„Der Filterkuchen erzählt immer eine Geschichte“

Wenn die Filtrationsbranche von „Kuchen“ spricht, so ist meist keine Leckerei gemeint, sondern der abfiltrierte Feststoff, welcher nach der Filtration in der Filtrationskammer verbleibt. Dieser Kuchen kann sowohl Produkt, als auch Abfall sein, wobei dessen Aufbau und die Konsistenz von essentieller Bedeutung für das Filtrationsergebnis ist. 

Der Filterkuchen gibt wichtige und ausschlaggebende Hinweise: Eine Analyse dieses Filterkuchens hinsichtlich Dicke, Aufbau, Restfeuchte und Gleichmäßigkeit erzählt seine (Entstehungs-)Geschichte und zeigt das eventuelle Optimierungspotential im Filtrationsprozess auf.

Doch der Reihe nach.

Wie entsteht eigentlich der Filterkuchen? 

In einer Filterpresse wird eine Trübe unter Druck in Filtrationskammern gepumpt. Die einzelnen Filtrationskammern werden durch die eingebauten Filterplatten gebildet. In diesen Kammern sorgen Filtertücher für den initialen Feststoffrückhalt, sodass die Feststoffe sich vor dem Filtertuch aufbauen. Sobald eine Feststoffschicht auf dem Filtertuch aufgebaut ist, tritt die Filterleistung des Filtertuches in den Hintergrund und der bereits aufgebaute Filterkuchen übernimmt einen Großteil des Feststoffrückhalts. Man spricht davon, dass „der Kuchen filtriert“, wodurch auch der Term „Kuchenfiltration“ entstanden ist. Die Dicke des Filterkuchens wächst immer weiter an, bis die Filtrationskammern in den Filterplatten gefüllt sind und die Filterpresse entleert werden muss. 

Vor der Entleerung kann der Filterkuchen ausgewaschen werden, um etwaige Verunreinigungen zu entfernen (Stichwort: „Kuchenwaschen“). Zudem kann durch das Einblasen von Druckluft in den Filterkuchen das freie Wasser im Kuchen entfernt werden, was den Restfeuchtegehalt senkt (Stichwort: „Trockenblasen“). 

Filterkuchenaufbau in einer Filterpresse

Wie erreiche ich einen niedrigen Restfeuchtegehalt in meinem Filterkuchen? 

Um diese Frage zu beantworten, muss man den grundlegenden Unterschied zwischen Kammerplatten-Filtration und Membranplatten-Filtration hinsichtlich des Entwässerungsprinzips verstehen.

Eine Kammerfilterpresse wird so lange gefüllt, bis der Filterkuchen die gesamte Filterkammer ausfüllt. Anschließend wird der Filtrationsdruck bis zu einem Abschaltpunkt erhöht. Dadurch wird eine Kraft auf den Filterkuchen in der Kammerfilterplatte erzeugt, welche diesen Entwässert. Eine Kammerfilterpresse muss demnach immer vollständig gefüllt werden. 

Hierbei ist zu beachten, dass besonders zum Ende hin kaum noch Filtrat die Filterpresse verlässt und auch kaum neuer Kuchen aufgebaut wird. Die Effizienz der Filtration nimmt ab. 

Filterpressen mit Membranfilterplatten hingegen folgen einem anderen Prinzip. Die Kammer wird so lange gefüllt, wie eine effiziente Filtration möglich ist. Anschließend wird durch das Einleiten eines Nachpressmediums hinter die Membrane diese bewegt und dadurch der Kuchen mechanisch entwässert. Dies erlaubt es uns den Filtrationszyklus zu einer beliebigen Zeit zu beenden und dennoch einen trockenen Filterkuchen zu erhalten. Eine Steigerung der Effizienz des Filtrationsprozesses sowie eine Senkung des Restfeuchtegehalts des Filterkuchens sind die Folgen.

Zudem erlaubt der Einsatz einer Membranfilterpresse durch geschickte Prozesssteuerung auch eine Verbesserung der Kuchenwascheffizienz, z.B. durch das „Vorpressen“ des Kuchens vor dem Kuchenwaschen. 

Filtratleistung

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