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DE102008004237A1 - Method for separating and filtering product, particularly product flow, involves positioning filter and membrane surface over product and product flow in filter area - Google Patents

Method for separating and filtering product, particularly product flow, involves positioning filter and membrane surface over product and product flow in filter area Download PDF

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DE102008004237A1
DE102008004237A1 DE200810004237 DE102008004237A DE102008004237A1 DE 102008004237 A1 DE102008004237 A1 DE 102008004237A1 DE 200810004237 DE200810004237 DE 200810004237 DE 102008004237 A DE102008004237 A DE 102008004237A DE 102008004237 A1 DE102008004237 A1 DE 102008004237A1
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DE
Germany
Prior art keywords
product
filter
flow
membrane
area
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE200810004237
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Dr.-Ing. Schirg
Patrick Dipl.-Chem.-Ing. Wissler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PS PROZESSTECHNIK GmbH
Original Assignee
PS PROZESSTECHNIK GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by PS PROZESSTECHNIK GmbH filed Critical PS PROZESSTECHNIK GmbH
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Priority to EP09000370A priority patent/EP2078556A3/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The method involves positioning a filter and membrane surface (4) over a product and product flow (P) in the filter area (3). A specific light component is conducted upwardly by the filter surface. The product flow is guided along with small flow velocity below the filter and membrane surface. An independent claim is included for a device for filtering a product, particularly a product flow.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Separieren verschiedener Produkte, insbesondere Produktströme.The The invention relates to a method and an apparatus for separating different ones Products, in particular product streams.

Bei der Filtration ist es bekannt, einen unter Druck in den Filtrationsbereich zugeführten Produktstrom über eine unter dem Produktstrom angeordnete Filterfläche oder eine Membran zu führen, wobei die eine abzutrennende Komponente durch den Filter nach unten austritt und als Permeat abgeführt wird, während die über dem Filter zurückgehaltene Komponente den Filterbereich als Retentat verlässt und gegebenenfalls zurückgeführt wird. Damit sich die zurückgehaltene Komponente nicht auf der Filterfläche absetzt und die Filterwirkung beeinträchtigt, kann ein Rührwerk verwendet werden, das über der Filterfläche angeordnet wird, um die zurückgehaltene Komponente im Produktstrom in Bewegung zu halten, damit sie mit der Strömung wieder abgeführt wird. Bei der in der Membranfiltration (Mikro-, Ultra-, Nanofiltration und Umkehrosmose) üblichen Querstromfiltration wird meist eine schnelle Überströmung der Filterfläche durch Pumpen vorgesehen, um eine Akkumulation der zurückgehaltenen Komponente auf der Membran (Konzentrationspolarisation) zu begrenzen. Diese Überströmung der Filterfläche beträgt ein Vielfaches des Permeatflusses durch den Filter. Hierdurch ist ein erhöhter Energieaufwand erforderlich, der nur zum Teil z. B. durch eine Turbine in Retentatstrom, wie dies bei großen Meerwasserentsalzungsanlagen der Fall ist, zurückgewonnen werden kann oder durch Einsatz einer getrennten Druckerzeugungs- und Überströmungspumpe reduziert werden kann. In beiden Fällen ist ein relativ hoher technischer Aufwand erforderlich.at Filtration is known to be under pressure in the filtration area supplied Product flow over a filter surface arranged under the product flow or a membrane, wherein the a component to be separated emerges through the filter downwards and discharged as permeate will, while the above retained by the filter Component leaves the filter area as a retentate and optionally returned. So that the withheld Component does not settle on the filter surface and the filter effect impaired can be a stirrer be used that over the filter surface is arranged to the retained component to keep moving in the product stream, so they can reconnect with the flow is dissipated. In the membrane filtration (micro-, ultra-, Nanofiltration and reverse osmosis) usual Cross-flow filtration is usually a fast flow over the filter surface Pumps provided to accumulate the retained component on the Limit membrane (concentration polarization). This overflow of filter area is a multiple of the permeate flux through the filter. This is an elevated one Energy required, the only partially z. B. by a turbine in retentate stream, as in large seawater desalination plants the case is recovered or by using a separate pressure generating and overflow pump can be reduced. In both cases, a relatively high level of technical Effort required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Filtervorgang so zu gestalten, dass ohne großen apparativen Aufwand gute Filterergebnisse erzielt werden.Of the Invention is based on the task of designing the filtering process in such a way that that without big apparative Effort good filter results can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in den Ansprüchen 1 und 5 gelöst. Dadurch, dass das zu filternde Produkt nicht über, sondern unter der Filterfläche zugeführt wird bzw. unter der Filterfläche längs dieser entlang strömt, häuft sich an der Filterfläche kein Retentat ab, das üblicherweise eine höhere Dichte hat, sondern geht zurück in den Produktstrom, sodass es mit dieser aus dem Filterbereich ausgetragen werden kann, während andererseits durch den im Produktstrom vorhandenen Druck das Permeat ungehindert nach oben durch den Filter tritt.These The object is achieved by the Features in the claims 1 and 5 solved. The fact that the product to be filtered is not supplied via, but under the filter surface or under the filter surface along this flows along heaps up the filter surface no retentate, usually a higher one Density has, but goes back into the product stream, making it with this out of the filter area can be discharged while on the other hand by the pressure present in the product stream, the permeate passes unhindered up through the filter.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe Invention will be explained with reference to the drawing, for example. It demonstrate

