BOKELA DYNO Filter for Dynamic Cross Flow Filtration - Function Principle
Die dynamische Crossflow Filtration mit dem BoCross Dynamic Filter ist ein einzigartiges Verfahren zur Mikrofiltration und Ultrafiltration von mikrofeinen bis nanoskaligen Suspensionen. Aufgabenstellungen wie Eindicken, Waschen und Klären löst das BoCross Dynamic Filter im kontinuierlichen Betrieb mit permanent hohen Durchsatzleistungen.
Das dynamische Scherspaltprinzip sorgt für nahezu ideale physikalische Bedingungen für den Trennprozess. Das Verfahrens- und Apparateprinzip ermöglicht eine außergewöhnlich hohe Aufkonzentrierung der zu verarbeitenden Suspensionen in einem Durchlauf. Unter Einwirkung der Scherkräfte bleibt das Konzentrat selbst bei hoher Eindickung noch fließfähig. Deshalb können hochviskose und auch hochkonzentrierte Suspensionen noch verarbeitet werden. Gegenüber der konventionellen Crossflow-Filtration werden mit dem BoCross Dynamic Filter fünf- bis sechsmal höhere Konzentrationen erreicht.
Das BoCross Dynamic Filter besitzt einen modularen und hermetisch geschlossenen Aufbau. Es steht mit Filtergrößen von 0,1 m² bis 8 m² zur Verfügung und kann für einen Betriebsdruck bis 6 bar abs. und eine Betriebstemperatur bis 100°C eingesetzt werden.
Anwendungen des BoCross Dynamic Filters:
BoCross Dynamic Filter zeichnen sich aus durch:
- Trennung und Waschung von Feststoffen im Partikelbereich 0,01–200 µm
- hohe Durchflussraten auch bei hoher Eingangskonzentration oder hoher Viskosität bis zu 25.000 mPas
- sehr hohe Endkonzentration von bis zu 80 Gew.- %
- pastöser, streichfähiger Feststoffaustrag
- keine Entmischung oder Klassierung im Apparat
- Absolutfiltration – 100 % Feststoffabtrennung und partikelfreies Filtrat
- Verarbeitung von schleimigen, gelartigen Partikeln
- hermetischer Prozess – Filtration ohne Luftkontakt
- kontinuierlicher oder Batch Betrieb
Modularer Aufbau
Das BoCross Dynamic Filter besteht aus scheibenförmigen Filtermodulen, die in einer Reihe angeordnet sind und ein vollständig geschlossenes System von Prozesskammern bilden. Jedes Filtermodul ist beidseitig mit Filtermedium bestückt. Die Module haben zentrische Öffnungen für die Filterwelle, die die Rotoren der einzelnen Suspensionskammern trägt. Die Suspension strömt meanderförmig von Kammer zu Kammer, wobei sich die Konzentration sukzessive erhöht, da in jeder Kammer Filtrat abfließt. Das eingedickte Konzentrat wird in der letzten Kammer mit Hilfe eines Auslaßventils kontrolliert ausgetragen. In jede Kammer können separat Waschflüssigkeit oder andere Prozeßflüssigkeiten zugeführt werden.
Dynamische Crossflow Filtration
Die tangentiale Überströmung der Filterfläche wird durch Rotoren im Suspensionsraum und die transmembrane Druckdifferenz durch die Zufuhrpumpe erzeugt. Die Flüssigkeit strömt in einem Scherspalt mit einem hohen Geschwindigkeitsgradienten über das Filtermedium. So wird eine Verblockung des Filtermediums verhindert. Die Rotoren sorgen für eine gleichmäßige Homogenisierung der Suspension und eine hervorragende Durchmischung, z. B. mit der Waschflüssigkeit.
Auswaschung von Rückständen
In jede Kammer können separat Waschflüssigkeit oder andere Prozessflüssigkeiten zugeführt werden. Die Rotoren bewirken eine intensive Durchmischung von Suspension und Waschflüssigkeit und somit eine effiziente Auswaschung. Auch ein Austausch der Mutterflüssigkeit durch eine andere Prozessflüssigkeit läßt sich mit dem BoCross Dynamic Filter durchführen.
Schonende Betriebsweise & hohe Flexiblität
Das BoCross Dynamic Filter arbeitet sehr produktschonend. Das gewünschte Prozessergebnis wird nicht erst nach mehreren Umläufen mit zirkulierenden Stoffströmen, sondern in nur einem Durchlauf mit kurzen Verweilzeiten erzielt. Die variable Rotordrehzahl ist so eingestellt, dass keine Partikelzerstörung stattfindet. Ein in den Modulen integriertes Heiz-/Kühlsystem ermöglicht eine Temperierung des Produktes durch Kühlung oder Aufheizung während der Filtration.
Auf Änderungen der Produkteigenschaften – z. B. hinsichtlich Viskosität oder Feststoffkonzentration im Zulauf oder als Folge von Produktwechseln - reagiert das BoCross Dynamic Filter flexibel und gewährleistet eine zuverlässige Betriebsweise und konstante Betriebsresultate. Insbesondere bei Multi-Purpose-Anlagen ist dies von großer Bedeutung.
Kontinuierliche Kleinserienproduktion
Aufgrund des Verfahrens- und Apparateprinzips ermöglicht das BoCross Dynamic Filter auch einen kontinuierlichen Betrieb bei sehr kleinen Produktionsmengen im Bereich von 1 kg/h.
Filtermedien
Im BoCross Dynamic Filter können unterschiedlichste Filtermedien verwendet werden wie:
- Mikrofiltrationsmembranen im Bereich von 0,1–1,0 µm
- Ultrafiltrationsmembranen
- Sinterkunststoff- oder Keramikmembranen
- speziell entwickelte Siebverbundplatten
- metallische Medien
Automatischer Betrieb
BoCross Dynamic Filter arbeiten vollautomatisch und lassen sie sich nahtlos in die Prozessautomatisierung einbinden. An- und Abfahrvorgänge sowie Reinigungsprozeduren sind automatisiert.
Technische Daten
| Filtertyp [–] | XS01 | S04 | M2 | L8 |
| Filterfläche [m²] | 0,13 | 0,4 | 1,8 | 8 |
| Filterdurchmesser [mm] | 145 | 200 | 375 | 555 |
| Anzahl Module [–] | 5 | 8 | 10 | 20 |
| Antrieb [kW] | 3 | < 5,5 | < 15 | < 55 |
