Kuchenfiltration: Eine clevere Filtrationstechnik für feinste Partikel
Die Kuchenfiltration - was nach einer außergewöhnlichen Backtechnik klingt, ist in der Industrie eine beliebte Filtrationstechnik zur Aufbereitung von Prozessflüssigkeiten. Sie macht sich einen automatischen Vorgang im Filtrationsprozess zunutze, um auch feine Partikel aus Flüssigkeiten abzuscheiden. Doch wie genau funktionieren industrielle Kuchenfilter? Und welche Filtertypen sind für welche Filtrationsaufgaben geeignet? Wir geben Ihnen einen Überblick über die Kuchenfiltration und ihre Anwendungsbereiche.
Was ist Kuchenfiltration?
Die Kuchenfiltration, auch bezeichnet als kuchenbildende Filtration, gehört zu den Verfahren der mechanischen Fest-Flüssig-Trennung. Bei Letzterer handelt es sich um rein mechanische Verfahren zur Abtrennung von Feststoffen aus einer Flüssigkeit mithilfe eines Filtermittels. Spezielles Charakteristikum der Kuchenfiltration ist die Ausbildung eines Filterkuchens während des Prozesses.
Das simpelste Beispiel für einen Kuchenfilter ist der haushaltsübliche Kaffeefilter. Ganz so fern liegt die Funktionsweise der industriellen Kuchenfiltration nicht. Doch wie genau funktioniert das Verfahren in der Industrie?
So funktionieren Kuchenfilter
Bei der Kuchenfiltration wird die zu filtrierende Suspension durch ein poröses Filtermedium geleitet. Die Feststoffe setzen sich dabei auf dem Medium ab. Welche Partikelgrößen zu diesem Zeitpunkt vom Filtermedium zurückgehalten werden, hängt von der Filterfeinheit desselben ab. In der Kuchenfiltration spielt diese jedoch nur initial eine Rolle.
Denn durch die Anlagerung der Feststoffpartikel auf dem Filtermittel bildet sich eine poröse Schicht aus, der sogenannte Filterkuchen. Diese Schicht bildet die Grundvoraussetzung für die Kuchenfiltration und muss filtergängig bleiben. Der Filterkuchen baut sich kontinuierlich weiter auf, indem er den Filtrationsprozess übernimmt und sich stetig weitere Feststoffpartikel anlagern. Der Filterkuchen muss jedoch nach einer Weile ausgespült werden, denn mit der Zeit steigen auch der Druckverlust und der Durchströmungswiderstand.
Werden diese zu groß, setzt bei den meisten industriellen Kuchenfiltern eine Regeneration ein. Dabei wird die Flüssigkeit in umgekehrter Richtung durch den Filter geleitet. Alternativ kann die Filterschicht auch abgeschabt oder abgeworfen werden. Danach startet der Prozess erneut. Wird ein Filterband als Medium eingesetzt, erfolgt der Abtransport des Filterkuchens über einen Weitertransport des Bandes.
Der Nutzen des Filterkuchens
Der Aufbau des Filterkuchens sorgt dafür, dass sukzessive immer kleinere Partikel zurückgehalten werden können. Dadurch können sehr feine Filterfeinheiten erreicht werden. Zudem ist die Druckdifferenz zwischen der Eintritts- und Austrittsseite die treibende Kraft des Filtrationsprozesses. Der Filterkuchen ist damit das zentrale Filtermittel in der Kuchenfiltration.
Aber auch der Kuchen an sich kann von Wert sein. Je nach Zusammensetzung kann er aufbereitet und weiterverarbeitet werden. Filterkuchen mit metallischer Zusammensetzung können etwa brikettiert werden. Metallspäne sind ein Wertstoff, und sie lassen sich immer wieder recyclen. Mithilfe von Schneckenpressen und Brikettierpressen wird der Filterkuchen entfeuchtet und zu Briketts verpresst. Diese lassen sich entweder zurück in den eigenen Produktionskreislauf führen oder an Entsorger verkaufen. Alles rund um diesen Recycling-Prozess erfahren Sie in unseren Artikeln zur Funktionsweise von Schnecken– und Brikettpressen.
Häufig eingesetzte Kuchenfilter
Eine Vielzahl an Filtertypen machen sich den Prozess der Filterkuchenaufbaus zunutze. Je nach Anwendungsbereich eignen sich verschiedene Lösungen am besten für die Erfüllung der Filtrationsaufgabe. Im Folgenden stellen wir ein paar beliebte Filtersysteme vor.
Bandfilter
Typische Kuchenfilterlösungen sind etwa unsere verschiedenen Typen an Bandfiltern. Diese umfassen Druckband-, Klappband-, Vakuumband-, Schrägband– und Schwerkraftbandfilter. All diese Kuchenfilter-Typen arbeiten auf ähnliche Weise: Die zu reinigende Flüssigkeit gelangt auf ein Filtervlies oder Band, wo die Feststoffe zurückgehalten werden und den Filterkuchen bilden. Sobald der Druckverlust zu hoch wird, wird der Kuchen über das Band abtransportiert und sauberes Filterband nachgezogen. So gewährleisten sie eine kontinuierliche Filtration.