1 schematisch eine Anordnung bei der herkömmlichen Querstromfiltration, 1 schematically an arrangement in the conventional cross-flow filtration,

2 schematisch den Filterbereich nach der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, 2 schematically the filter area according to the embodiment of the invention,

3 eine Anordnung entsprechend 2 mit einer Rühreinrichtung, und 3 an arrangement accordingly 2 with a stirring device, and

4 schematisch übereinander angeordnete Plattenmodule, 4 schematically stacked plate modules,

5 eine Filterzelle, und 5 a filter cell, and

6 eine Filtervorrichtung für die Membrankristallisation. 6 a filter device for membrane crystallization.

In 1 ist mit 1 ein Behälter mit einem zu filtrierenden Suspension oder Lösung bzw. einem Produkt bezeichnet, das durch eine Pumpe 2 einem Filterbereich 3, z. B. einer Filterkammer, zugeführt wird, in dem bzw. in der eine ebene Filterfläche oder eine Membran 4 in Strömungsrichtung des Produktstromes P unter diesem angeordnet ist, sodass das durch den Filter tretende Permeat F in den Bereich unter dem Filter 4 austritt und durch eine Leitung 3a abgeführt werden kann, während die, zurückgehaltene Komponente bzw. das Retentat R durch eine Leitung 5 abgeführt und gegebenenfalls in den Behälter 1 über ein Druckhalteventil 5a zurückgeleitet wird. Es kann wird über dem Filter 4 ein Rührwerk 6 im Filterbereich 3 vorgesehen werden, damit sich das Retentat R, das eine höhere Dichte hat als das Permeat, nicht auf der Filterfläche 4 absetzt.In 1 is with 1 a container with a suspension or solution to be filtered or a product referred to by a pump 2 a filter area 3 , z. B. a filter chamber is supplied, in which or in a flat filter surface or a membrane 4 in the flow direction of the product stream P is arranged below this, so that the passing through the filter permeate F in the area under the filter 4 exit and through a pipe 3a can be removed while the retained component or the retentate R through a conduit 5 discharged and, if necessary, into the container 1 via a pressure relief valve 5a is returned. It can be over the filter 4 a stirrer 6 in the filter area 3 be provided so that the retentate R, which has a higher density than the permeate, not on the filter surface 4 settles.

Bei dieser bekannten Querstromfiltration kann zur Verringerung des Energieeinsatzes an der Pumpe 2 auch eine zusätzliche Pumpe 7 zwischen Retentatstrom in der Leitung 5 und dem zum Filterbereich 3 strömenden Produktstrom vorgesehen werden, damit die Pumpe 2 im Wesentlichen nur für den Druckaufbau eingesetzt werden kann und die Förderung von Retentatdurchsatz durch die Pumpe 7 übernommen wird.In this known cross-flow filtration can to reduce the energy input to the pump 2 also an additional pump 7 between retentate flow in the line 5 and to the filter area 3 flowing product stream are provided to allow the pump 2 essentially can only be used for pressure build-up and the promotion of retentate throughput by the pump 7 is taken over.

