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WO2004069377A1 - System for cross-flow filtration and method for the operation thereof - Google Patents

System for cross-flow filtration and method for the operation thereof Download PDF

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Publication number
WO2004069377A1
WO2004069377A1 PCT/CH2004/000023 CH2004000023W WO2004069377A1 WO 2004069377 A1 WO2004069377 A1 WO 2004069377A1 CH 2004000023 W CH2004000023 W CH 2004000023W WO 2004069377 A1 WO2004069377 A1 WO 2004069377A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter element
flow
mixture
substances
filtration
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CH2004/000023
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Eduard Hartmann
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.)
Bucher Guyer AG
Original Assignee
Bucher Guyer AG
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bucher Guyer AG filed Critical Bucher Guyer AG
Publication of WO2004069377A1 publication Critical patent/WO2004069377A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06—Tubular membrane modules
    • B01D63/069—Tubular membrane modules comprising a bundle of tubular membranes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
    • A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Preparation or treatment thereof
    • A23L2/70—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter
    • A23L2/72—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter by filtration
    • A23L2/74—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter by filtration using membranes, e.g. osmosis, ultrafiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/22—Controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06—Tubular membrane modules
    • B01D63/068—Tubular membrane modules with flexible membrane tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation

Definitions

  • the invention relates to a plant for crossflow filtration according to the preamble of claim 1 and to a method for its operation according to the preamble of claim 7.
  • Such systems are used to advantage when it comes to filtering molecularly disperse or colloidally disperse substance mixtures, if necessary with proportions of solids or suspended matter.
  • mixtures of substances are mixtures of substances which initially arise in the production of fruit and fruit juices. These mixtures of substances are then separated on the one hand by filtration into clear fruit or fruit juice and on the other hand the essentially remaining turbid substances.
  • activated carbon, gelatin, bentonite or silica sol, etc. can also be added to the mixture of substances in order to achieve certain effects. These additives must then also be separated from the liquid with the cloudy substances.
  • a system for cross-flow filtration of the type mentioned in the preamble of claims 1 and 7 is known from WO-Al-01/51186.
  • a solution is shown here how blockages of the filtration module can be removed by fixed retentate portions.
  • the problem with systems of this type is that the filter elements can become blocked, so that production must be interrupted in order to first remove the blockages. Production interruptions are undesirable.
  • a membrane filtration system in which a part of the medium fed to the filter element from a batch tank is passed through a vessel in which the medium is stirred.
  • the torque on the shaft of the agitator is measured and is intended to provide information about the viscosity of the material to be filtered. If the viscosity exceeds a certain limit value, the feed pump to the filter element is stopped, whereby the filtration is interrupted.
  • the molecularly disperse or colloidally disperse substance mixtures mentioned at the outset if these substance mixtures exhibit pseudoplastic behavior and have a high viscosity, the stoppage of the pump would inevitably lead to immediate blocking of the filter element.
  • the problem that the filtration modules can clog exists on the one hand during the filtration operation when the return of retentate to the batch tank increases the solids content in the material to be filtered and finally a critical limit that leads to clogging of the filtration modules is exceeded.
  • the problem may already exist at the beginning of the filtration process if the mixture of substances filled into the batch tank has an excessively high viscosity from the outset.
  • a problem can also arise in the batch tank if, due to the separation processes occurring when the filtration system is at a standstill, there is a mixture of substances with a very high solids content in the batch tank at the bottom of the batch tank, which then enters the filtration circuit first at the start of the filtration process. This can lead to blocking of the filtration modules right at the beginning of the filtration.
  • the invention has for its object to provide a system whose operational safety is improved.
  • a measuring section is connected in parallel to the filter element, in which a flow meter for detecting the flow through this measuring section is arranged.
  • the measuring section is designed in such a way that it has a flow behavior that largely corresponds to that of the individual modules of the filter element.
  • FIG. 1 shows a diagram of a plant according to the invention for crossflow filtration
  • Fig. 5 is a flow chart for the flow
  • Fig. 6 is a flow chart.
  • 1 means a filter element in which the desired liquid phase is separated from the mixture of substances.
  • the design of the filter element 1 is not important.
  • the invention is primarily used when the filter element 1 contains, for example, wound or linear tubular membranes, since such filter elements 1 mostly process substance mixtures with high turbid contents.
  • the filter element 1 can consist of a large number of tubular membranes, which are connected in parallel, or of a series connection of several bundles of several tubular membranes. If parts of the filter element 1 become blocked, this regularly leads to an interruption in operation with all of its adverse consequences. Blocking of such tubular membranes of the filter element 1 can be prevented by the invention.
  • the mixture of substances to be filtered is located in a batch tank 2. From there it passes through a feed line 3 to the filter element 1.
  • a feed pump 4, a flow control valve 5 and a flow sensor 6 are used in the feed line 3, the flow sensor 6 being known in this way the flow control valve 5 acts so that the flow in the feed line 3 remains constant. It is also known that the flow sensor 6 directly affects the speed of the feed pump 4, which also keeps the flow in the supply line 3 constant. This control effect is shown in FIG. 1 with a dashed line. Then can be dispensed with the flow control valve 5. A constant flow rate, however it is achieved, enables an even production.
  • a filter shut-off valve 7 is inserted in the feed line 3 in front of the filter element 1 in order to be able to interrupt the material flow to the filter element 1.
  • a permeate line 8 is connected to it, through which the permeate separated off in the filter element 1, for example the clear fruit juice, can be removed.
  • a return line 9 leads from the filter element 1 to the batch tank 2.
  • a second shut-off valve 10 is installed behind the filter element 1 in the return line 9 in order to also be able to shut off the filter element 1 against the return line 9.
  • the switching state of the second shut-off valve 10 corresponds to the switching state of the filter shut-off valve 7. Both valves 7, 10 are therefore always either open or closed, which is no longer mentioned in the following.
  • the retentate leaving the filter element 1 is returned to the batch tank 2 by the return line 9.
  • a pressure control valve 11 is inserted behind the second shut-off valve 10.
  • This pressure control valve 11 can be controlled by a supply line pressure sensor 12 which detects the pressure in the supply line 3 and thus, when the filter shut-off valve 7 is open at the retentate inlet of the filter element 1.
  • the pressure in the feed line 3, which can be detected by the feed line pressure sensor 12 directly in front of the filter element 1, is related to the delivery rate of the feed pump 4 and the state of the filter element 1.
  • the longer the filtration the more the concentration of solids or suspended matter in the mixture of substances and thus also the viscosity of the mixture of substances in the batch tank 2 increases. Depending on this increasing flow resistance caused by the change in viscosity, the pressure control valve 11 is now increasingly opened.
  • a bypass line 13 is connected in parallel to the filter element 1 and branches off from the supply line 3 in front of the filter shut-off valve 7 and opens into the return line 9 behind the second shut-off valve 10 and before the pressure control valve 11.
  • a bypass shut-off valve 14 is inserted in the bypass line 13.
  • a monitoring device 15 is arranged between the feed line 3 and the return line 9 parallel to the filter element 1 and to the bypass line 13 and serves to detect a quantity which is directly related to the flow of the substance mixture, ie is not a viscosity meter.
  • the monitoring device 15 consists of a
  • the flow meter 16 transmits the value it has measured for the flow through the monitoring device 15 to a control unit 18, with which the system for cross-flow filtration in a known and, as will be explained, additionally also in a manner according to the invention is controlled.
  • the monitoring device 15 can be shut off at least with respect to the feed line 3 by means of a slide 19.
  • the measuring section 17 of the monitoring device 15 is designed in such a way that it has approximately the same flow conditions as in the individual tube membranes of the filter element 1. Accordingly, the flow rate through the measuring section 17 is comparable to the expected flow rate through the individual tube membranes of the filter element 1 ,
  • the pressure control valve 11 is controlled by the supply line pressure sensor 12 even before the start of the filtration with the filter shut-off valve 7 closed, so that the pressure drop across the bypass line 13 is approximately as great as it will later be during the filtration Filter element 1 is regulated.
  • the flow through the measuring section 17 is representative of the later Flow through the filter element 1. If the flow rate in the measuring section 17 is equal to or greater than the flow rate in the filter element 1 required for the filtration, the filtration can be started. If, on the other hand, the flow rate in the measuring section 17 is lower than the flow rate in the filter element 1 required when the filtration is carried out, there is a risk of the filter element 1 becoming blocked. The mixture of substances must then not be fed to the filter element 1, and the filtration must therefore not be started.
  • a product line 20 is shown in FIG. 1, by means of which the batch tank 2 can be refilled.
  • Batch tank 2 the mixture of substances to be filtered. If it has been there for a long time, this can result in solid or suspended matter partially settling in batch tank 2 during this shutdown of the plant. In batch tank 2, segregation and / or viscosity change has therefore taken place during standstill, which has been indicated in FIG. 1 by the hatching lines in batch tank 2 having smaller distances in the lower region. If the system is now put into operation, a mixture of substances with a much higher solids content is first required for filter element 1. The viscosity can also be increased by cooling the mixture of substances. Here, and even if the mixture of substances in the batch tank 2 is generally too viscous, there is a risk that the filter element 1 will block immediately.
  • the filter shut-off valve 7 initially remains closed, as a result of which no mixture of substances can flow to the filter element 1.
  • the bypass shut-off valve 14 is opened.
  • the substance mixture conveyed by the feed pump 4 is passed through the bypass line 13 and then back to the batch tank 2.
  • the pressure control valve 11 is controlled by the supply line pressure sensor 12.
  • the mixture of substances also flows through the monitoring device 15.
  • the flow meter 16 supplies the value of the current flow rate through the monitoring device 15 to the control device 18. If this flow rate is compared to the expected flow rate through the Filter element 1 small, this is a sign that the mixture has too high a viscosity. If this mixture of substances were passed to filter element 1, there would be a risk of blocking filter element 1.
  • the viscosity of the required mixture of substances due to the segregation in the batch tank 2 is very high, there is a risk that the measuring section 17 of the monitoring device 15 will block. This should be avoided as far as possible, since the measuring section 17 would then have to be cleaned and even replaced, which would mean an interruption in production. According to the method according to the invention, it is therefore provided that at the beginning of a filtration process the measuring section 17 of the monitoring device 15 is not yet flowed through by the substance mixture. This is achieved that the slide 19 remains closed first. Now at the beginning of the process flow, the mixture of substances to be filtered initially flows only from batch tank 2 through the bypass line 13 back to batch tank 2.
  • the mixture of substances conveyed first for example mixture of substances with a much higher solids content, now returns to batch tank 2 and mixes in Introduce with the mixture of substances located in the top of the batch tank 2 with a much lower solids content.
  • the slide 19 can be opened so that the mixture of substances flows through the monitoring device 15 as mentioned. It is now possible to determine how large the flow through the monitoring device 15 is. If the flow meter 16 determines that there is a flow through the monitoring device 15, the magnitude of the flow rate is tracked over time. Does that change
  • the measuring section 17 of the monitoring device 15 would block under certain circumstances after opening the slide 19. This is in one Case quite acceptable. The measuring section 17 can then be replaced, which does not cause great costs. The blocking of parts of the filter element 1, which would cause enormous costs, is definitely prevented.
  • the filter shutoff valve 7 can be opened and the bypass shutoff valve 14 can be closed approximately simultaneously. This is how the filtration begins. This start-up of the system can be triggered automatically by the control unit 18, to which the signal from the flow meter 16 is fed. It is then not necessary to start up the system based solely on experience, which also includes the possibility of errors. At the same time, there is no need for an agitator in the batch tank 2, with which the segregation could be reduced before starting.
  • the measuring section 17 continues to flow through even after the start of the filtration, it can now also be checked whether the measuring section 17 of the monitoring device 15 is actually representative of the filter element 1. This test is possible by comparing the values for the flow rate, which the flow transmitter 6 on the one hand and the flow meter 16 on the other hand determine.
  • the measuring section 17 is designed here as a tube winding. It is advantageously made of a flexible plastic tube. Their dimensions such as length and inner diameter, advantageously also the winding diameter, correspond to coiled tubular membranes as are installed in the filter element 1.
  • each tube membrane of the filter element 1 has an inner diameter of 5.5 mm and a length of 32 m, this results in a throughput of 80 m 3 / h, for example, corresponding to a flow speed of 2.6 m / sec. If this flow rate is not reached when the cross-flow filtration system is started up when the mixture of substances flows through the bypass line 13 and through the monitoring device 15, the mixture of substances should not be introduced into the filter element 1. The filter shut-off valve 7 then remains closed, so the filtration process is not started.
  • the control unit 18 can now start the actual filtration process by opening the filter shut-off valve 7 by the control unit 18.
  • FIG. 3 A variant is shown in FIG. 3, in which a wound tubular membrane of the type used in the filter element 1 several times, for example 200 to 300 times, is used as the measuring section 17 instead of the flexible plastic hose. Because permeate emerges from the measuring section 17, the measuring section 17 is placed in a housing 30 in which the permeate passing through the tubular membrane is collected and then fed directly or indirectly to the return line 9 by means of a drain line 31.
  • the measuring section 17 here consists of a bundle 40 of linear tubular membranes 41 arranged in parallel.
  • the structure of the bundle 40 corresponds to the corresponding bundles of tubular membranes as they are arranged several times in the filter element 1.
  • the filter element 1 can consist of a large number of tubular membranes which are connected in parallel, or of a series connection of several bundles of several tubular membranes.
  • a known filter element 1 consists, for example, of twenty bundles connected in series, each of the bundles consisting of nineteen tubular membranes arranged in parallel.
  • the measuring section 17 In adaptation to such a filter element 1, the measuring section 17 according to this embodiment consists of nineteen parallel tubular membranes 41, which, however, are connected in series within the bundle 40, which is achieved in a simple manner in that in each case one end of a tubular membrane 41 with a End of a following tubular membrane 41 is connected by a crimper 42.
  • the measuring section 17 thus consists of nineteen tubular membranes 41 connected in series. This results in a very good approximation of the properties of the entire filter element 1 without great effort.
  • FIG. 5 shows a diagram in which the time profile of the flow rate v determined by the flow meter 16 (FIG. 1) is shown.
  • the course of the flow velocity v is shown when the system starts up, as previously described.
  • a dashed line shows a limit value G v for the flow rate v, below which the filtration should not take place. If there is a mixture of substances with a higher solids content or a mixture of substances with a higher viscosity in the lower area of the batch tank 2, this is conveyed first.
  • the flow meter 16 therefore initially measures a value of the flow velocity v which is too small. This value increases as soon as a mixture of substances with a lower solids content is conveyed. The value can then drop again, however, because a mixture of substances with a higher solids content is fed back into the batch tank 2, as described above.
  • a pre-mixing time is designated by t v during which the required mixture of substances is returned to the batch tank 2.
  • a setpoint t v soi ⁇ for this premix time t v can be stored in the control unit 18. If the premixing time t v has expired, the course of the flow rate v is further monitored during a further measuring time t mess . If the flow rate v does not fall below the limit value G v during this time, the switchover to filtration can take place, for example, by closing the bypass shut-off valve 14 (FIG. 1) and opening the filter shut-off valve 7 and the pressure control valve 11.
  • the process just described is also shown as a flow chart.
  • the process of the premix time t v is monitored. If this has expired, that is to say the premixing time t v is greater than the target value t v s o i ⁇ 5 , the measuring time t meS s begins.
  • the premixing time t v is advantageously chosen to be at least sufficiently long that during this time approximately one third of the content of the batch tank 2 has been circulated.
  • the effective size of the premixing time t v thus also depends on the delivery capacity of the pump 4. The size of the premixing time t v is therefore determined according to the circumstances of the entire system.
  • the measurement of the flow rate v begins. If the measured values for the speed v are less than the limit value G v , a fault message is issued and the system is then stopped. If the measured values of the flow rate v are greater than the limit value G v , the decision is made as to whether the measuring time t meS s has expired. Once this has expired, the filtration is released. Then the filter shutoff valve 7 and the pressure control valve 11 are opened and the bypass shutoff valve 14 is closed.
  • the flow chart thus contains the teaching that during the measuring time t mess the measured speed v never less than the threshold G may be v, to be able to release the filtration. If a drop in the flow velocity v occurs during the measuring time t mess , which is shown in FIG. 6 with a broken line, the filtration is not released.
  • the measuring section 17 should advantageously also be flowed through by the mixture of substances during the filtration. This even if, after the start of the filtration in the filter element 1, the monitoring device 15 does not have to be flowed through because, as described above, its measured values are not taken into account in the control of the system.
  • the purpose of the measure that the measuring section 17 is also flowed through by the mixture of substances in these cases during the filtration operation is that the measuring section 17 and filter element 1 experience the same influence by the mixture of substances during the filtration process.
  • substances settle in or on the membrane tubes, which changes the filtration effect of the membrane tubes.
  • the measuring section 17 continues to flow through the measuring section 17 as well as during the ongoing filtration, the same change in the filtration effect takes place both in the membrane tubes of the filter element 1 and in the measuring section 17. During the entire filtration process, the flow properties of the measuring section 17 are therefore an image of the flow properties of the filter element 1.
  • the measuring section 17 is such that it has a flow which largely corresponds to that of the individual modules of the filter element 1, it is advantageous that this also applies to the ongoing filtration process, even if during the Filtration process the values determined on the measuring section 17 for the control of the system are not taken into account. Since the properties of the filter element 1 change during the filtration process, the System are operated so that the measuring section 17 is subject to the same influences as the filter element 1. Thus, for example, if the filter element 1 is rinsed or chemically cleaned, it is advantageous if the measuring section 17 is also rinsed or chemically cleaned. If the system is operated with a new filter element 1, a new measuring section 17 is also installed.
  • the solutions shown are not limited to the hydraulic circuit shown in FIG. 1. They can be used in the same way in systems with continuous retentate removal and also in systems with only partial return of the retentate to the batch tank 2, in which part of the retentate is thus returned to the feed line 3 bypassing the batch tank 2.

