DE2312040A1

DE2312040A1 - FILTER MATERIAL

Info

Publication number: DE2312040A1
Application number: DE19732312040
Authority: DE
Inventors: Kurt Krug
Original assignee: Schenk Filterbau GmbH
Current assignee: Schenk Filterbau GmbH
Priority date: 1973-03-10
Filing date: 1973-03-10
Publication date: 1974-09-12
Also published as: SU562173A3

Description

Filterwerkstoff Die Erfindung betrifft einen Filterwerkstoff zur Herstellung von asbestfreien Filterschiehten, insbesondere von Filterplatten, die vornehmlich für die Nahrungsmittel-und Genußmittel-Industrie bestimmt sind, mit einem Gemisch aus Zellstoffen und einem bzw. mehreren Zusatzstoffen von hoher Adsorptionswirkung. Filter material The invention relates to a filter material for Manufacture of asbestos-free filter sheets, in particular filter sheets that primarily intended for the food and luxury food industry, with a mixture of cellulose and one or more additives with a high adsorption effect.

Die für die genannten Zwecke seither üblichen Filterschichten bestehen in der Regel aus verschiedenen Mengen und Sorten von Zellstoffen, in welchen unterschiedliche Mengen verschieden stark aufgeschlossene Asbeste, also unterschiedliche Mengen feine und feinste Asbestfasern eingelagert sind.The filter layers customary for the purposes mentioned have existed since then usually from different amounts and types of pulps in which different Amounts of asbestos broken down to different degrees, i.e. different amounts of fine asbestos and the finest asbestos fibers are embedded.

Bei der Schichtenfiltration muß zwischen zwei grundlegenden Arten unterschieden werden, nämlich der sogenannten Oberflächen-Filtration, bei welcher infolge der nur an der Oberfläche auftretenden Si#wirkung nur geringe Mengen leistungen erwartet werden dürfen, und der sogenannten Tiefen-Filtration, bei welcher der gesamte oder zumindest weitgehend der gesamte Raum innerhalb der gestrüppartigen Schicht wirkt. Die gestrüppartig verfilzten Feinfasern entwickeln zugleich eine recht wirksame Adsportionswirkung.When it comes to sheet filtration, there are two basic types be distinguished, namely the so-called surface filtration, in which due to the safety effect only occurring on the surface, only small amounts of output can be expected, and the so-called deep filtration, in which the entire or at least largely all of the space within the scrub layer works. At the same time, the fine fibers, which are matted like a scrub, develop a very effective one Adsorption effect.

Eine wesentliche Voraussetzung für eine wirksame Tiefenwirkung ist der mittlere Porendurchmesser der Filterschicht. Er wird zweckmäßig größer gewählt als die bei der Filtration zurückzuhaltenden Teilchen. Dies trifft sowohl dann zu, wenn Hefen-und Mikro-Organismen ausgefiltert werden sollen, als auch dann, wenn kolloidale Trübungste-ilchen beseitigt werden sollen. Infolge ihres relativ großen, mittleren Porendurchmessers ergeben Schichten flilt Tiefenwirkung eine hohe Mengenleistung, Die Wiresamlreit der Tiefenfilter beruht vor allem auf der BrückeRtldng der sich ineinander verkeilenden, adsorptiv festgehaltenen Trübungsteilohen im oberen Teil der Sohichtentiefe. Auch wenn diese von den festgehaltenen Trübungsteilohen gebildeten Brücken bei größerem Druck teilweise zusammenbrechen, so werden die wieder freien Trübungsteilohen bzw.An essential prerequisite for an effective depth effect is the mean pore diameter of the filter layer. It is expediently chosen larger than the particles to be retained in the filtration. This applies both to when yeast and micro-organisms are to be filtered out, as well as when colloidal opacities should be removed. Due to their relatively large, medium pore diameter, layers flilt depth effect a high volume output, The Wiresamlreit the depth filter is based above all on the bridgeRtldng the wedging, adsorptively held turbidity parts in the upper part the depth of the layers. Even if these are formed by the captured haze parts Bridges partially collapse under greater pressure, so they become free again Turbidity parts or