Bei der erfindungsgemäßen Filtration wird der Produktstrom P unter dem Filter 4 in den Filterbereich 3 geführt, sodass der Permeatstrom bei 3a aus dem Bereich über dem Filter 4 abgeführt werden muss. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass auf diese Weise ohne zusätzliche Maßnahmen eine Verbesserung der Filterleistung erreicht wird, wie die nachfolgend wiedergegebenen Vergleichsbeispiele 1 bis 3 zeigen. Dies ist offensichtlich darauf zurückzuführen, dass sich der schwerere Retentatanteil des Produktstromes nicht an der Filterfläche ansetzt, sondern die Tendenz hat, sich durch Sedimentation vom Filter 4 abzusetzen. Hierdurch wird die Konzentrationsüberhöhung an der Filterfläche während des gesamten Filtervorgangs begrenzt, sodass aufgrund des im Produktstrom vorhandenen Drucks das Permeat ungestört nach oben durch den Filter 4 treten kann und durch die geringere Konzentration an der Membran auch die Permeatkonzentration geringer ist.In the filtration according to the invention, the product stream P is under the filter 4 in the filter area 3 led, so that the permeate at 3a from the area above the filter 4 must be dissipated. It has surprisingly been found that an improvement in the filter performance is achieved in this way without additional measures, such as the reproduced below comparative examples 1 to 3 demonstrate. This is obviously due to the fact that the heavier retentate content of the product stream does not attach to the filter surface, but tends to sediment from the filter 4 discontinued. As a result, the concentration increase is limited at the filter surface during the entire filtering process, so that due to the existing pressure in the product flow, the permeate undisturbed up through the filter 4 can occur and due to the lower concentration of the membrane and the permeate concentration is lower.

Anstelle eines im Produkt bzw. Produktstrom vorhandenen Drucks kann auch ein Unterdruck auf der Oberseite der Filterfläche 4 herrschen, sodass im Produktstrom selbst kein höherer Druck zu herrschen braucht.Instead of a present in the product or product flow pressure can also be a negative pressure on the top of the filter surface 4 prevail, so that in the product flow itself no higher pressure needs to prevail.

Überraschenderweise werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nur bei Suspensionen, sodass auch bei Lösungen erzielt, die keine schwereren Anteile im Produktstrom enthalten.Surprisingly the advantages of the process according to the invention are not limited to suspensions, so even with solutions achieved that contain no heavier levels in the product stream.

Auch hat sich überraschenderweise gezeigt, dass bei bestimmten Produkten die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung der Filterfläche über dem Produkt auch dann erreicht werden, wenn keine oder keine dauernde Strömung längs der Filterfläche stattfindet. Dies ist z. B. bei der nachfolgend näher erläuterten Membrankristallisation der Fall.Also has surprisingly shown that in certain products, the advantages of the inventive arrangement the filter surface above the product be achieved even if no or no continuous flow along the filter area takes place. This is z. B. in the following explained in more detail Membrane crystallization of the case.

3 zeigt ein Rührelement 8 unter dem Filter 4 im Produktstrom im Filterbereich 3, um ein Absetzen von Retentat am geschlossenen Boden des Filterbereichs zu verhindern. Das Rührelement kann durch eine von unten in den Filterbereich 3 eingeführte Welle angetrieben werden. Vorzugsweise wird ein magnetisches Rührelement 8 vorgesehen, das durch eine entsprechende Magneteinrichtung 8a von außen angetrieben werden kann, ohne dass eine Welle in den unten geschlossenen Filtrationsbereich eingeführt wird, die entsprechend dem im Produktstrom herrschenden Druck abgedichtet werden müsste. 3 shows a stirring element 8th under the filter 4 in the product stream in the filter area 3 to prevent settling of retentate on the closed bottom of the filter area. The stirring element can penetrate from below into the filter area 3 introduced shaft to be driven. Preferably, a magnetic stirring element 8th provided by a corresponding magnetic device 8a can be driven from the outside, without a wave is introduced into the closed-down filtration region, which would have to be sealed according to the pressure prevailing in the product flow pressure.

Der Magnetrührer 8 wird vorzugsweise im geschlossenen Boden des Filtrationsbereichs 3 so gelagert, dass er einen ausreichenden Abstand von der Filterfläche 4 aufweist und diese nicht berührt.The magnetic stirrer 8th is preferably in the closed bottom of the filtration area 3 stored so that it is a sufficient distance from the filter surface 4 and does not touch them.