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Abstract

The invention relates to a system for cross-flow filtration, comprising at least one filter element (1), which can be fed with a mixture to be filtered from a batch tank (2) by means of a supply line (3). A conveyor pump (4) and a cross-flow sensor (6) are arranged in the supply line (3). The conveying capacity through the supply line can be regulated by means of the cross-flow sensor (6). According to the invention, a monitoring device (15) is arranged parallel to the filter element (1) and the bypass line (13). Said monitoring device (15) comprises a measuring line (17) and a flowmeter (16) enabling the flow of the mixture through the measuring line (17) to be measured. The system can be controlled by a control device (18) with the aid of data from the monitoring device(15) such that operational reliability of the system is increased. Said system is suitable for filtering mixtures of a liquid and solid or suspended matter and can be used, for example, in the production of fruit juices.

Description

ANLAGE ZUR QUERSTROM-FILTRATION SOWIE VERFAHREN ZU DEREN BETRIEBSYSTEM FOR CROSS-CURRENT FILTRATION AND METHOD FOR THE OPERATION THEREOF

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Querstrom-Filtration gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zu deren Betrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a plant for crossflow filtration according to the preamble of claim 1 and to a method for its operation according to the preamble of claim 7.

Solche Anlagen werden vorteilhaft angewendet, wenn es darum geht, molekulardisperse oder kolloiddisperse Stoffgemische, allenfalls mit Anteilen von Fest- bzw. Schwebstoffen, zu filtrieren. Beispiele für solche Stoffgemische sind Stoffgemische, wie sie bei der Produktion von Frucht- und Obstsäften zunächst anfallen. Diese Stoffgemische werden dann durch die Filtration in klaren Frucht- oder Obstsaft einerseits und die im wesentlichen verbleibenden Trübstoffe andererseits aufgetrennt. Dem Stoffgemisch kann beispielsweise vor der Filtration auch noch Aktivkohle, Gelatine, Bentonit oder Kieselsol etc. zugesetzt werden, um bestimmte Wirkungen zu erzielen. Auch diese Zusatzstoffe müssen dann mit den Trübstoffen von der Flüssigkeit abgetrennt werden.Such systems are used to advantage when it comes to filtering molecularly disperse or colloidally disperse substance mixtures, if necessary with proportions of solids or suspended matter. Examples of such mixtures of substances are mixtures of substances which initially arise in the production of fruit and fruit juices. These mixtures of substances are then separated on the one hand by filtration into clear fruit or fruit juice and on the other hand the essentially remaining turbid substances. For example, activated carbon, gelatin, bentonite or silica sol, etc. can also be added to the mixture of substances in order to achieve certain effects. These additives must then also be separated from the liquid with the cloudy substances.