Mikroorganismen in den noch unbelasteten, nachfolgenden-Bereichen der Filterschicht wieder adsorbiert und damit endgültig zurückgehalten. Der für einen hohen Mengendurchsatz erforderliche, relativ große Porendurchmesser ist aber nur dann möglich und wirksam, wenn ein ausreichend großer Anteil an adsorbierenden Fasern oder anderen entsprechend adsorbierenden Zusatzstoffen in das Zellulosefasergefüge eingebaut ist. Bei den üblichen, asbesthaltigen Filterschichten wirkt der Zellstoff vor allem als Träger für den fein und feinst aufgeschlossenen Asbest, der für die Bildung des adsorptiven Feinfasernetzes ursächlich ist.Microorganisms in the still unpolluted, subsequent areas adsorbed again in the filter layer and thus finally retained. The for a high throughput is required, but relatively large pore diameters only possible and effective if a sufficiently large proportion of adsorbent Fibers or other appropriately adsorbing additives into the cellulose fiber structure is built in. The pulp works with the usual asbestos-containing filter sheets above all as a carrier for the finely and finely opened asbestos, which is for the Formation of the adsorptive fine fiber network is the cause.

Bei der Verwendung von asbesthaltigen Filterschichten für Nahrungsmittel- und Genußmittel-Filtration ist die Befürchtung geäußert worden, daß feinste Asbestteilchen mit dem gefilterten Gut in den Verdauungstrakt des Menschen gelangen könnten und dort bei einer hierfür vorliegenden Disposition evtl. zu Schädigungen führen könnten. Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Filterwerkstoff zur Herstellung von Filterschichten, insbesondere von Filterplatten, zu schaffen, bei welchem kein Asbest verwendet, sondern anstelle von adsorbierendem Asbest andere und natürlich unschädliche Zusatzstoffe mit hoher Adsorptionswirkung zugesetzt sind.When using asbestos-containing filter sheets for food and luxury food filtration, fear has been expressed that the finest particles of asbestos could get into the digestive tract with the filtered material and there could possibly lead to damage with an existing disposition. The invention is accordingly based on the object of producing a filter material of filter layers, in particular of filter plates, to accomplish, in which no asbestos is used, but instead of adsorbent asbestos other and of course harmless additives with a high adsorptive effect are added.

Es ist zwar früher bereits der Versuch unternommen worden, mit Kieselgur als Zusatzstoff eine ähnlich gute Wirkung wie mit Asbest zu erzielen. Da Jedoch Kieselgur keine oder nur sehr kleine Adsorptionswirkung aufweist, mußte der mittlere Porendurohmesser solcher Schichten entsprechend enger gehalten werden, um mit ausreichender Sicherheit verhindern zu können, daß Trübungsteilchen durchschlagen und die Sterilität des Filtrates gefährden. In ihrer Wirkungsweise ähneln solche, Kieselgur als Zusatzstoff enthaltende Schichten also mehr einer Membranschicht mit überwiegender Oberflächenwirkung als einer für die Tiefenfiltration geeigneten Schicht.Attempts have been made earlier with diatomaceous earth as an additive to achieve a similarly good effect as with asbestos. However, since Diatomaceous earth has little or no adsorption effect, the middle one had to The pore diameter of such layers is kept correspondingly narrower in order to provide sufficient Safety to be able to prevent cloud particles from breaking through and the sterility endanger the filtrate. In their mode of action, those are similar to kieselguhr as an additive layers containing more of a membrane layer with a predominant surface effect as a layer suitable for depth filtration.

Zur LWsung der oben geschilderten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der adsorptiv wirkende Zitsatzstoff praktisch unlösliches Aluminium-Hydroxid enthält bzw. aus Aluminium-Hydroxid besteht. Die adsorptive Wirkung beruht vor allem darauf, daß Aluminium-Hydroxid starke positive Ladungen aufweist. Eine besonders gute Filterwirkung ergibt sich, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwei verschieden geladene Littel in dem adsorptiv wirkenden Zusatzstoff enthalten und auf den als Trägergerüst dienenden Zellstoff aufgezogen sind.In order to achieve the object described above, it is proposed according to the invention that that the adsorptive citric acid is practically insoluble aluminum hydroxide contains or consists of aluminum hydroxide. The adsorptive effect is mainly based that aluminum hydroxide has strong positive charges. One special A good filter effect is obtained if, in a further embodiment of the invention, two contain differently charged substances in the adsorptive additive and are attached to the cellulose serving as a support structure.