Anhand der 2 und 3 wird lediglich der Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung für die Filtration erläutert, die z. B. in einer Anordnung nach 1 eingesetzt werden kann, wobei die druckerzeugende Pumpe dann nur noch soviel fördern muss, dass die Konzentration am Austritt des Filter- oder Membranmoduls nicht zu hoch ansteigt. Es sind verschiedene Abwandlungen möglich.Based on 2 and 3 only the basic structure of a filter device according to the invention for the filtration is explained, the z. B. in an arrangement after 1 can be used, the pressure-generating pump then only has to promote so much that the concentration at the outlet of the filter or membrane module does not rise too high. There are various modifications possible.

So kann beispielsweise der Filterbereich 3 als Plattenmodul 30 ausgebildet werden, sodass mehrere derartige Plattenmodule 30 übereinander gestapelt werden können, wie 4 zeigt, wobei in jedem Filterbereich eines Plattenmoduls eine über dem Produktstrom liegende ebene Filterfläche 4 vorgesehen ist, die in einem Abstand über einem geschlossenen Boden des Filterbereichs 30 liegt.For example, the filter area 3 as a disk module 30 be formed, so that several such disk modules 30 can be stacked on top of each other, like 4 shows, wherein in each filter area of a plate module, a flat filter surface lying above the product flow 4 is provided at a distance above a closed bottom of the filter area 30 lies.

Die Filterfläche 4 kann gegenüber der dargestellten waagrechten Anordnung auch leicht geneigt zur Waagrechten angeordnet sein, vorzugsweise so, dass sich die Filterfläche 4 in Strömungsrichtung zur Strömung hin neigt. Weiterhin kann die Filterfläche auch quer zur Strömung gewölbt ausgebildet sein. Die Geometrie des Filtrationsbereichs kann an die jeweiligen Erfordernisse bzw. Produkte angepasst werden.The filter surface 4 can also be arranged slightly inclined to the horizontal relative to the illustrated horizontal arrangement, preferably so that the filter surface 4 tends towards the flow in the direction of flow. Furthermore, the filter surface can also be formed curved transversely to the flow. The geometry of the filtration area can be adapted to the respective requirements or products.

Im Falle eines rohrförmigen Filtrationsbereichs würde die untere Hälfte des Rohres geschlossen und die obere Hälfte oder ein Abschnitt der oberen Hälfte des Rohres als Filter- bzw. Membran ausgebildet im Gegensatz zu einem über den ganzen Umfang aus Filtermaterial ausgebildeten Rohr.in the Trap of a tubular Filtration area would the lower half closed of the tube and the top half or a section of the upper half of the tube designed as a filter or membrane in contrast to one over the entire circumference of filter material formed tube.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, die Pumpe, mittels der das Produkt in den Filtrationsbereich 3 zugeführt wird, pulsierend zu betreiben. Durch die pulsierende Zufuhr des Produkts bzw. Produktstromes kann die Filtrationswirkung verbessert werden.Furthermore, it may be appropriate, the pump, by means of the product in the filtration area 3 is supplied to operate pulsating. By the pulsating supply of the product or product flow, the filtration effect can be improved.

Die beschriebene Filtervorrichtung ist vielfältig einsetzbar beispielsweise für Umkehrosmose z. B. im Meerwasserentsalzungsbereich, für Nanofiltration z. B. zur Aufkonzentrierung und Entsalzung von Produktlösungen, für die Ultrafiltration im Lebensmittelbereich z. B. von Milchprodukten oder Trinkwasser oder auch für die Mikrofiltration sowie für Pervaporation.The described filter device is widely used, for example for reverse osmosis z. As in seawater desalination, for nanofiltration z. B. for Concentration and desalination of product solutions for ultrafiltration in the food industry z. As of dairy products or drinking water or for microfiltration also for Pervaporation.

Für einige Anwendungen ergibt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ein besonderer Nutzen.For some Applications result from the inventive method a particular benefit.

Es eignet sich für die Miniaturisierung von Filtervorrichtungen, weil ein Rührwerk entfallen kann, sodass sehr kleine Anlagen realisiert werden können.It is suitable for the miniaturization of filter devices, because a stirrer omitted can, so that very small plants can be realized.