Eine Anlage zur Querstrom-Filtration der im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7 genannten Art ist aus der WO-Al -01/51186 bekannt. Hierin wird eine Lösung gezeigt, wie Verstopfungen des Filtrationsmoduls durch feste Retentatanteile entfernt werden können. Bei Anlagen solcher Art besteht also das Problem, daß die Filterelemente verstopfen können, so daß die Produktion unterbrochen werden muß, um zunächst die Verstopfungen zu entfernen. Produktionsunterbrüche sind aber unerwünscht.A system for cross-flow filtration of the type mentioned in the preamble of claims 1 and 7 is known from WO-Al-01/51186. A solution is shown here how blockages of the filtration module can be removed by fixed retentate portions. The problem with systems of this type is that the filter elements can become blocked, so that production must be interrupted in order to first remove the blockages. Production interruptions are undesirable.

Aus JP 04-371 218 ist eine Membranfϊltrationsanlage bekannt, bei der ein Teil des von einem Batchtank dem Filterelement zugeführten Mediums durch ein Gefäß geleitet wird, in dem das Medium gerührt wird. Das Drehmoment an der Welle des Rührwerks wird gemessen und soll eine Aussage über die Viskosität des zu filtrierenden Gutes erlauben. Übersteigt die Viskosität einen bestimmten Grenzwert, so wird die Förderpumpe zum Filterelement gestoppt, wodurch die Filtration unterbrochen wird. Bei den eingangs erwähnten molekulardispersen oder kolloiddispersen Stoffgemischen würde, wenn diese Stoffgemische strukturviskoses Verhalten zeigen und eine hohe Viskosität aufweisen, der Stillstand der Pumpe unweigerlich zum sofortigen Verblocken des Filterelements fuhren. Andererseits steigt im Laufe des Filtrationsvorgangs der Druckabfall über dem Filterelement, so daß dann offensichtlich ein größer werdender Teilstrom des zu filtrierenden Stoffgemisches durch das genannte Rührwerk fließt. Das hat Einfluß auf den Zusammenhang zwischen Drehmoment und Viskosität. Im Falle von strukturviskosen und thixotropen Stoffgemischen ist der von einem solchen Viskositätsmesser ermittelte Wert für die Filtrationsanlage nicht immer repräsentativ. Da das Rührwerk des Viskositätsmessers eine Scherung auf das Stoffgemisch ausübt, gibt das von ihm gemessene Drehmoment nicht immer den in der Filtrationsanlage herrschenden Scherzustand wieder. Somit kann es zum Verblocken der Filtrationsmodule kommen, obwohl der Viskositätsmesser einen Viskositätswert ermittelt, der noch so niedrig ist, daß an sich das Verblocken nicht auftreten dürfte.From JP 04-371 218 a membrane filtration system is known in which a part of the medium fed to the filter element from a batch tank is passed through a vessel in which the medium is stirred. The torque on the shaft of the agitator is measured and is intended to provide information about the viscosity of the material to be filtered. If the viscosity exceeds a certain limit value, the feed pump to the filter element is stopped, whereby the filtration is interrupted. In the case of the molecularly disperse or colloidally disperse substance mixtures mentioned at the outset, if these substance mixtures exhibit pseudoplastic behavior and have a high viscosity, the stoppage of the pump would inevitably lead to immediate blocking of the filter element. On the other hand, the pressure drop across the filter element increases in the course of the filtration process, so that then obviously an increasing partial flow of the filtering mixture of substances flows through the mentioned agitator. This affects the relationship between torque and viscosity. In the case of structurally viscous and thixotropic substance mixtures, the value determined by such a viscosity meter is not always representative of the filtration system. Since the agitator of the viscometer applies shear to the mixture of materials, the torque it measures does not always reflect the shear condition prevailing in the filtration system. Blocking of the filtration modules can thus occur, although the viscosity meter determines a viscosity value which is still so low that blocking should not occur per se.

Das Problem, daß die Filtrationsmodule verstopfen können, besteht einerseits während des Filtrationsbetriebes, wenn durch die Rückführung von Retentat in den Batchtank der Feststoffanteil im zu filtrierenden Gut zunimmt und schließlich eine kritische Grenze, die zum Verstopfen der Filtrationsmodule führt, überschritten wird. Andererseits kann das Problem schon zu Beginn des Filtrationsprozesses bestehen, wenn das in den Batchtank eingefüllte Stoffgemisch von vornherein eine zu hohe Viskosität aufweist. Ein Problem kann auch im Batchtank dadurch entstehen, daß sich durch beim Stillstand der Filtrationsanlage auftretende Entmischungsvorgänge im Batchtank am Boden des Batchtanks Stoffgemisch mit sehr hohem Feststoffanteil befindet, das dann bei Beginn des Filtrationsprozesses zuerst in den Filtrationskreislauf gelangt. Das kann dann gleich zu Beginn der Filtration zum Verblocken der Filtrationsmodule führen.The problem that the filtration modules can clog exists on the one hand during the filtration operation when the return of retentate to the batch tank increases the solids content in the material to be filtered and finally a critical limit that leads to clogging of the filtration modules is exceeded. On the other hand, the problem may already exist at the beginning of the filtration process if the mixture of substances filled into the batch tank has an excessively high viscosity from the outset. A problem can also arise in the batch tank if, due to the separation processes occurring when the filtration system is at a standstill, there is a mixture of substances with a very high solids content in the batch tank at the bottom of the batch tank, which then enters the filtration circuit first at the start of the filtration process. This can lead to blocking of the filtration modules right at the beginning of the filtration.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zu schaffen, deren Betriebssicherheit verbessert ist.The invention has for its object to provide a system whose operational safety is improved.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.According to the invention, the stated object is achieved by the features of claims 1 and 7. Advantageous further developments result from the dependent claims.

Nach dem allgemeinen Erfindungsgedanken ist dem Filterelement eine Meßstrecke parallel geschaltet, in der ein Durchflußmesser zur Erfassung des Durchflusses durch diese Meßstrecke angeordnet ist. Dabei ist die Meßstrecke so beschaffen, daß sie ein Durchflußverhalten hat, das jenem der einzelnen Module des Filterelements weitestgehend entspricht. Bevor die Filtration begonnen wird, ist anhand des Durchflußverhaltens in der Meßstrecke feststellbar, ob die Eigenschaften des zu filtrierenden Stoffgemisches derart sind, daß eine sichere Filtration ohne Verblockungsgefahr durchführbar ist. So ist es ohne Kenntnis der aktuellen Viskosität des zu filtrierenden Stoffgemisches möglich, aufgrund des Durchflusses durch die Meßstrecke zu entscheiden, ob die Filtration begonnen werden kann. Wird nämlich ein bestimmter Grenzwert für den Durchfluß nicht erreicht, so wird damit die Gefahr signalisiert, daß zumindest Teile des Filterelements verblocken könnten. Wird also dieser Durchfluß- Grenzwert nicht erreicht, wird die Filtration gar nicht erst begonnen. Schäden am Filterelement und als Folge dessen kostspielige Betriebsunterbrüche werden somit vorbeugend verhütet. Gegenüber dem zuvor erwähnten Stand der Technik mit Viskositätsmessung ist dies schon deshalb vorteilhaft, weil wie erwähnt, der ermittelte Viskositätswert gar nicht repräsentativ sein muß.According to the general idea of the invention, a measuring section is connected in parallel to the filter element, in which a flow meter for detecting the flow through this measuring section is arranged. The measuring section is designed in such a way that it has a flow behavior that largely corresponds to that of the individual modules of the filter element. Before the filtration is started, it can be determined on the basis of the flow behavior in the measuring section whether the properties of the mixture of substances to be filtered are such that reliable filtration without Risk of blocking is feasible. Without knowing the current viscosity of the mixture of substances to be filtered, it is possible, based on the flow through the measuring section, to decide whether the filtration can be started. If a certain limit for the flow rate is not reached, the danger is signaled that at least parts of the filter element could block. If this flow limit is not reached, the filtration will not even begin. Damage to the filter element and, as a result, costly business interruptions are thus prevented. Compared to the aforementioned prior art with viscosity measurement, this is advantageous because, as mentioned, the viscosity value determined does not have to be representative at all.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigen: Fig. 1 ein Schema einer erfindungsgemäßen Anlage zur Querstrom-Filtration,1 shows a diagram of a plant according to the invention for crossflow filtration,

Fig. 2 ein Teilschema mit einer Meßstrecke,2 is a partial diagram with a measuring section,

Fig. 3 ein Schema einer Variante,3 shows a diagram of a variant,

Fig. 4 eine weitere Variante,4 shows a further variant,

Fig. 5 ein Verlaufsdiagramm für den Durchfluß undFig. 5 is a flow chart for the flow and

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm.Fig. 6 is a flow chart.

In der Fig. 1 bedeutet 1 ein Filterelement, in dem die Abtrennung der gewünschten flüssigen Phase aus dem Stoffgemisch erfolgt. Auf die Bauart des Filterelements 1 kommt es dabei nicht an. In erster Linie kommt die Erfindung dann zur Anwendung, wenn das Filterelement 1 beispielsweise gewickelte oder lineare Rohrmembranen enthält, da mit solchen Filterelementen 1 meistens Stoffgemische mit hohen Trübstoffanteilen verarbeitet werden. Das Filterelement 1 kann dabei aus einer großen Zahl von Rohrmembranen bestehen, die parallel geschaltet sind, oder aus einer Serieschaltung von mehreren Bündeln von mehreren Rohrmembranen. Tritt eine Verstopfung von Teilen des Filterelements 1 auf, so führt das regelmäßig zu einem Betriebsunterbruch mit all seinen nachteiligen Folgen. Durch die Erfindung kann das Verblocken solcher Rohrmembranen des Filterelements 1 verhindert werden.In FIG. 1, 1 means a filter element in which the desired liquid phase is separated from the mixture of substances. The design of the filter element 1 is not important. The invention is primarily used when the filter element 1 contains, for example, wound or linear tubular membranes, since such filter elements 1 mostly process substance mixtures with high turbid contents. The filter element 1 can consist of a large number of tubular membranes, which are connected in parallel, or of a series connection of several bundles of several tubular membranes. If parts of the filter element 1 become blocked, this regularly leads to an interruption in operation with all of its adverse consequences. Blocking of such tubular membranes of the filter element 1 can be prevented by the invention.