Hierzu ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Zusatzstoff Aluminium-Hydroxid und Aluminiumsilikat enthält. Das Aluminiumsilikat weist nämlich starke negative Ladungen auf. Anstelle von Aluminiumsilikat kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung auch ein besonderes Calciumsilikat verwendet werden, das ebenfalls starke negative Ladungen zeigt.For this purpose, it is provided in a further embodiment of the invention that the additive contains aluminum hydroxide and aluminum silicate. The aluminum silicate namely, has strong negative charges. Instead of aluminum silicate, after Another proposal of the invention also uses a special calcium silicate which also shows strong negative charges.

D rüber hinaus ist es sehr wichtig, daß das Aluminium-Hydroxid auf eine Korngröße von 0,5 bis 0,2 im (10 6m) zerkleinert ist.In addition, it is very important that the aluminum hydroxide is on a grain size of 0.5 to 0.2 in (10 6m) is crushed.

Vorteilhaft kann das Aluminium- oder Calcium-Silikat als Komplex auf die negativ geladenen Zellstoff-Fasern aufgezogen sein, so daß sowohl ein entsprechend feiner mittlerer Porenradius als auch ein starkes elektronisches Mikrofeld innerhalb der gesamten Filterschicht sichergestellt ist. Der Anteil an Adsorptions-Zusatz-stoffen beträgt hierbei zweckmäßig etwa 20 bis 5o%.The aluminum or calcium silicate can advantageously be used as a complex on the negatively charged pulp fibers should be drawn up, so that both one accordingly fine mean pore radius as well as a strong electronic microfield within the entire filter layer is ensured. The proportion of adsorption additives here is expediently about 20 to 5o%.

Der Zellstoff kann teilweise auch durch feinste Kieselguren und/oder feinste Glasfasern ersetzt werden. Die feinste Kieselgur bzw. die feinen Glasfasern sollen hier vor allem den mittleren Porendurchmesser verringern. Letzteres kann aber auch durch entsprechenden Aufschluß der Zellstoffe erreicht werden.The pulp can partly also by the finest kieselguhr and / or finest glass fibers are replaced. The finest kieselguhr or fine glass fibers are primarily intended to reduce the mean pore diameter. The latter can but can also be achieved by appropriate digestion of the pulps.

Die Adsorptionswirkung beruht darauf, daß es sich bei Aluminium-Hydroxid und bei Aluminium-Silikat -bzw. Calciumsilikat ebenso wie beim Zellstoff um Polyelektrolyte handelt. Zunächst bindet sich infolge seiner negativen Ladungen das Silikat an das Alumlnium-Hydroxid, das positiv geladen ist. Weitere zur VerfUgung stehende positive Ladungen des Aluminium-Hydrbxids O 1(OH)) x reichen aus, um den Komplex Aluminium-Hydroxid-Aluminium-Silikat bzw. -Calcium-Silikat an die negativ geladene Zellstoff-Faser anzuhängen. Wichtig für diesen physikalisch-chemischen Vorgang ist Jedoch, daß das Verhältnis von Aluminium-Hydroxid zu dem Silikat und dem Zellstoff optimal eingestellt wird, wie dies in den unten beschtebenen Ausführungsbeispielen gezeigt ist.The adsorption effect is based on the fact that it is aluminum hydroxide and with aluminum-silicate -or. Calcium silicate as well as cellulose around polyelectrolytes acts. First of all, due to its negative charges, the silicate binds to the Aluminum hydroxide that is positively charged. Other positive ones available Charges of the aluminum hydroxide O 1 (OH)) x are sufficient to form the complex aluminum hydroxide aluminum silicate or calcium silicate to attach to the negatively charged cellulose fiber. Important for this physicochemical process, however, is that the ratio of aluminum hydroxide to the silicate and the pulp is optimally adjusted, as shown in the below Described exemplary embodiments is shown.

Das optimale Aufziehen des oder der Adsorptionsmittel ist abhängig von verschiedenen Faktoren, z.B. von der Art und dem Aufschlußgrad des Zellstoffes, von der Beschaffenheit des sogenannten Kreislaufwassers sowie von dem gegebenenfalls erforderlichen Zusatz eines geeigneten Retentionsmittels.The optimal absorption of the adsorbent (s) is dependent on various factors, e.g. on the type and degree of digestion of the pulp, on the nature of the so-called circuit water as well as on the, if applicable required addition of a suitable retention aid.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von zwei Ausffihrungs beispielen näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to two embodiments explained in more detail.

