Table Of ContentCHEMISCHE TECHNOLOGIE
IN EINZELDARSTELLUNGEN
HERAUSGEBER: PROF. DR. A. BINZ, FRANKFURT A. M.
ALLGEMEINE CHEMISCHE TECHNOLOGIE
FILTERN UND PRESSEN
ZUM
TRENNEN VON FLÜSSIGKEITEN
UND FESTEN STOFFEN
VON
F. A. BÜHLER t
INGENIEUR
ZWEITE AUFLAGE
BEARBEITET VON
PROF. DR. ERNST JÄNECKE
MIT 339 FIGUREN IM TEXT
SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG GMBH
1921
©Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1912
Ursprünglich erschienen bei Otto Spamer, Leipzig 1912
ISBN 978-3-662-33599-4 ISBN 978-3-662-33997-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-33997-8
Vorwort.
Das Sondern fester Stoffe von Flüssigkeiten ist eine häufig und regel
mäßig wiederkehrende Aufgabe der chemischen Fabrikpraxis. Diejenigen
Einrichtungen beschreibend und bildlich darzustellen, welche zurzeit die für
diese Zwecke gebräuchlichsten sind, ist Gegenstand dieser Abhandlung unter
Verzicht auf eine geschichtliche Ableitung des Dargestellten. Eine solche ist
in einer Geschichte der Technologie wohl zweckdienlicher unterzubringen.
Bei der überaus großen Mannigfaltigkeit der technischen Hilfsmittel zum
Sondern fester Stoffe von Flüssigkeiten, dem schnellen Wechsel der von dem
jeweiligen Stand der Technik beeinflußten Einrichtungen hierfür, sowie auch
angesichts der in den einzelnen Ländern verschiedenartig ausgebildeten
Apparate und Maschinen für gleiche Zwecke, ist es naturgemäß nicht mög
lich, einen erschöpfenden Überblick über das zu behandelnde Gebiet zu geben.
Im allgemeinen war der Standpunkt hier maßgebend, daß die Beschreibung
und Darstellung der zur Zeit in der deutschen chemischen Fabrikpraxis ge
bräuchlichen Einrichtungen Hauptinhalt dieser Abhandlung sei. Demzufolge
war neben den eigenen Erfahrungen in chemischen Fabrikbetrieben, den
jenigen befreundeter Fabrikleiter, den in der Literatur enthaltenen, als solche
durch die Praxis erhärteten und erkenntlichen Erfahrungstatsachen das
Material zu berücksichtigen, wie es in den technischen Unterlagen der Lie
feranten von Einrichtungen zum Sondern fester Stoffe von Flüssigkeiten
niedergelegt ist.
Daneben ist noch die Patentliteratur herangezogen, welche einiger
maßen auf die Richtlinien Ausblick gewähren kann, in denen sich der tech
nische Ausbau der vorhandenen Einrichtungen fernerhin vollziehen kann.
Um nicht die falsche Meinung wachzurufen, als ob die Bedeutung der
geschichtlichen Seite der Entwicklung der chemischen Technologie unter
schätzt würde, sei diese hiermit ausdrücklich auch für die Praxis der chemi
schen Fabrikbetriebe anerkannt. Die Kenntnis des geschichtlich registrier
ten Tat2achenmaterials gewährt nicht nur das klare Verständnis des zur Zeit
Bestehenden, eröffnet nicht nur Ausblicke auf das Kommende, sondern be
wahrt den im Drange intensiver praktischer Arbeit stehenden Chemiker oder
Ingenieur bei der Lösung neuer Fragen vor Zeit und Geld raubenden Rück
fällen in die Anwendung schon veralteter Arbeitsarten und Geräte. Ein
jeder Praktiker weiß, daß solche Tatsachen gar nicht selten zu verzeichnen
sind. Eine ausführliche geschichtliche Darstellung würde indessen den Rah
men die"ser Erörterungen so weit überschreiten, daß sie besser einer besonderen
Bearbeitung zu überlassen ist. Ein Gleiches gilt, wenn auch aus andern Grün-
VI Vorwort.
den, für die Beschreibung der in den Patentschriften niedergelegten Erfin
dungen auf den hier in Frage kommenden Gebieten.
Zur Gliederung des Stoffes sei vorweg die Bemerkung gestattet, daß es
sich bei der mechanischen Trennung von Flüssigkeiten und festen Stoffen
strenggenommen nur um einen einzigen Vorgang handelt: nämlich um das
Filtern.
Die Unterteilung in Filtern und Schleudern oder Zentrifugieren wird nuraus
äußerlichenGründen vorgenommen, da die Zentrifuge eigentlich ein rotieren
des Druckfilter ist. Die Ausbildung dieses speziellen Filters ist eine so mannig
faltige und von den übrigen Arten von Filtern verschiedene, daß es zulässig
erscheint, das Zentrifugieren besonders zu behandeln.