Das zu filtrierende Stoffgemisch befindet sich in einem Batchtank 2. Von diesem gelangt es durch eine Zufuhrleitung 3 zum Filterelement 1. In die Zufuhrleitung 3 sind eine Fördeφumpe 4, ein Durchflußregelventil 5 und ein Durchflußgeber 6 eingesetzt, wobei der Durchflußgeber 6 in bekannter Weise so auf das Durchflußregelventil 5 einwirkt, daß der Fluß in der Zuführleitung 3 konstant bleibt. Bekannt ist auch, daß der Durchflußgeber 6 direkt die Drehzahl der Förderpumpe 4 beeinflußt, wodurch ebenfalls der Fluß in der Zufuhrleitung 3 konstant bleibt. In der Fig. 1 ist diese Steuerwirkung mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet. Dann kann auf das Durchflußregel ventil 5 verzichtet werden. Eine konstante Förderleistung, wie auch immer sie erreicht wird, ermöglicht eine gleichmäßige Produktion.The mixture of substances to be filtered is located in a batch tank 2. From there it passes through a feed line 3 to the filter element 1. A feed pump 4, a flow control valve 5 and a flow sensor 6 are used in the feed line 3, the flow sensor 6 being known in this way the flow control valve 5 acts so that the flow in the feed line 3 remains constant. It is also known that the flow sensor 6 directly affects the speed of the feed pump 4, which also keeps the flow in the supply line 3 constant. This control effect is shown in FIG. 1 with a dashed line. Then can be dispensed with the flow control valve 5. A constant flow rate, however it is achieved, enables an even production.

In die Zuführleitung 3 ist außerdem vor dem Filterelement 1 ein Filter- Absperrventil 7 eingesetzt, um den Stofffluß zum Filterelement 1 unterbrechen zu können.In addition, a filter shut-off valve 7 is inserted in the feed line 3 in front of the filter element 1 in order to be able to interrupt the material flow to the filter element 1.

Auf der Sekundärseite des Filterelements 1 ist eine Permeatleitung 8 an dieses angeschlossen, durch die das im Filterelement 1 abgetrennte Permeat, also beispielsweise der klare Obstsaft, abgenommen werden kann.On the secondary side of the filter element 1, a permeate line 8 is connected to it, through which the permeate separated off in the filter element 1, for example the clear fruit juice, can be removed.

Andererseits fuhrt vom Filterelement 1 eine Rückführleitung 9 zum Batchtank 2. Hinter dem Filterelement 1 ist in der Rückführleitung 9 ein zweites Absperrventil 10 eingebaut, um das Filterelement 1 auch gegen die Rückführleitung 9 absperren zu können. Der Schaltzustand des zweiten Absperrventils 10 entspricht dabei dem Schaltzustand des Filter- Absperrventils 7. Beide Ventile 7, 10 sind also immer entweder geöffnet oder geschlossen, worauf nachfolgend nicht mehr extra hingewiesen wird. Durch die Rückführleitui g 9 wird das das Filterelement 1 verlassende Retentat zum Batchtank 2 zurückgeführt. In diese Rückführleitung 9 ist hinter dem zweiten Absperrventil 10 noch ein Druckregelventil 11 eingesetzt. Dieses Druckregelventil 11 ist von einem Zuführleitungs-Drucksensor 12 aus ansteuerbar, der den Druck in der Zuführleitung 3 und damit, bei geöffnetem Filter- Absperrventil 7 am Retentat-Eingang des Filterelements 1, erfaßt. Der vom Zuführleitungs-Drucksensor 12 erfaßbare Druck in der Zuf hrleitung 3 unmittelbar vor dem Filterelement 1 hängt mit der Förderleistung der Förderpumpe 4 und dem Zustand des Filterelements 1 zusammen. Je höher die Viskosität des Stoffgemisches ist, desto höher ist der Durchflußwiderstand durch das Filterelement 1. Je länger die Filtration dauert, desto mehr nimmt die Konzentration an Fest- oder Schwebstoffen im Stoffgemisch und damit auch die Viskosität des Stoffgemisches im Batchtank 2 zu. In Abhängigkeit von diesem durch die Viskositätsänderung verursachten steigenden Durchflußwiderstand wird nun das Druckregelventil 11 zunehmend geöffnet.On the other hand, a return line 9 leads from the filter element 1 to the batch tank 2. A second shut-off valve 10 is installed behind the filter element 1 in the return line 9 in order to also be able to shut off the filter element 1 against the return line 9. The switching state of the second shut-off valve 10 corresponds to the switching state of the filter shut-off valve 7. Both valves 7, 10 are therefore always either open or closed, which is no longer mentioned in the following. The retentate leaving the filter element 1 is returned to the batch tank 2 by the return line 9. In this return line 9, a pressure control valve 11 is inserted behind the second shut-off valve 10. This pressure control valve 11 can be controlled by a supply line pressure sensor 12 which detects the pressure in the supply line 3 and thus, when the filter shut-off valve 7 is open at the retentate inlet of the filter element 1. The pressure in the feed line 3, which can be detected by the feed line pressure sensor 12 directly in front of the filter element 1, is related to the delivery rate of the feed pump 4 and the state of the filter element 1. The higher the viscosity of the mixture of substances is, the higher the flow resistance through the filter element 1. The longer the filtration, the more the concentration of solids or suspended matter in the mixture of substances and thus also the viscosity of the mixture of substances in the batch tank 2 increases. Depending on this increasing flow resistance caused by the change in viscosity, the pressure control valve 11 is now increasingly opened.

Parallel zum Filterelement 1 ist eine Bypassleitung 13 geschaltet, die aus der Zufuhrleitung 3 vor dem Filter- Absperrventil 7 abzweigt und in die Rückführleitung 9 hinter dem zweiten Absperrventil 10 und vor dem Druckregelventil 11 einmündet. In der Bypassleitung 13 ist ein Bypass- Absperrventil 14 eingesetzt. Eine ähnliche Anordnung ist aus WO-Al -01/51186 bekannt.A bypass line 13 is connected in parallel to the filter element 1 and branches off from the supply line 3 in front of the filter shut-off valve 7 and opens into the return line 9 behind the second shut-off valve 10 and before the pressure control valve 11. A bypass shut-off valve 14 is inserted in the bypass line 13. A similar arrangement is known from WO-Al-01/51186.

Erfindungsgemäß ist zwischen der Zuführleitung 3 und der Rückführleitung 9 parallel zum Filterelement 1 und zur Bypassleitung 13 eine Überwachungseinrichtung 15 angeordnet, die der Erfassung einer unmittelbar mit dem Fluß des Stoffgemisches zusammenhängenden Größe dient, also kein Viskositätsmesser ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht die Überwachunsgeinrichtung 15 aus einemAccording to the invention, a monitoring device 15 is arranged between the feed line 3 and the return line 9 parallel to the filter element 1 and to the bypass line 13 and serves to detect a quantity which is directly related to the flow of the substance mixture, ie is not a viscosity meter. According to the embodiment of FIG. 1, the monitoring device 15 consists of a

Durchflußmesser 16 und einer Meßstrecke 17. Der Durchflußmesser 16 übermittelt den von ihm erfaßten Wert für den Durchfluß durch die Überwachungseinrichtung 15 an ein Steuergerät 18, mit dem die Anlage zur Querstrom-Filtration in bekannter und, wie noch ausgeführt wird, zusätzlich auch in erfindungsgemäßer Weise gesteuert wird. Die Überwachungseinrichtung 15 ist mindestens gegenüber der Zuführleitung 3 mittels eines Schiebers 19 absperrbar.Flow meter 16 and a measuring section 17. The flow meter 16 transmits the value it has measured for the flow through the monitoring device 15 to a control unit 18, with which the system for cross-flow filtration in a known and, as will be explained, additionally also in a manner according to the invention is controlled. The monitoring device 15 can be shut off at least with respect to the feed line 3 by means of a slide 19.

Nach der Erfindung ist die Meßstrecke 17 der Überwachungseinrichtung 15 so beschaffen, daß in ihr etwa die gleichen Strömungsverhältnisse herrschen wie in den einzelnen Rohrmembranen des Filterelements 1. Entsprechend ist die Durchflußgeschwindigkeit durch die Meßstrecke 17 vergleichbar der zu erwartenden Durchflußgeschwindigkeit durch die einzelnen Rohrmembranen des Filterelements 1.According to the invention, the measuring section 17 of the monitoring device 15 is designed in such a way that it has approximately the same flow conditions as in the individual tube membranes of the filter element 1. Accordingly, the flow rate through the measuring section 17 is comparable to the expected flow rate through the individual tube membranes of the filter element 1 ,

Damit dies zutrifft, wird auch vor Beginn der Filtration bei geschlossenem Filter- Absperrventil 7 das Druckregelventil 11 durch den Zuführleitungs-Drucksensor 12 so gesteuert, daß der Druckabfall über der Bypassleitung 13 etwa so groß ist, wie er später bei der Filtration der Druckabfall über dem Filterelement 1 geregelt wird. Unter dieser Voraussetzung ist der Durchfluß durch die Meßstrecke 17 repräsentativ für den späteren Durchfluß durch das Filterelement 1. Ist die Durchflußgeschwindigkeit in der Meßstrecke 17 gleich oder größer als die bei der Durchführung der Filtration geforderte Durchflußgeschwindigkeit im Filterelement 1, so kann die Filtration begonnen werden. Ist hingegen die Durchflußgeschwindigkeit in der Meßstrecke 17 kleiner als die bei der Durchführung der Filtration geforderte Durchflußgeschwindigkeit im Filterelement 1 , so besteht die Gefahr einer Verblockung des Filterelements 1. Das Stoffgemisch darf dann also nicht dem Filterelement 1 zugeführt, die Filtration also nicht begonnen werden.In order for this to be true, the pressure control valve 11 is controlled by the supply line pressure sensor 12 even before the start of the filtration with the filter shut-off valve 7 closed, so that the pressure drop across the bypass line 13 is approximately as great as it will later be during the filtration Filter element 1 is regulated. Under this condition, the flow through the measuring section 17 is representative of the later Flow through the filter element 1. If the flow rate in the measuring section 17 is equal to or greater than the flow rate in the filter element 1 required for the filtration, the filtration can be started. If, on the other hand, the flow rate in the measuring section 17 is lower than the flow rate in the filter element 1 required when the filtration is carried out, there is a risk of the filter element 1 becoming blocked. The mixture of substances must then not be fed to the filter element 1, and the filtration must therefore not be started.

