,4 m 2,3 m 1,9 m
BF 150 1,5 m 3 - 16,5 m 4,5 - 24,8 m² 5,4  - 18,9 m 2,8 m 1,9 m
BF 200 2 m 4 - 18 m 8 - 36 m² 6,4 - 20,4 m 3,3 m 1,9 m
BF 250 2,5 m 6 - 21 m 15 - 52,5 m² 1 10 - 25 m 4 m 2,3 m
BF 300 3 m 6 - 25,5 m 18 - 76,5 m² 10 - 29,5 m 4,5 m 2,3 m
BF 350 3,5 m 9 - 30 m 31,5 - 105 m² 13 - 34 m 5 m 2,3 m
BF 400 4 m 9 - 36 m 36 - 144 m² 13 - 40 m 5,5 m 2,3 m

Alle genannten Daten entsprechen der Standardausführung. Technische Daten für kundenspezifische Ausführungen können von den angegebenen Daten abweichen. Alle technischen Daten unterliegen der Entwicklung. Jederzeitige Änderungen vorbehalten.
Betriebskriterien
Arbeitsweise kontinuierlich
Betriebsdruck Vakuum
Betriebstemperatur bis 90 °C
Feststoffanteil (Suspension) bis 50 % (Gew.)
Kuchendicke bis 50 mm
Korngröße 1 - 100 µm
Filterleistung – Suspension bis zu 10 m³/m² h
Filterleistung – Feststoff trocken bis zu 1.000 kg/m² h
Aktive Filterfläche 0,1 - 144 m²

Lösungen

Bilder

Versuche schaffen Gewissheit

Welche verfahrenstechnische Lösung eignet sich für Ihren Prozess? Überlassen Sie nichts dem Zufall. In unserem Filtrationslabor testen wir nach Ihren Vorgaben und ermitteln die optimale Lösung.

Downloads

BHS-Prospekt-Taktbandfilter-BF-DE_102018-web.pdf
Prospekt "Taktbandfilter (BF)"
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