Bei der Membrankristallisation wird soweit konzentriert, dass die Lösung übersättigt ist und Kristalle ausfallen. Im herkömmlichen Querstrombetrieb werden die Kristalle durch die nötige hohe Überströmung der Filterfläche klein geschlagen und spätestens bei der Expansion durch das Druckhalteventil 5a in 1 zerkleinert. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist diese Überströmung nicht nötig. Der Abzug der Kristalle kann unter der Filterfläche diskontinuierlich erfolgen. In der übrigen Zeit kann der zugeführte Produktstrom nur so hoch eingestellt werden, dass der Permeatstrom kompensiert wird. Es ist also kein Querstrombetrieb im üblichen Sinn erforderlich. Eine hierfür geeignete Vorrichtung ist in 6 gezeigt, bei der der Filterbereich 300 unterhalb der Membranfläche 40 trichterförmig ausgestaltet ist, um die an der Membran ausgefallenen Kristalle aufzunehmen, die als Suspension bei 31 abgeführt werden. Bei dieser Filtervorrichtung tritt keine Querströmung längs der Membranfläche auf, wie dies bei der Querstromfiltration der Fall ist.In the membrane crystallization is concentrated so far that the solution is supersaturated and crystals precipitate. In conventional cross-flow operation, the crystals are struck by the necessary high flow over the filter surface small and at the latest during expansion by the pressure-holding valve 5a in 1 crushed. In the arrangement according to the invention, this overflow is not necessary. The withdrawal of the crystals can be carried out discontinuously under the filter surface. In the remaining time, the supplied product stream can only be set so high that the permeate stream is compensated. So it is not required cross-flow operation in the usual sense. A suitable device is in 6 shown at the filter area 300 below the membrane surface 40 funnel-shaped to accommodate the crystals precipitated on the membrane, which as a suspension at 31 dissipated who the. In this filter device, no cross-flow occurs along the membrane surface, as is the case with cross-flow filtration.

6 zeigt einen Membranaufbau 40 mit einem oben liegenden porösen Support 42 und einer darunter liegenden Trennschicht 41. Mit 43 ist eine Dichtung bezeichnet, mittels der die Membran 40 in einem zweiteiligen Gehäuse 44, 45 eingespannt ist. 6 shows a membrane structure 40 with an overhead porous support 42 and an underlying release layer 41 , With 43 is a seal, by means of which the membrane 40 in a two-part housing 44 . 45 is clamped.

Bei der osmotischen Energiegewinnung aus Meerwasser wird ein Filter bzw. eine Membran auf einer Seite mit Süßwasser und auf der anderen Seite mit Meerwasser überströmt. Wenn das Membranmodul als Plattenmodul ausgeführt ist und jeweils die Membran nur auf der Kanaloberseite angeordnet ist, ergeben sich folgende Vorteile:
Die im herkömmlichen Querstrombetrieb nötige hohe Überströmung sowohl der Süßwasserseite wie auch der Meerwasserseite entfällt.In osmotic energy production from seawater, a filter or a membrane on one side with fresh water and on the other side with sea water overflowed. If the membrane module is designed as a plate module and in each case the membrane is arranged only on the upper side of the channel, the following advantages result:
The necessary in conventional cross-flow operation high flow over both the fresh water side and the seawater side is eliminated.

Erfindungsgemäß wird Süßwasser nur unter der Membran und Meerwasser nur über der Membran geführt. Die jeweiligen Ströme müssen nur hoch genug sein, um genügend frisches Medium zuzuführen. Süßwasser diffundiert durch die Membran nach oben in die Salzlösung und steigt darin auf. Etwas Salz diffundiert in das Süßwasser und sinkt darin ab.According to the invention, fresh water just under the membrane and seawater just over the membrane. The respective currents have to just be high enough to get enough supply fresh medium. Freshwater diffuses through the membrane up into the saline solution and rises in it. Some salt diffuses into the fresh water and sinks in it.

Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch für sehr empfindliche Produkte, weil auch ohne Rührwerk oder Überströmung gute Filtrationsleistungen erreicht werden.Especially the method according to the invention is suitable also for very sensitive products, because even without stirrer or overflow good filtration performance be achieved.

Bei der Konzentrierung von Produkten oder Produktströmen muss bei der herkömmlichen Querstromfiltration eine hohe Überströmung der Filtermembran bewirkt werden. Das führt bei kontinuierlichen Anlagen dazu, dass Aufkonzentrierfaktor und Überströmung gekoppelt sind. Es müssen Modulanordnungen in der so genannten Tannenbaumstruktur oder mit vielen Rezirkulationspumpen aufgebaut werden. Bei der erfindungsgemäßen Membrananordnung ist diese Überströmung nicht nötig, daher kann der Konzentrierfaktor beliebig mit dem Verhältnis von Produktstrom zu Permeatstrom eingestellt werden.at The concentration of products or product streams must be conventional Cross-flow filtration a high flow over the Filter membrane can be effected. This leads to continuous systems in that the concentration factor and the overflow are coupled. There must be module arrangements in the so-called Christmas tree or with many recirculation pumps being constructed. In the membrane arrangement according to the invention, this overflow is not necessary, therefore, the concentration factor can be arbitrarily set with the ratio of Product flow to be set to permeate stream.