Zudem ist in der Fig. 1 noch eine Produktleitung 20 gezeigt, mittels der der Batchtank 2 auffüllbar ist.In addition, a product line 20 is shown in FIG. 1, by means of which the batch tank 2 can be refilled.

Wenn die Anlage zur Querstrom-Filtration angefahren wird, so befindet sich imWhen the system for cross-flow filtration is started up, it is located in the

Batchtank 2 das zu filtrierende Stoffgemisch. Befindet es sich dort schon seit längerer Zeit, kann das zur Folge haben, daß sich während dieses Stillstands der Anlage Fest- bzw. Schwebstoffe im Batchtank 2 teilweise abgesetzt haben. Im Batchtank 2 hat also während des Stillstands eine Entmischung und/oder Viskositätsänderung stattgefunden, was in der Fig. 1 dadurch angedeutet worden ist, daß die Schraffurlinien im Batchtank 2 im unteren Bereich kleinere Abstände aufweisen. Wird nun die Anlage in Betrieb genommen, wo wird zuerst Stoffgemisch mit einem sehr viel höheren Feststoffanteil zum Filterelement 1 gefordert. Auch durch eine Abkühlung des Stoffgemischs kann die Viskosität erhöht sein. Hier, und auch dann, wenn das im Batchtank 2 befindliche Stoffgemisch generell eine zu hohe Viskosität aufweist, besteht somit die Gefahr, daß das Filterelement 1 gleich zu Beginn verblockt. Deshalb ist vorgesehen, daß beim Anfahren der Anlage zunächst das Filter- Absperrventil 7 geschlossen bleibt, wodurch kein Stoffgemisch zum Filterelement 1 strömen kann. Geöffnet wird zunächst nur das Bypass- Absperrventil 14. Folglich wird das von der Förderpumpe 4 geförderte Stoffgemisch durch die Bypass-Leitung 13 und dann wieder zum Batchtank 2 geleitet. Dabei wird, wie zuvor erwähnt, durch den Zuführleitungs-Drucksensor 12 das Druckregel entil 11 gesteuert.Batch tank 2 the mixture of substances to be filtered. If it has been there for a long time, this can result in solid or suspended matter partially settling in batch tank 2 during this shutdown of the plant. In batch tank 2, segregation and / or viscosity change has therefore taken place during standstill, which has been indicated in FIG. 1 by the hatching lines in batch tank 2 having smaller distances in the lower region. If the system is now put into operation, a mixture of substances with a much higher solids content is first required for filter element 1. The viscosity can also be increased by cooling the mixture of substances. Here, and even if the mixture of substances in the batch tank 2 is generally too viscous, there is a risk that the filter element 1 will block immediately. It is therefore provided that when the system is started up, the filter shut-off valve 7 initially remains closed, as a result of which no mixture of substances can flow to the filter element 1. First, only the bypass shut-off valve 14 is opened. As a result, the substance mixture conveyed by the feed pump 4 is passed through the bypass line 13 and then back to the batch tank 2. As previously mentioned, the pressure control valve 11 is controlled by the supply line pressure sensor 12.

Wenn gleichzeitig oder anschließend auch der Schieber 19 geöffnet ist, strömt das Stoffgemisch auch durch die Uberwachungseinrichtung 15. Der Durchflußmesser 16 liefert den Wert über die aktuelle Durchflußgeschwindigkeit durch die Überwachungseinrichtung 15 an das Steuergerät 18. Ist diese Durchflußgeschwindigkeit im Vergleich zur zu erwartenden Durchflußgeschwindigkeit durch das Filterelement 1 klein, so ist dies ein Zeichen dafür, daß das Stoffgemisch eine zu hohe Viskosität aufweist. Würde dieses Stoffgemisch zum Filterelement 1 geleitet, so bestünde das Risiko des Verblockens des Filterelements 1.If at the same time or subsequently also the slide 19 is opened, the mixture of substances also flows through the monitoring device 15. The flow meter 16 supplies the value of the current flow rate through the monitoring device 15 to the control device 18. If this flow rate is compared to the expected flow rate through the Filter element 1 small, this is a sign that the mixture has too high a viscosity. If this mixture of substances were passed to filter element 1, there would be a risk of blocking filter element 1.

Ist die Viskosität des geforderten Stoffgemisches durch die Entmischung im Batchtank 2 sehr hoch, so besteht die Gefahr, daß die Meßstrecke 17 der Überwachungseinrichtung 15 verblockt. Das sollte tunlichst vermieden werden, müßte doch dann die Meßstrecke 17 gereinigt und gar ausgetauscht werden, was einen Produktionsunterbruch bedeuten würde. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist deshalb vorgesehen, daß zu Beginn eines Filtrationsprozesses die Meßstrecke 17 der Überwachungseinrichtung 15 noch nicht vom Stoffgemisch durchströmt wird. Das wird erreicht, daß zuerst der Schieber 19 geschlossen bleibt. Nun strömt bei Beginn des Prozeßablaufs das zu filtrierenden Stoffgemisch zunächst nur vom Batchtank 2 durch die Bypassleitung 13 wieder zurück zum Batchtank 2. Das zuerst geförderte Stoffgemisch, beispielsweise Stoffgemisch mit einem sehr viel höheren Feststoffanteil, gelangt nun zurück in den Batchtank 2 und mischt sich beim Einleiten mit dem oben im Batchtank 2 befindlichen Stoffgemisch mit einem sehr viel geringeren Feststoffanteil. Je länger die Förderpumpe 4 Stoffgemisch aus dem Batchtank 2 durch die Bypass-Leitung 13 wieder zum Batchtank 2 fordert, desto besser durchmischt sich das Stoffgemisch im Batchtank 2. Erst nach einer gewissen Laufzeit der Förderpumpe 4, die diesen Umlauf erzwingt, kann angenommen werden, daß die Entmischung zumindest teilweise beseitigt ist. Nun kann der Schieber 19 geöffnet werden, so daß das Stoffgemisch wie erwähnt durch die Überwachungseinrichtung 15 strömt. Somit kann jetzt ermittelt werden, wie groß die Strömung durch die Überwachungseinrichtung 15 ist. Ermittelt der Durchflußmesser 16, daß eine Strömung durch die Überwachungseinrichtung 15 stattfindet, so wird die Größe der Durchflußgeschwindigkeit über der Zeit verfolgt. Ändert sich dieIf the viscosity of the required mixture of substances due to the segregation in the batch tank 2 is very high, there is a risk that the measuring section 17 of the monitoring device 15 will block. This should be avoided as far as possible, since the measuring section 17 would then have to be cleaned and even replaced, which would mean an interruption in production. According to the method according to the invention, it is therefore provided that at the beginning of a filtration process the measuring section 17 of the monitoring device 15 is not yet flowed through by the substance mixture. This is achieved that the slide 19 remains closed first. Now at the beginning of the process flow, the mixture of substances to be filtered initially flows only from batch tank 2 through the bypass line 13 back to batch tank 2. The mixture of substances conveyed first, for example mixture of substances with a much higher solids content, now returns to batch tank 2 and mixes in Introduce with the mixture of substances located in the top of the batch tank 2 with a much lower solids content. The longer the feed pump 4 requests the mixture of substances from the batch tank 2 through the bypass line 13 to the batch tank 2 again, the better the mixture of substances in the batch tank 2 mixes. Only after a certain running time of the feed pump 4, which forces this circulation, can it be assumed that that the segregation is at least partially eliminated. Now the slide 19 can be opened so that the mixture of substances flows through the monitoring device 15 as mentioned. It is now possible to determine how large the flow through the monitoring device 15 is. If the flow meter 16 determines that there is a flow through the monitoring device 15, the magnitude of the flow rate is tracked over time. Does that change

Durchflußgeschwindigkeit praktisch nicht, so zeigt dies an, daß die zuvor erwähnte Entmischung nun beseitigt ist. Überschreitet die Durchflußgeschwindigkeit einen Grenzwert, so kann nun mit der eigentlichen Filtration begonnen werden.Flow rate practically not, this indicates that the above-mentioned segregation is now eliminated. If the flow rate exceeds a limit value, the actual filtration can now be started.

Es wurde schon erwähnt, daß es vorkommen könnte, daß das im Batchtank 2 befindliche Stoffgemisch auch ohne eine Entmischung eine zu hohe Viskosität aufweisen könnte. In diesem Fall würde nach dem Öffnen des Schiebers 19 unter Umständen die Meßstrecke 17 der Überwachungseinrichtung 15 verblocken. Dies ist in einem solchen Fall durchaus hinnehmbar. Die Meßstrecke 17 kann dann ausgetauscht werden, was keine großen Kosten verursacht. Das Verblocken von Teilen des Filterelements 1, das enorme Kosten verursachen würde, wird aber auf jeden Fall verhindert.It has already been mentioned that it could happen that the mixture of substances in the batch tank 2 could have too high a viscosity even without separation. In this case, the measuring section 17 of the monitoring device 15 would block under certain circumstances after opening the slide 19. This is in one Case quite acceptable. The measuring section 17 can then be replaced, which does not cause great costs. The blocking of parts of the filter element 1, which would cause enormous costs, is definitely prevented.

Beim Anfahren der Anlage, wenn also generell oder nur anfangs Stoffgemisch mit einem sehr viel höheren Feststoffanteil aus dem Batchtank 2 gefordert wird, so wird also indirekt dessen Viskosität ermittelbar, ohne daß es eines Viskositätsmeßgeräts bedarf. Die allenfalls auftretende Änderung der Viskosität wird durch die Ermittlung des Durchflusses in der Überwachungseinrichtung 15 durch den Durchflußmesser 16 laufend verfolgt.When the system is started up, that is, if generally or only initially a mixture of substances with a much higher solids content is required from the batch tank 2, its viscosity can be determined indirectly without the need for a viscosity measuring device. The change in viscosity that may occur is continuously monitored by determining the flow in the monitoring device 15 through the flow meter 16.

