Druck- vs. Vakuumfiltration: Ein Leitfaden für die richtige Auswahl von Filtrationsanlagen zur Optimierung Ihres Betriebs

Lassen Sie uns zunächst eine Reihe von kritischen Fragen untersuchen, die Sie bei der Auswahl von Filtrationsanlagen berücksichtigen sollten. Kritische Überlegungen sind sowohl betriebs- als auch prozessbezogen:

• Handelt es sich bei dem Verfahren um einen Batch- oder einen kontinuierlichen Betrieb? Wie lang ist die Betriebszeit pro Zyklus, um die Feststoffphase von der Flüssigphase zu trennen? Wie viele Chargen werden pro 24 Stunden produziert?
• Welcher Automatisierungsgrad ist für die Filtrationsanlage erforderlich? 
• Gibt es besondere Sicherheitsbedenken, z. B. in Bezug auf Lösungsmittel, Öle oder Mineralsäuren bei hohen Temperaturen? 
• Muss die Prozesstemperatur während des Trennungsschritts beibehalten werden?
• Wie hoch ist die Viskosität des Schlamms bei der Prozesstemperatur? (Hinweis: Die Filtrationsrate ist umgekehrt proportional zur Viskosität).
• Ist ein Filterhilfsmittel wie Kieselgur, Perlit oder Zellulose zur Verbesserung der Filtrierbarkeit zulässig?
• Wie hoch ist die Feststoffbeladung (trocken kg/hr/m²) und die hydraulische Beladung (l/hr/m²)?
• Wie sind die Eigenschaften des optimierten, gebildeten Filterkuchens, z.B. der Kuchenwiderstandswert? 
• Was ist die optimale Kuchendicke, um eine maximale Kuchenporosität bei der erforderlichen Produktionsrate zu erreichen? Wie lang ist die Kuchenbildungszeit? Wie lange dauert das Waschen des Kuchens? Wie lange dauert die endgültige Kuchenentwässerung?
• Wie ist die Partikelgrößenverteilung (PSD) und das spezifische Gewicht (SG) des Schlamms? Wie hoch ist die Dichte der Feststoffphase?
• Falls eine Kuchenwäsche erforderlich ist, sollte es sich um ein Gleichstrom- oder Gegenstrom-Kuchenwaschverfahren handeln?
• Wie hoch ist die angestrebte Endkuchenfeuchte? Wie ist die Qualität des Kuchenaustrags bei der Zielfeuchte?
• Inwieweit können die Prozessbedingungen von Stunde zu Stunde, von Schicht zu Schicht, von Tag zu Tag variieren?
• Kann das Filtergewebe verstopfen, z. B. durch Kolloide oder Öle? Wenn ja, wie häufig muss das Gewebe gereinigt werden, um ein Verblocken zu verhindern?

Obwohl eine detaillierte Analyse auf der Grundlage der zuvor gestellten Fragen erforderlich ist, werden hier einige allgemeine Auswahlrichtlinien aufgeführt: 

Batch vs. Kontinuierlicher Prozess?

Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen Druck- und Vakuumfiltration besteht darin, ob der Prozess kontinuierlich oder im Batch-Modus ablaufen muss. Vakuumfilter arbeiten in der Regel als kontinuierlicher Prozess, während Druckfilter in der Regel als Batch-Prozess arbeiten. Zwei oder drei Druckfilter können jedoch effizient in Reihe geschaltet werden, um einen kontinuierlichen Strom zu verarbeiten.

Merkmale des Filterkuchens

Die Vakuumfiltration ist im Allgemeinen am besten geeignet, wenn der Kuchenwiderstandswert niedrig ist. Die Druckfiltration ist tendenziell günstiger, wenn der Kuchenwiderstandswert hoch ist.

Partikelgrößenverteilung

Die Partikelgrößenverteilung (PSD) ist ein weiterer wichtiger Faktor. Breite Partikelgrößenverteilungen mit einem signifikanten Anteil an großen Partikeln bei hoher Dichte sprechen für den Einsatz von Vakuumfiltern. Enge Partikelgrößenverteilungen mit einem signifikanten Anteil an kleinen Partikeln sind besser für Druckfilter geeignet.

Feuchte des Kuchens

In den meisten Fällen wird mit Druckfiltern aufgrund der höheren Antriebskräfte ein Filterkuchen mit geringerer Feuchtigkeit erzielt als mit Vakuumfiltern. Eine niedrige Kuchenfeuchte ist in vielen Fällen aus Gründen der nachgeschalteten Materialhandhabung oder für eine effiziente thermische Trocknung in der nächsten Prozessstufe wünschenswert.

Prozessvariabilität

Druckfilter sind auch nachsichtiger, wenn es um stromaufwärts gelegene Prozessänderungen oder -schwankungen geht. Es ist zwar wichtig, den Prozess innerhalb der wichtigsten PSD- und SG-Parameter zu steuern, aber wenn eine gewisse Variabilität in der Partikelgrößenverteilung, der Gesamtmenge an Schwebstoffen, dem spezifischen Gewicht des Schlamms und der Partikelmorphologie zu erwarten ist, ist es wahrscheinlich, dass ein Druckfilter in den breiten Betriebsbereichen zuverlässiger arbeitet als ein Vakuumfilter.

Intervention des Betreibers

Vakuumfilter erfordern im Allgemeinen weniger direkte Bedienereingriffe als die meisten herkömmlichen Filterpressen. Natürlich kann dies durch Filterpressenfunktionen wie hydraulische Plattenverschieber, automatische Tuchwäsche usw. gemildert werden. Es gibt einige Filterpressen, wie z. B. die Rollbar-Filterpresse von Micronics, die ausdrücklich für den vollautomatischen und unbeaufsichtigten Betrieb ausgelegt ist, um den Bedarf an Arbeitskräften zu minimieren.

Qualität des Filtrats

Druckfilter bieten in der Regel eine bessere Feststoffabscheidung und damit eine bessere Filtratqualität. Filterpressen nehmen in der Regel mehr als 98 % der verarbeiteten Feststoffe auf. 

Nächste Schritte zur Optimierung Ihres Filtrationsprozesses

Diese Richtlinien sind allgemein gehalten. Ein Experte für Flüssig-Fest-Trennung von Micronics kann Ihren Prozess untersuchen und Ihnen dabei helfen, die beste technologische Lösung zu finden, um Ihre Trennungsanforderungen genau zu erfüllen. Wir entwerfen und konstruieren eine Druck- oder Vakuumfiltrationslösung, die Ihre Prozessziele erfüllt. Micronics hilft Ihnen bei der Auswahl der Filtrationsanlage mit den niedrigsten CAPEX/OPEX, die speziell für Ihren Prozess dimensioniert und entwickelt wurde, und mit Filtermedien, die für Ihren Prozess optimiert sind.  

Die Micronics Engineered Filtration Group bietet auch interne Labortests für Druck- und Vakuumfiltration an. Micronics bietet auch Leihgeräte im Pilotmaßstab an! Erfahren Sie hier mehr über unsere innovative MicroPress™.

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