Insgesamt werden durch das erfindungsgemäße Verfahren Vorteile insbesondere hinsichtlich geringem apparativem und energetischem Aufwand erzielt, die durch die herkömmliche Anordnung der Filter bzw. Membranfläche unter dem zu filternden Produkt nicht oder nur mit höheren Aufwand erzielt werden können.All in all be through the inventive method Advantages especially in terms of low equipment and energy Achieved by the conventional arrangement of the filter or membrane surface under the product to be filtered or only with greater effort can be achieved.

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

5 zeigt eine Testzelle ohne Rührer mit einem Filtrationsbereich 3 in einem zweiteiligen Gehäuse 44, 45, wobei der Membranaufbau 40 dem in 6 beschriebenen entspricht. Diese Testzelle ist mit einer aktiven Membranfläche 4 von 28 cm2 versehen. Es wird eine Lösung MgSO4 mit einer Konzentration von 4 g/l in einem Volumenstrom von 8 ml/min bei einem Betriebsdruck von 30 bar als Produktstrom P zugeführt. 5 shows a test cell without stirrer with a filtration area 3 in a two-part housing 44 . 45 , wherein the membrane structure 40 the in 6 corresponds described. This test cell has an active membrane area 4 of 28 cm 2 provided. A solution of MgSO 4 with a concentration of 4 g / l in a flow rate of 8 ml / min at an operating pressure of 30 bar is fed as product stream P.

Wenn die Membranfläche 4 nach 2 über dem Produktstrom angeordnet wird, ergibt sich ein Permeatstrom von 2 ml/min bei einer Permeatkonzentration von 0,04 g/l und einer Retentatkonzentration von 5,3 g/l.When the membrane surface 4 to 2 is placed over the product stream, results in a permeate flow of 2 ml / min at a permeate concentration of 0.04 g / l and a retentate concentration of 5.3 g / l.

Bei herkömmlicher Anordnung der Membran 4 in der Testzelle nach 1 unter dem Produktstrom ergibt sich unter sonst gleichen Bedingungen (ohne Rühreinrichtung) schon nach 30 Minuten ein Permeatstrom von nur 0,4 ml/min, wobei die Permeatkonzentration auf 0,4 g/l steigt.In conventional arrangement of the membrane 4 in the test cell 1 Under the same conditions (without stirring device), a flow of permeate of only 0.4 ml / min results after 30 minutes, with the permeate concentration rising to 0.4 g / l.

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

In der gleichen Anordnung wie im Beispiel 1 wurde eine Farbstofflösung (Gelöstfarbstoff Remazol schwarz) eingesetzt.In the same arrangement as in Example 1, a dye solution (dissolved dye Remazol black) used.

Bei Betrieb mit Membran über dem Produktstrom von 8 ml/min und einer Produktkonzentration von 200.000 ppm ergab sich nach zehn Stunden Betrieb eine Permeatkonzentration von 12 ppm und ein Permeatfluss von 0,5 ml/min. Der Betriebsdruck betrug 30 bar.at Operation with membrane over the product flow of 8 ml / min and a product concentration of 200,000 ppm resulted in a permeate concentration after ten hours of operation of 12 ppm and a permeate flux of 0.5 ml / min. The operating pressure was 30 bar.

Wenn dagegen in der üblichen Weise die Membran unter dem Produktstrom angeordnet wurde, ergab sich bei sonst gleichen Betriebsbedingungen ein rapider Abfall des Permeatflusses. Nach einer Stunde wurde ein Permeatfluss von 0,04 ml/min gemessen. Die Permeatkonzentration war auf 104 ppm gestiegen. Selbst eine Steigerung des Druckes auf 60 bar brachte keine Verbesserung.If in contrast, in the usual As the membrane was placed under the product stream, it gave with otherwise the same operating conditions a rapid drop in the Permeate. After one hour, a permeate flow of 0.04 ml / min. The permeate concentration had increased to 104 ppm. Even an increase in pressure to 60 bar brought no improvement.