Sobald der Durchfluß durch die Überwachungseinrichtung 15 einen bestimmten Grenzwert überschreitet, so ist dies ein Zeichen dafür, daß die Viskosität des geförderten Stoffgemisches nun so deutlich kleiner geworden ist, daß das Verblocken des Filterelements 1 nicht zu befürchten ist. Nun kann also das Filter- Absperrventil 7 geöffnet und annähernd gleichzeitig das Bypass- Absperrventil 14 geschlossen werden. Damit beginnt die Filtration. Dieses Anfahren der Anlage kann von dem Steuergerät 18, dem das Signal des Durchflußmessers 16 zugeführt wird, automatisch ausgelöst werden. Ein Anfahren der Anlage allein aufgrund von Erfahrungswerten, das auch Fehlermöglichkeiten beinhaltet, ist dann nicht nötig. Zugleich kann auf ein Rührwerk im Batchtank 2 verzichtet werden, mit dem sich vor dem Anfahren die Entmischung reduzieren ließe.As soon as the flow through the monitoring device 15 exceeds a certain limit value, this is a sign that the viscosity of the conveyed mixture of substances has become so significantly lower that there is no need to fear blocking of the filter element 1. Now the filter shutoff valve 7 can be opened and the bypass shutoff valve 14 can be closed approximately simultaneously. This is how the filtration begins. This start-up of the system can be triggered automatically by the control unit 18, to which the signal from the flow meter 16 is fed. It is then not necessary to start up the system based solely on experience, which also includes the possibility of errors. At the same time, there is no need for an agitator in the batch tank 2, with which the segregation could be reduced before starting.

Wird die Meßstrecke 17 auch nach dem Beginn der Filtration weiterhin durchströmt, so läßt sich nun auch prüfen, ob die Meßstrecke 17 der Uberwachungseinrichtung 15 tatsächlich repräsentativ für das Filterelement 1 ist. Diese Prüfung ist möglich durch den Vergleich der Werte für die Durchflußgeschwindigkeit, die der Durchflußgeber 6 einerseits und der Durchflußmesser 16 andererseits ermitteln.If the measuring section 17 continues to flow through even after the start of the filtration, it can now also be checked whether the measuring section 17 of the monitoring device 15 is actually representative of the filter element 1. This test is possible by comparing the values for the flow rate, which the flow transmitter 6 on the one hand and the flow meter 16 on the other hand determine.

Für die Steuerung des einmal begonnenen Filtrationsprozesses wird nicht dieIt is not used to control the filtration process once it has started

Durchflußgeschwindigkeit in der Überwachungseinrichtung 15 herangezogen, sondern ein anderes Kriterium. Es hat sich gezeigt, daß der vom Zuführleitungs-Drucksensor 12 ermittelte Wert viel besser geeignet ist, die laufende Filtration zu überwachen, weil in seinen Meßwert sowohl die Viskosität des Stoffgemisches als auch deren Strömungsgeschwindigkeit und auch der Zustand des Filterelements 1 eingeht. Mit fortschreitender Dauer des Filtrationsprozesses wird der Druck ansteigen. Er darf aber, um die Beschädigung des Filterelements 1 zu vermeiden, einen bestimmten Grenzwert, beispielsweise 6 bar, nicht überschreiten. Bei ganz geöffnetem Druckregelventil 11 kann eine weitere Steigerung des Druckes nur durch eine Reduktion der Förderleistung der Förderpumpe 4 vermieden werden. Unterhalb einer bestimmten Förderleistung der Förderpumpe 4 ist die Filtration dann nicht mehr wirtschaftlich oder kritisch hinsichtlich der Verblockungsgefahr und wird dann in der bekannten Weise beendet.Flow rate used in the monitoring device 15, but another criterion. It has been shown that the value determined by the feed line pressure sensor 12 is much more suitable for monitoring the ongoing filtration because its measured value includes both the viscosity of the mixture of substances and their flow rate and also the condition of the filter element 1. As the filtration process progresses, the pressure will increase. But he is allowed to to avoid damaging the filter element 1, do not exceed a certain limit value, for example 6 bar. With the pressure control valve 11 fully open, a further increase in pressure can only be avoided by reducing the delivery capacity of the feed pump 4. Below a certain delivery rate of the delivery pump 4, the filtration is then no longer economical or critical with regard to the risk of blocking and is then ended in the known manner.

In der Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Überwachungseinrichtung 15 gezeigt. Die Meßstrecke 17 ist hier als Rohrwicklung gestaltet. Vorteilhaft ist sie aus einem flexiblen Plastikschlauch hergestellt. Deren Abmessungen wie Länge und Innendurchmesser, vorteilhaft auch der Wickeldurchmesser, entsprechen dabei gewickelten Rohrmembranen, wie sie im Filterelement 1 eingebaut sind.A preferred embodiment of the monitoring device 15 is shown in FIG. 2. The measuring section 17 is designed here as a tube winding. It is advantageously made of a flexible plastic tube. Their dimensions such as length and inner diameter, advantageously also the winding diameter, correspond to coiled tubular membranes as are installed in the filter element 1.

Wenn das Filterelement 1 beispielsweise aus 360 Teilströmen mit einer gesamten Filterfläche von 200 m besteht, jede Rohrmembran des Filterelements 1 einen Innendurchmesser von 5,5 mm und eine Länge von 32 m aufweist, so ergibt sich beispielsweise ein Durchsatz von 80 m3/h, entsprechend einer Fließgeschwindigkeit von 2,6 m/sec. Wird nun beim zuvor erwähnten Anfahren der Anlage zur Querstrom- Filtration, wenn das Stoffgemisch durch die Bypassleitung 13 und durch die Überwachungseinrichtung 15 strömt, diese Fließgeschwindigkeit nicht erreicht, so soll die Einleitung des Stoffgemisches in das Filterelement 1 nicht erfolgen. Das Filter- Absperrventil 7 bleibt dann geschlossen, der Filtrationsvorgang wird also nicht gestartet.If the filter element 1 consists, for example, of 360 partial streams with a total filter area of 200 m, each tube membrane of the filter element 1 has an inner diameter of 5.5 mm and a length of 32 m, this results in a throughput of 80 m 3 / h, for example, corresponding to a flow speed of 2.6 m / sec. If this flow rate is not reached when the cross-flow filtration system is started up when the mixture of substances flows through the bypass line 13 and through the monitoring device 15, the mixture of substances should not be introduced into the filter element 1. The filter shut-off valve 7 then remains closed, so the filtration process is not started.

Es ist nicht auszuschließen, daß ein solcher Fall deshalb eintreten kann, weil sich im Batchtank 2 das Produkt entmischt hat, wie dies zuvor erwähnt worden ist. Diese Entmischung kann nun dadurch beseitigt werden, daß die Fördeφumpe 4 arbeitet, das Filter- Absperrventil 7 geschlossen bleibt, während das Bypass- Absperrventil 14 offen ist. Somit strömt das zu filtrierende Stoffgemisch vom Batchtank 2 durch die Zuführleitung 3, die Bypassleitung 13 und die Rückführleitung 9 wieder zurück zum Batchtank 2. Dadurch wird im Laufe einer gewissen Zeitspanne die zuvor aufgetretene Entmischung im Batchtank 2 wieder beseitigt. Das führt dann auch dazu, daß durch die Überwachungseinrichtung 15 und deren Durchflußmesser 16 der Durchfluß zunimmt, wenn die Entmischung zumindest so weit beseitigt ist, daß wieder der gewünschteIt cannot be ruled out that such a case can occur because the product has segregated in batch tank 2, as was mentioned previously. This segregation can now be eliminated in that the Fördeφumpe 4 works, the filter shut-off valve 7 remains closed, while the bypass shut-off valve 14 is open. The mixture of substances to be filtered thus flows from the batch tank 2 through the feed line 3, the bypass line 13 and the return line 9 back to the batch tank 2. As a result, the segregation that previously occurred in the batch tank 2 is eliminated again in the course of a certain period of time. This then also leads to the fact that through the monitoring device 15 and its flow meter 16 the flow increases when the segregation has been eliminated at least to the extent that the desired one is again

Durchfluß erreicht wird. Ermittelt also der Durchflußmesser 16, daß nach einiger Zeit der Grenzwert der für eine wirtschaftliche Filtration nötigen Durchflußgeschwindigkeit, beispielsweise 2,6 m/sec, mindestens erreicht wird, so kann nun das Steuergerät 18 den eigentlichen Filtrationsvorgang starten, indem durch das Steuergerät 18 das Filter- Absperrventil 7 geöffnet wird.Flow is reached. So the flow meter 16 determines that after some time the If the flow rate required for economical filtration, for example 2.6 m / sec, is at least reached, the control unit 18 can now start the actual filtration process by opening the filter shut-off valve 7 by the control unit 18.

In der Fig. 3 ist eine Variante gezeigt, bei der als Meßstrecke 17 anstelle des flexiblen Plastikschlauchs eine gewickelte Rohrmembran jener Bauart verwendet ist, wie sie im Filterelement 1 mehrfach, beispielsweise 200- bis 300-fach, vorhanden ist. Weil hierbei aus der Meßstrecke 17 Permeat austritt, ist die Meßstrecke 17 in einem Gehäuse 30 plaziert, in dem das durch die Rohrmembran hindurch tretende Permeat gesammelt und dann mittels einer Abflußleitung 31 direkt oder indirekt der Rückführleitung 9 zugeführt wird.A variant is shown in FIG. 3, in which a wound tubular membrane of the type used in the filter element 1 several times, for example 200 to 300 times, is used as the measuring section 17 instead of the flexible plastic hose. Because permeate emerges from the measuring section 17, the measuring section 17 is placed in a housing 30 in which the permeate passing through the tubular membrane is collected and then fed directly or indirectly to the return line 9 by means of a drain line 31.