Kerzenfilter und Kerzenfilteranlagen
Auch unsere Kerzenfilter und Kerzenfilteranlagen machen sich Filterkuchen für den Filtrationsprozess zunutze. Auch hier wird daher keinerlei Filterhilfsmittel benötigt. Die zu reinigende Flüssigkeit strömt von außen nach innen durch die Filterkerze – der Kuchen baut sich daher auf der Außenseite der Kerze auf. Wird hier der zulässige Grenzdruck erreicht, wird bei unseren Lösungen automatisch eine Regeneration ausgelöst. In diesem Bereich bieten wir etwa innovative Anlagen zur Mikrofiltration mit Filterfeinheiten bis zu 5 µm, bei limitiertem Platzangebot auch in der Kompaktversion. Besonders flexibel anpassbare Kuchenfilter sind unsere Rückspülfilter, für Filtrationsleistungen von 250 l/min bis 20.000 l/min.
Anschwemmfilter
Anschwemmfilter werden eingesetzt, wenn die Schmutzpartikel zu klein sind, um einen eigenen Filterkuchen zu erzeugen. Der Filterkuchen wird mittels eines angeschwemmten Filterhilfsmittels auf der Filterkerze erzeugt. Durch diese Anschwemmschicht, also den Filterkuchen, werden die feinen Partikel herausgefiltert. Wenn die maximale Schmutzaufnahmekapazität des Filterkuchens erreicht ist, wird dieser von der Filterkerze abgespült.
Automatikfilter
Für extreme Bedingungen und spezielle Anforderungen, etwa hohe Temperaturen oder anhaftende Schmutzpartikel, sind unsere Kantenspaltfilter besonders gut geeignet. Sie bieten eine außergewöhnlich robuste Lösung. Durch eine Vielfalt an Modulen und Möglichkeiten zur Individualisierung der Materialien, Steuerungen und Dichtsysteme schneiden wir sie zudem ganz auf die spezifische Filtrationsaufgabe zu.
Auch unsere automatischen Modulfilter sind hochindividualisierbar. Sie werden vorzugsweise in den nachgelagerten Prozessen der Öl- und Gasindustrie eingesetzt. Sowohl beim Modul- als auch beim Kantenspaltfilter lagert sich der Filterkuchen auf der äußeren Oberfläche des Filtermediums an. Unsere Modulfilter verfügen über eine automatische Rückspülfunktion, während der Filterkuchen beim Kantenfilter abgeschabt wird.
Kuchenfiltration für jeden Anwendungsbereich
Unsere Kuchenfilter sind eine effiziente Lösung für die Aufbereitung Ihrer Kühlschmierstoffe und sonstigen Prozessflüssigkeiten. Erfahren Sie hier alles über unsere erlesenen Filtertypen.
Typische Einsatzbereiche der Kuchenfiltration
Kuchenfilter kommen in verschiedenen Industrien und Prozessen zum Einsatz, etwa in den metallverarbeitenden Industrien und der Automobilindustrie. Hier werden sie u.a. zur Reinigung von Schleif-, Schneid- und Walzölen genutzt. Auch andere Prozessflüssigkeiten können mittels Kuchenfiltration aufbereitet werden, etwa nach dem Bohren und Fräsen. Am häufigsten finden sie in der Kühlschmierstoffaufbereitung Verwendung.
Aber auch in der Wasserwirtschaft finden Kuchenfilter einen Einsatz, sowie in der Aufbereitung hochviskoser Flüssigkeiten. Im Prinzip kann die Kuchenfiltration in allen Industrien angewendet werden, in denen Flüssigkeiten von Feststoff-Verschmutzungen gereinigt werden müssen. Wir beraten Sie gerne dazu, ob sich diese Filtrationsmethode für Ihren Anwendungsfall eignet.
Fazit: Wann eine Kuchenfiltration nutzen?
Auch wenn Filterkuchen nur schwerlich genießbar sind – die Kuchenfiltration ist eine effiziente und beliebte Filtrationsmethode in verschiedenen Industrien. In vielen Kontexten der Flüssigkeitsaufbereitung lohnt sich die Nutzung eines Kuchenfilters, vor allem bei hohen Durchsatzleistungen. Je nach Aufgabe können in diesem Kontext Band-, Kerzen- oder speziellere Filtersysteme zum Einsatz kommen. Die Filterfeinheiten und Filtrationsleistungen unterscheiden sich dabei je nach Filtertyp und der individuellen Ausfertigung. Welches System sich am besten für Ihre Flüssigkeitsaufbereitung eignet, finden wir gerne gemeinsam in einem unverbindlichen Beratungsgespräch heraus.