1. Ausführungsbeispiel: 32 g Sulfit-Zellstoff 16 g Aluminium-Hydroxid 30 ml O,5%ige Polygallösung als Retentionsmittel 1 ml Naßverfestiger.1st embodiment: 32 g sulphite pulp 16 g aluminum hydroxide 30 ml of 0.5% polygal solution as retention aid 1 ml of wet strength agent.

Der aus dieser Mischung hergestellte Filterwerkstoff erlaubt die Herstellung von Filterschichten, mit welchen Hefe, insbesondere Bierhefe, mit Sicherheit ausgefiltert werden kann.The filter material produced from this mixture allows production of filter layers with which yeast, especially brewer's yeast, is filtered out with certainty can be.

2. Ausführungsbeispiel: 25 g Sulfit-Zellstoff 9 gSulfat-Zellstoff 8 g Aluminium-Hydro#-id 8 g Aluminium-Silikat 50 ml 0,5'%ige Polygallösung als Detentionemittel 1 ml Naßverfestiger.2nd embodiment: 25 g of sulphite pulp, 9 g of sulphate pulp 8 g aluminum hydroid 8 g aluminum silicate 50 ml 0.5% polygal solution as a detention agent 1 ml wet strength agent.

Aus einem Filterwerkstoff dieser Art hergestellte Filterschichten erlauben eine Steril-Filtration zur Entfernung von Hefen und verschiedenen Mikro-Organistren.r Ein mit dem zweiten Ausführungsbeispiel durchgeführte, längere Versuchsreihe führte zu dem Resultat, daß eine solche Filterschicht bei sonst gleichen Bedingungen-um etwa 40C~ gegenüber den bekannten Asbest-Filterschichten überzogen wurde und bei einer maximalen Druckdifferenz von 2,5 atü noch absolut sterile Filtrate ergaben. Hingegen wird eine zur Steril-Filtration dienende Asbest-Filterschicht im allgemeinen schon bei Erreichung einer Druckdifferenz von 1,2 - 1,5 atü als zu 100% ausgenützt angesehen, weil die Praxis gezeigt hat, daß der angestrebte Steril-Effekt bei höheren Werten der Druckdifferenz nicht immer sichergestellt werden kann.Filter sheets made from a filter material of this type allow sterile filtration to remove yeast and various microorganisms A longer series of tests carried out with the second exemplary embodiment resulted to the result that such a filter layer under otherwise identical conditions-um about 40C ~ compared to the known asbestos filter layers and at a maximum pressure difference of 2.5 atm still resulted in absolutely sterile filtrates. In contrast, an asbestos filter layer used for sterile filtration is generally used 100% used even when a pressure difference of 1.2 - 1.5 atmospheres is reached viewed because practice has shown that the desired sterile effect at higher Values of the pressure difference cannot always be guaranteed.

Claims

Expectations

1. Filter material for the production of asbestos-free filter sheets, in particular of filter plates, with a mixture of cellulose and an additive of high adsorption, characterized in that the additive consists of aluminum hydroxide consists or contains aluminum hydroxide.

2. Filter material according to claim 1, characterized in that the Contains additive aluminum hydroid and aluminosilicate or calcium silicate.

Filter material according to claim 2, characterized in that the Aluminum hydroxide and the aluminum silicate or

the calcium silicate as a complex on the negatively charged cellulose fibers is raised.

4. Filter material according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the aluminum hydroxide and the aluminum silicate or calcium silicate »one grain size is shredded from 0.5 - 0.2 µm.

5. Filter material according to one of claims 1 to 4, characterized in> that part of the pulp is replaced by the finest diatomaceous earth.

6. Filter material according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the proportion of the adsorptive additive is 20 to 50.

7. Filter material according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the filter material contains about 0.5, o 'Polygal as a retention aid.

8. Filter material according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the pulp serving as the basic structure more or more depending on the circumstances being less open-minded.

9. Filter material according to one of claims 1 to 8, characterized in that that possibly some of the cellulose has been replaced by the finest glass fibers.