In der Fig. 4 ist ein besonderes Ausführungsbeispiel für die Meßstrecke 17 in einem Gehäuse 30 gezeigt. Die Meßstrecke 17 besteht hier aus einem Bündel 40 parallel angeordneter linearer Rohrmembranen 41. Dabei entspricht das Bündel 40 in seinem Aufbau entsprechenden Bündeln von Rohrmembranen, wie sie im Filterelement 1 mehrfach angeordnet sind. Es wurde eingangs schon erwähnt, daß das Filterelement 1 aus einer großen Zahl von Rohrmembranen bestehen kann, die parallel geschaltet sind, oder aus einer Serieschaltung von mehreren Bündeln von mehreren Rohrmembranen. Ein bekanntes Filterelement 1 besteht beispielsweise aus zwanzig in Serie geschalteten Bündeln, wobei jedes der Bündel aus neunzehn parallel angeordneten Rohrmembranen besteht.4 shows a special embodiment for the measuring section 17 in a housing 30. The measuring section 17 here consists of a bundle 40 of linear tubular membranes 41 arranged in parallel. The structure of the bundle 40 corresponds to the corresponding bundles of tubular membranes as they are arranged several times in the filter element 1. It was already mentioned at the beginning that the filter element 1 can consist of a large number of tubular membranes which are connected in parallel, or of a series connection of several bundles of several tubular membranes. A known filter element 1 consists, for example, of twenty bundles connected in series, each of the bundles consisting of nineteen tubular membranes arranged in parallel.

In Anpassung an ein solches Filterelement 1 besteht die Meßstrecke 17 nach diesem Ausführungsbeispiel aus neunzehn parallel liegenden Rohrmembranen 41, die aber innerhalb des Bündels 40 in Serie geschaltet sind, was in einfacher Weise dadurch erreicht wird, daß jeweils das eine Ende einer Rohrmembran 41 mit einem Ende einer folgenden Rohrmembran 41 durch einen Kriimmer 42 verbunden ist. Die Meßstrecke 17 besteht also aus neunzehn in Serie geschalteten Rohrmembranen 41. Das ergibt ohne großen Aufwand eine sehr gut angenäherte Nachbildung der Eigenschaften des gesamten Filterelements 1.In adaptation to such a filter element 1, the measuring section 17 according to this embodiment consists of nineteen parallel tubular membranes 41, which, however, are connected in series within the bundle 40, which is achieved in a simple manner in that in each case one end of a tubular membrane 41 with a End of a following tubular membrane 41 is connected by a crimper 42. The measuring section 17 thus consists of nineteen tubular membranes 41 connected in series. This results in a very good approximation of the properties of the entire filter element 1 without great effort.

In der Fig. 5 ist ein Diagramm gezeigt, in dem der zeitliche Verlauf der vom Durchflußmesser 16 (Fig. 1) ermittelten Durchflußgeschwindigkeit v gezeigt ist.FIG. 5 shows a diagram in which the time profile of the flow rate v determined by the flow meter 16 (FIG. 1) is shown.

Dargestellt ist der Verlauf der Durchflußgeschwindigkeit v beim Anfahren der Anlage, wie dies zuvor geschildert worden ist. Mit waagerecht gestrichelter Linie ist ein Grenzwert Gv für die Durchflußgeschwindigkeit v eingezeichnet, bei dessen Unterschreitung die Filtration nicht stattfinden soll. Befinden sich im unteren Bereich des Batchtanks 2 durch Entmischung Stoffgemisch mit höherem Feststoffanteil bzw. Stoffgemisch mit höherer Viskosität, so wird dieses zuerst gefördert. Also mißt der Durchflußmesser 16 entsprechend zunächst einen zu kleinen Wert der Durchflußgeschwindigkeit v. Dieser Wert steigtn an, sobald Stoffgemisch mit niedrigerem Feststoffanteil gefördert wird. Der Werte kann dann aber wieder fallen, weil Stoffgemisch mit höherem Feststoffanteil wieder zurück in den Batchtank 2 geleitet wird, wie dies zuvor beschrieben worden ist. Mit tv ist eine Vormischzeit bezeichnet, während der das geforderte Stoffgemisch wieder zum Batchtank 2 zurückgeleitet wird. Ein Sollwert tvsoiι für diese Vormischzeit tv kann im Steuergerät 18 gespeichert sein. Ist die Vormischzeit tv abgelaufen, wird während einer weiteren Meßzeit tmess der Verlauf der Durchflußgeschwindigkeit v weiter überwacht. Unterschreitet die Durchflußgeschwindigkeit v den Grenzwert Gv in dieser Zeit nicht, so kann die Umschaltung auf Filtration, also beispielsweise durch Schließen des Bypass- Absperrventil 14 (Fig. 1) und Öffnen des Filter- Absperrventils 7 und des Druckregelventils 11, erfolgen.The course of the flow velocity v is shown when the system starts up, as previously described. A dashed line shows a limit value G v for the flow rate v, below which the filtration should not take place. If there is a mixture of substances with a higher solids content or a mixture of substances with a higher viscosity in the lower area of the batch tank 2, this is conveyed first. The flow meter 16 therefore initially measures a value of the flow velocity v which is too small. This value increases as soon as a mixture of substances with a lower solids content is conveyed. The value can then drop again, however, because a mixture of substances with a higher solids content is fed back into the batch tank 2, as described above. A pre-mixing time is designated by t v during which the required mixture of substances is returned to the batch tank 2. A setpoint t v soiι for this premix time t v can be stored in the control unit 18. If the premixing time t v has expired, the course of the flow rate v is further monitored during a further measuring time t mess . If the flow rate v does not fall below the limit value G v during this time, the switchover to filtration can take place, for example, by closing the bypass shut-off valve 14 (FIG. 1) and opening the filter shut-off valve 7 and the pressure control valve 11.

In der Fig. 6 ist der soeben geschilderte Ablauf noch als Flußdiagramm dargestellt. Zunächst wird beim Start der Anlage der Ablauf der Vormischzeit tv überwacht. Ist diese abgelaufen, also die Vormischzeit tv größer als der Sollwert tvsoiι5 so beginnt die Meßzeit tmeSs- Die Vormischzeit tv wird vorteilhaft mindestens so groß gewählt, daß während dieser Zeit etwa ein Drittel des Inhalts des Batchtanks 2 umgewälzt worden ist. Damit hängt die effektive Größe der Vormischzeit tv auch von der Förderleistung der Fördeφumpe 4 ab. Die Größe der Vormischzeit tv wird also nach den Gegebenheiten der gesamten Anlage festgelegt.6, the process just described is also shown as a flow chart. At the start of the system, the process of the premix time t v is monitored. If this has expired, that is to say the premixing time t v is greater than the target value t v s o iι 5 , the measuring time t meS s begins. The premixing time t v is advantageously chosen to be at least sufficiently long that during this time approximately one third of the content of the batch tank 2 has been circulated. The effective size of the premixing time t v thus also depends on the delivery capacity of the pump 4. The size of the premixing time t v is therefore determined according to the circumstances of the entire system.

Ist die Vormischzeit tv abgelaufen, wird mit der Messung der Durchflußgeschwindigkeit v begonnen. Sind die gemessenen Werte für die Geschwindigkeit v kleiner als der Grenzwert Gv, so erfolgt eine Störungsmeldung und dann wird der Stop der Anlage ausgelöst. Sind die gemessenen Werte der Durchflußgeschwindigkeit v größer als der Grenzwert Gv, so folgt die Entscheidung, ob die Meßzeit tmeSs abgelaufen ist. Ist diese abgelaufen, erfolgt die Freigabe der Filtration. Dann werden das Filter- Absperrventil 7 und das Druckregelventil 11 geöffnet und das Bypass- Absperrventil 14 geschlossen.When the premixing time t v has expired, the measurement of the flow rate v begins. If the measured values for the speed v are less than the limit value G v , a fault message is issued and the system is then stopped. If the measured values of the flow rate v are greater than the limit value G v , the decision is made as to whether the measuring time t meS s has expired. Once this has expired, the filtration is released. Then the filter shutoff valve 7 and the pressure control valve 11 are opened and the bypass shutoff valve 14 is closed.

Das Ablaufdiagramm beinhaltet somit die Lehre, daß während der Meßzeit tmess die gemessene Geschwindigkeit v nie kleiner als der Grenzwert Gv sein darf, um die Filtration freigeben zu können. Tritt während der Meßzeit tmess ein Abfall der Durchflußgeschwindigkeit v auf, was in der Fig. 6 mit gestrichelter Linie dargestellt ist, so wird die Filtration nicht freigegeben.The flow chart thus contains the teaching that during the measuring time t mess the measured speed v never less than the threshold G may be v, to be able to release the filtration. If a drop in the flow velocity v occurs during the measuring time t mess , which is shown in FIG. 6 with a broken line, the filtration is not released.

Ist die Meßstrecke 17 gemäß den Fig. 2 bis 4 ein gewickeltes Membranrohr bzw. ein Bündel 40 von linearen Membranrohren 41, dann soll die Meßstrecke 17 in vorteilhafter Weise auch während der Filtration vom Stoffgemisch durchströmt werden. Dies auch dann, wenn nach Beginn der Filtration im Filterelement 1 die Überwachungseinrichtung 15 an sich nicht durchströmt sein muß, weil, wie zuvor geschildert, deren Meßwerte bei der Steuerung der Anlage nicht berücksichtigt werden. Sinn der Maßnahme, daß auch während des Filtrationsbetriebes die Meßstrecke 17 in diesen Fällen vom Stoffgemisch durchströmt wird, ist, daß während der Filtrationsprozesses Meßstrecke 17 und Filterelement 1 die gleiche Beeinflussung durch das Stoffgemisch erfahren. Während der laufenden Filtration setzen sich in oder an den Membranrohren Stoffe ab, was die Filtrationswirkung der Membranrohre verändert. Wird als auch während der laufenden Filtration die Meßstrecke 17 weiterhin vom Stoffgemisch durchströmt, so findet die gleiche Änderung der Filtrationswirkung sowohl bei den Membranrohren des Filterelements 1 als auch bei der Meßstrecke 17 statt. Während des ganzen Filtrationsprozesses sind also die Durchflußeigenschaften der Meßstrecke 17 ein Abbild der Durchflußeigenschaften des Filterelements 1.If the measuring section 17 according to FIGS. 2 to 4 is a wound membrane tube or a bundle 40 of linear membrane tubes 41, then the measuring section 17 should advantageously also be flowed through by the mixture of substances during the filtration. This even if, after the start of the filtration in the filter element 1, the monitoring device 15 does not have to be flowed through because, as described above, its measured values are not taken into account in the control of the system. The purpose of the measure that the measuring section 17 is also flowed through by the mixture of substances in these cases during the filtration operation is that the measuring section 17 and filter element 1 experience the same influence by the mixture of substances during the filtration process. During the ongoing filtration, substances settle in or on the membrane tubes, which changes the filtration effect of the membrane tubes. If the measuring section 17 continues to flow through the measuring section 17 as well as during the ongoing filtration, the same change in the filtration effect takes place both in the membrane tubes of the filter element 1 and in the measuring section 17. During the entire filtration process, the flow properties of the measuring section 17 are therefore an image of the flow properties of the filter element 1.