Bei diesem Vergleichsbeispiel ergibt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung ein zehnfach höherer Permeatfluss, wobei die Permeatkonzentration achtmal kleiner war als bei der herkömmlichen Anordnung.at This comparative example results from the arrangement according to the invention a tenfold higher Permeate flow, the permeate concentration was eight times smaller than in the conventional one Arrangement.

Vergleichsbeispiel 3Comparative Example 3

Eine Rührzelle mit kleinem Betriebsvolumen ist mit einem Magnetrührer 8 nach 3 versehen.A stirred cell with a small operating volume is equipped with a magnetic stirrer 8th to 3 Mistake.

Wenn man bei der herkömmlichen Anordnung der Filterfläche 4 unter dem Produktstrom bzw. unter dem Rührer 8 den Magnetrührer abstellt, so bricht die Filtration nach kurzer Zeit zusammen, weil sich Retentat auf der Filterfläche absetzt.If you look at the conventional arrangement of the filter surface 4 under the product stream or under the stirrer 8th switches off the magnetic stirrer, the filtration breaks down after a short time, because retentate settles on the filter surface.

Wenn dagegen erfindungsgemäß die Filterfläche über dem Produktstrom angeordnet ist und der Magnetrührer 8 entsprechend 3 unter der Filterfläche angeordnet wird, ergibt sich auch dann noch ein Permeatstrom nach oben durch die Filterfläche, wenn der Magnetrührer 8 abgestellt wird.If, on the other hand, according to the invention, the filter surface is arranged above the product stream and the magnetic stirrer 8th corresponding 3 If the magnetic stirrer is arranged below the filter surface, a permeate stream also results upwards through the filter surface 8th is turned off.

Claims (8)

Verfahren zum Separieren bzw. Filtrieren eines Produktes, insbesondere eines Produktstromes, wobei in einem Filtrationsbereich (3) eine Filter- bzw. Membranfläche (4) über dem Produkt bzw. Produktstrom (P) positioniert und die spezifische leichtere Komponente nach oben durch die Filterfläche (4) abgeführt wird.Process for separating or filtering a product, in particular a product stream, wherein in a filtration area ( 3 ) a filter or membrane surface ( 4 ) over the product or product stream (P) and the specific lighter component up through the filter surface ( 4 ) is discharged. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Produktstrom mit geringer Strömungsgeschwindigkeit unter der Filter- bzw. Membranfläche (4) entlang geführt wird.The method of claim 1, wherein the low flow rate product stream is below the filter or membrane area ( 4 ) is guided along. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Produkt bzw. der Produktstrom (P) unterhalb der Filterfläche (4) durch ein Rührelement (8) gerührt wird.Process according to claim 1 or 2, wherein the product or the product stream (P) below the filter surface ( 4 ) by a stirring element ( 8th ) is stirred. Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein durch ein magnetisches oder elektrisches Feld antreibbares Rührelement (8) verwendet wird.Method according to claim 3, wherein a stirring element which can be driven by a magnetic or electric field ( 8th ) is used. Vorrichtung zum Filtern eines Produktes, insbesondere eines Produktstromes, umfassend eine im Wesentlichen horizontal angeordnete Filterfläche bzw. Membranfläche (4) in einem Filtrationsbereich (3), wobei die Filterfläche (4) über dem Produkt bzw. Produktstrom (P) angeordnet ist.Device for filtering a product, in particular a product stream, comprising a substantially horizontally arranged filter surface or membrane surface ( 4 ) in a filtration area ( 3 ), the filter surface ( 4 ) is disposed above the product or product stream (P). Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei unter der Filterfläche (4) ein Rührelement (8) angeordnet ist.Apparatus according to claim 5, wherein below the filter surface ( 4 ) a stirring element ( 8th ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Rührelement magnetisch ausgebildet ist, sodass es durch ein magnetisches Feld von außerhalb des Filtrationsbereichs (3) antreibbar ist.Apparatus according to claim 6, wherein the stirring element is magnetically shaped so that it is protected by a magnetic field from outside the filtration area ( 3 ) is drivable. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Filtrationsbereich (3) als Plattenmodul ausgebildet ist.Apparatus according to claim 5, wherein the filtration area ( 3 ) is designed as a disk module.
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