Filtratie

Toepassingsgebied

Filtratie wordt gebruikt in de voedingsmiddelen-, dranken- en melkindustrie om de volgende functies te vervullen:
• om vloeibare producten op te helderen, door het verwijderen van kleine hoeveelheden vaste deeltjes (bijvoorbeeld voor wijn, bieroliën en siropen). Het doel is om het filtraat in deze bewerking terug te winnen
• om een ​​vloeistof te scheiden van een aanzienlijke hoeveelheid vast materiaal, waarbij het algemene doel van de bewerking het verkrijgen van het filtraat of koek, of beide, is (bijvoorbeeld voor vruchtensappen of bier).

Beschrijving van technieken, methoden en apparatuur

Filtratieapparatuur werkt ofwel door het aanleggen van druk (drukfiltratie) aan de voedingszijde of door het aanleggen van een vacuüm (vacuümfiltratie) aan de filtraatzijde.
De twee belangrijkste soorten drukfiltratie zijn de plaat- en framefilterpers en het bladfilter.

a) Plaat- en framefilterpers

Dit type filter bestaat uit afwisselend geplaatste platen en frames en ondersteund op een paar rails. Het holle frame wordt door het filterdoek van de plaat gescheiden. De suspensie wordt gepompt door een poort in elk frame en het filtraat passeert door het doek en stroomt langs de gegroefde oppervlakken van de platen en wordt afgevoerd door een uitlaatkanaal in de basis van elke plaat. Het filter werkt bij een druk tussen 250 en 800 kPa. De filterpers wordt batchgewijs bediend; de optimale cyclustijd hangt af van de weerstand die de filterkoek biedt en de tijd die nodig is om de pers te demonteren en opnieuw te plaatsen. Een speciaal type "plaat en frame" filterpers is de "membraan" filterpers. Op de plaat is een membraan gemonteerd dat met lucht of water onder druk kan worden gezet. Vanwege de hogere druk (tot 20 bar) op de filterkoek, wordt meer vloeistof teruggewonnen, resulterend in een droger filterkoek. Filterpersen zijn beschikbaar waar het demonteren, ledigen en opnieuw plaatsen van de pers op een semi-automatische manier wordt uitgevoerd. Soms worden filterhulpmiddelen zoals (perliet of diatomeeënaarde) gebruikt als een voorbekleding of lichaamsvoeding om de filtratie te verbeteren. De apparatuur is betrouwbaar en gemakkelijk te onderhouden en wordt veel gebruikt, met name voor de productie van appelsap en cider en bij raffinage van eetbare olie (bleken).

b) Bladfilter

De noodzaak om veel grotere capaciteitseenheden te ontwikkelen leidde tot de introductie van de bladfilters. Deze bestaan ​​uit gaas "bladen" die zijn gecoat in filtermedium en worden ondersteund op een hol frame, dat het uitlaatkanaal vormt voor het filtraat. De bladeren kunnen horizontaal of verticaal worden gestapeld. Voedingsvloeistof wordt in de schaal gepompt met een druk van ongeveer 400 kPa. Wanneer de filtratie is voltooid, wordt de cake uit de bladeren geblazen of gewassen.

c) Vacuümfiltratie

Vacuümfilters worden normaal gesproken continu gebruikt. Drank wordt door de filterplaat / doek gezogen en een koek van vaste stoffen wordt op de doek afgezet. Het drukverschil aan de stroomafwaartse zijde van de filterplaat is normaal gesproken beperkt tot 100 kPa vanwege de kosten van het genereren van vacuüm. Twee veel voorkomende typen vacuümfilters zijn het roterende trommelfilter en het roterende schijffilter. Soms worden filterhulpmiddelen gebruikt als voorcoating of lichaamsvoeding om de filtratie te verbeteren. In deze gevallen wordt een mes gebruikt om de cake af te schrapen. Rotary drum filters bestaan ​​uit een langzaam draaiende cilinder, die is verdeeld in compartimenten, die zelf zijn afgedekt met een filterdoek en verbonden met een centrale vacuümpomp. Terwijl de trommel ronddraait, dompelt het in een bad met drank. Het filtraat stroomt door het filterdoek van het ondergedompelde compartiment. Wanneer het compartiment het bad verlaat, wordt de filterkoek leeggezogen en gewassen. Naarmate de trommel verder roteert, wordt het vacuüm vrijgegeven voor het betreffende compartiment en wordt de cake losgemaakt van het doek door het aanleggen van samengeperste lucht en vervolgens verwijderd door middel van een schraper. Dezelfde procedure vindt beurtelings voor elk compartiment plaats naarmate de cyclus wordt herhaald. Rotary vacuum discs filters bestaan ​​uit een reeks verticale schijven die langzaam roteren in een bad met vloeistof in een soortgelijke cyclus als trommelfilters. Elke schijf is verdeeld in segmenten en elk segment heeft een uitgang naar een centrale as. De schijven zijn voorzien van schrapers om de cake continu te verwijderen.