Weil nach der allgemeinen Lehre der Erfindung die Meßstrecke 17 so beschaffen ist, daß sie ein Durchfluß verhalten hat, das jenem der einzelnen Module des Filterelements 1 weitestgehend entspricht, ist es vorteilhaft, daß dies auch im laufenden Filtrationsprozeß gilt, auch dann, wenn während des Filtrationsprozesses die an der Meßstrecke 17 ermittelten Werte für die Steuerung der Anlage nicht berücksichtigt werden. Da sich während des Filtrationsprozesses die Eigenschaften des Filterelements 1 ändern, soll die Anlage so betrieben werden, daß die Meßstrecke 17 den gleichen Einflüssen unterliegt wie das Filterelement 1. Wird also beispielsweise das Filterelement 1 gespült oder chemisch gereinigt, so ist es vorteilhaft, wenn auch die Meßstrecke 17 gespült bzw. chemisch gereinigt wird. Wird die Anlage mit einem neuen Filterelement 1 betrieben, so wird auch eine neue Meßstrecke 17 eingebaut.Because, according to the general teaching of the invention, the measuring section 17 is such that it has a flow which largely corresponds to that of the individual modules of the filter element 1, it is advantageous that this also applies to the ongoing filtration process, even if during the Filtration process the values determined on the measuring section 17 for the control of the system are not taken into account. Since the properties of the filter element 1 change during the filtration process, the System are operated so that the measuring section 17 is subject to the same influences as the filter element 1. Thus, for example, if the filter element 1 is rinsed or chemically cleaned, it is advantageous if the measuring section 17 is also rinsed or chemically cleaned. If the system is operated with a new filter element 1, a new measuring section 17 is also installed.

Die gezeigten Lösungen sind nicht auf die in der Fig. 1 gezeigte hydraulische Schaltung beschränkt. Sie sind in gleicher Weise anwendbar bei Anlagen mit kontinuierlicher Retentatabfuhr und auch bei Anlagen mit nur teilweiser Rückführung des Retentats in den Batchtank 2, bei denen also ein Teil des Retentats unter Umgehung des Batchtanks 2 wieder der Zufuhrleitung 3 zugeführt wird. The solutions shown are not limited to the hydraulic circuit shown in FIG. 1. They can be used in the same way in systems with continuous retentate removal and also in systems with only partial return of the retentate to the batch tank 2, in which part of the retentate is thus returned to the feed line 3 bypassing the batch tank 2.

Claims

Patentansprüche claims 1. Anlage zur Querstrom-Filtration mit mindestens einem Filterelement (1), dem zu filtrierendes Stoffgemisch aus einem Batchtank (2) durch eine Zufuhrleitung (3) zuführbar ist, bei der in der Zufuhrleitung (3) eine Fördeφumpe (4) angeordnet ist, mit Mitteln (9, 10, 11) zur Rücldührung des Retentats in den Batchtank (2), einem die Zufuhr des1. System for cross-flow filtration with at least one filter element (1), to which the mixture of substances to be filtered can be fed from a batch tank (2) through a feed line (3), in which a feed pump (4) is arranged in the feed line (3), with means (9, 10, 11) for returning the retentate into the batch tank (2), one of which supplies the Retentats zum Filterelement (1) absperrenden Filter- Absperrventil (7), einer parallel zum Filterelement (1) geschalteten Bypassleitung (13) mit einem Bypass- Absperrventil (14) und mit einem Steuergerät (18), dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Filterelement (1) und zur Bypassleitung (13) eine Überwachungseinrichtung (15) angeordnet ist, die eine Meßstrecke (17) und einen Durchflußmesser (16) aufweist, mit dem der Fluß des Stoffgemisches durch die Überwachungseinrichtung (15) meßbar ist.Retentate to the filter element (1) blocking filter shut-off valve (7), a bypass line (13) connected in parallel to the filter element (1) with a bypass shut-off valve (14) and with a control device (18), characterized in that parallel to the filter element ( 1) and to the bypass line (13) a monitoring device (15) is arranged, which has a measuring section (17) and a flow meter (16) with which the flow of the mixture of substances through the monitoring device (15) can be measured. 2. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke (17) gebildet ist durch eine Rohrwicklung, deren Abmessungen wie Länge und Innendurchmesser jenen einer Rohrmembran, aus denen das Filterelement (1) aufgebaut ist, etwa entsprechen.2. Plant according to claim 1, characterized in that the measuring section (17) is formed by a tube winding, the dimensions such as length and inner diameter approximately correspond to those of a tube membrane from which the filter element (1) is constructed. 3. Anlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke (17) gebildet ist durch einen flexiblen Plastikschlauch, dessen Abmessungen wie Länge, Innendurchmesser und Wickeldurchmesser jenen einer Rohrmembran, aus denen das Filterelement (1) aufgebaut ist, entsprechen.3. Plant according to claim 2, characterized in that the measuring section (17) is formed by a flexible plastic hose, the dimensions of which, such as length, inner diameter and winding diameter, correspond to those of a tubular membrane from which the filter element (1) is constructed. 4. Anlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke (17) gebildet ist durch eine gewickelte Rohrmembran der gleichen Bauart, wie sie im Filterelement (1) mehrfach angeordnet ist, und daß diese Rohrmembran in einem Gehäuse (30) plaziert ist, in dem das durch die Rohrmembran hindurch tretende Permeat gesammelt wird und mittels einer Abflußleitung (31) direkt oder indirekt der RücMührleitung (9) zuführbar ist.4. Plant according to claim 2, characterized in that the measuring section (17) is formed by a wound tubular membrane of the same type as it is arranged in the filter element (1) several times, and that this tubular membrane is placed in a housing (30), in which the permeate passing through the tubular membrane is collected and can be fed directly or indirectly to the return mixing line (9) by means of a drain line (31). 5. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke (17) gebildet ist durch ein Bündel (40) parallel angeordneter Rohrmembranen (41), wobei das5. Plant according to claim 1, characterized in that the measuring section (17) is formed by a bundle (40) of tubular membranes (41) arranged in parallel, the Bündel (40) in seinem Aufbau jenen Bündeln von Rohrmembranen, wie sie im Filterelement (1) mehrfach angeordnet sind, angenähert ist, indem die Zahl der Rohrmembranen (41) des Bündels (40) etwa gleich groß ist wie die Zahl der im Filterelement (1) in Serie geschalteten Bündel, wobei die parallel liegenden Rohrmembranen (41) innerhalb des Bündels (40) mittels Krümmern (42) in Serie geschaltet sind.The structure of bundles (40) is approximated to those bundles of tubular membranes as they are arranged several times in the filter element (1) in that the number of tubular membranes (41) in the bundle (40) is approximately the same as the number in the filter element ( 1) bundles connected in series, with the parallel ones Pipe membranes (41) are connected in series within the bundle (40) by means of elbows (42). 6. Anlage gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberwachungseinrichtung (15) ein Schieber (19) vorgeschaltet ist, durch den die Überwachungseinrichtung (15) gegen die Zufuhrleitung (3) absperrbar ist.6. Plant according to one of claims 2 to 6, characterized in that the monitoring device (15) is preceded by a slide (19) through which the monitoring device (15) can be shut off against the supply line (3). 7. Verfahren zur Steuerung einer Anlage zur Querstrom-Filtration nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Start der Anlage die Zufuhr des Stoffgemisches zum Filterelement (1) abgesperrt wird und das Stoffgemisch durch die Bypass-Leitung (13) geleitet wird, daß beim Start eines Filtrationsprozesses der Schieber (19) zunächst geschlossen bleibt und nach Ablauf einer Vormischzeit tv geöffnet wird, daß an der Meßstrecke (17) mit der Strömung durch die Meßstrecke korrelierende Daten erfaßt werden und der Filtrationsprozess durch Öffnen des Filter- Absperrventils (7) nur dann begonnen wird, wenn die Strömung durch die Meßstrecke (17) einen Grenzwert überschreitet.7. A method for controlling a plant for cross-flow filtration according to claim 6, characterized in that at the start of the plant the supply of the mixture of substances to the filter element (1) is shut off and the mixture of substances is passed through the bypass line (13) that at Start of a filtration process the slide (19) initially remains closed and after a premix time t v has expired, data correlating with the flow through the measurement section are recorded on the measurement section (17) and the filtration process by opening the filter shut-off valve (7) is only started when the flow through the measuring section (17) exceeds a limit. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Strömung des Stoffgemisches während einer vorbestimmten Meßzeit tmess erfolgt.8. The method according to claim 7, characterized in that the measurement of the flow of the mixture of substances takes place during a predetermined measuring time t mess . 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe der Filtration durch Öffnen des Filter- Absperrventils (7) nur dann erfolgt, wenn während der Meßzeit tmess die Strömung immer größer ist als der vorbestimmte Grenzwert.9. The method according to claim 8, characterized in that the release of the filtration by opening the filter shut-off valve (7) only takes place if during the measuring time t mess the flow is always greater than the predetermined limit. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem durch Öffnen des Filter- Absperrventils (7) der Meßwert der Strömung des Stoffgemisches nicht zur Steuerung des Filtrationsprozesses dient.10. The method according to claim 9, characterized in that after the opening of the filter shut-off valve (7) the measured value of the flow of the mixture of substances is not used to control the filtration process. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormischzeit tv so groß gewählt wird, daß während dieser Zeit mindestens etwa ein Drittel des Inhalts des Batchtanks (2) umgewälzt worden ist. 11. The method according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the premixing time t v is chosen so large that at least about a third of the contents of the batch tank (2) has been circulated during this time.
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