Bei der überaus großen Mannigfaltigkeit der Eigenschaften der zu t~n
nenden Stoffgem.ische, der hierbei zu erfüllenden Arbeitsbedingungen, sowie
der bei ein und demselben Stoffgemisch zuweilen wechselnden Trennungs
fähigkeit erscheint ein Versuch, die für den Bau der Filter und Zentrifugen
für jeden einzelnen .l!'all maßgebenden Größen rechnerisch von vornherein
festzulegen, aussichtslos.
Man ist bisher für die Beurteilung der Eignung einer bestimmten Ein
richtung für einen bestimmten Fall auf die Erfahrung oder den Versuch an
gewiesen. Nur diejenigen Größen lassen sich rechnerisch insoweit ermitteln,
als sie Bauglieder von Filtern oder Zentrifugen betreffen, die auf ihre m echa
nischc Branspruchung zu untersuchen sind.
Vorwort zur zweiten Auflage.
In der zweiten Auflage des vorliegenden Buches, deren Bearbeitung ich
auf Wunsch des Herausgebers übernommen habe, ist versucht worden, das
jenige hinzuzufügen, was an Neuern auf diesem Gebiete entstanden ist. Außer
dem sind verschiedene Kapitel umgearbeitet worden. Bei der wohlwollenden
Aufnahme, die das Buch allgemein gefunden hatte, war es nicht notwendig,
wesentliche Änderungen einzuführen. Einige Kapitel sind neu hinzugekommen,
so: Das Wesen des Filtrierens, Permutitfilter, Membranfilter. Eine größere
Änderung erfuhr auch das einleitende Kapitel über Filterpressen sowie be
sonders der Abschnitt über Patente. Diese wurden nicht wieder chronologisch
gebracht, sondern nach ihrem Inhalt geordnet. Es wird so leichter sein, sich
über die Neuerung auf diesem Gebiete, soweit es Patente betrifft, zu
unterrichten.
Hannover, Technische HochschnlP.
Ernst Jänecke.
Inhalt.
~elte
Vorwort zur ersten und zweiten Auflage. V
I. Teil: Die Filter.
Allgemeines . . . . . . . . . . . .
Das Wesen des Filtrierens . . . . . l
A. Filter mit loser Filterschicht 3
1. Offene Filter . . . . . . . . 3
a) Grubenfilter ohne Flüssigkeitsregelung 3
b) Grubenfilter mit Flüssigkeitsregelung 5
c) Wirkungsweise der offenen Filter . 8
d) Vorfilter . . . . . • . . . • . . 8
e) Einrichtungen für Sandreinigung . 9
f) Säurefeste Filtriereinrichtung . . . 10
g) Auswaschbares Filter von Reisert . 11
h) Offene Filter mit· Rührwerk . . . 13
2. Geschlossene Filter . . . . . . . . 13
a) Trommelfilter von Gutmann . . . 13
b) Filter in Verbindung mit Wasserreinigung . 15
c) Preßfilter von G'Utmann. . . 18
d) Rei8ertsches Druckfilter. . . 20
e) Spezialfilter für Zuckersäfte 21
f) Druckfilter mit Rührer . . 23
3. Enteisenungsapparate . . . . . . . . . . . 24
a) Kleiner Enteisenungsapparat von Gtamann. 25
b) Apparat für 1 cbm Stundenleistung . . . 25
c) Apparat für 20 cbm Stundenleistung . . 27
d) Einrichtung für 60 cbm Stundenleistung 28
e) Offener Enteisenungsapparat . . . . . . 28
4. Die W asserreiniger . . . . . . . . . . . . 28
a) Wasserreimger von Gutmann . . . . . . 30
b) Selbsttätige Wasserreimger (z. B. von Haivor Breda oder Reisert-Dermu:~-) 31
c) Wasserreinigungsanlage von Gutmann 34
d) Jewellfilter . . . . . . . . . . . . . . . , . . . 35
e) Permutitfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5. Spiritusfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3!l
B. Filter mit gewebter oder verfilzter Filterschicht 39
1. Offene Filter . . . . . . 39
a) Papier- und Beutelfilter . . . . . . . 39
b) Offene Nutschen . . . . . . . . . . 40
c) Unten geschlossene einfache Nutschen 40
d) Nutschen mit Bodenverstärkung . . . 40
e} Nutsche mit mechanischer Zustr<>ichvorrichtnng 4:{
f) Luftpumpen ffu· Nutschenbetrieb . . . . . . . 44
a) Einfache amerikanischc Luftpumpe mit Klappenventilen 44
/1) Tellerventilluftpumpe von Heelr:nw.nn • . . . . 45
r) Schieberluftpumpe von Pokorny und H'-ittel.-ind 45
~) Drehschieberluftpumpe von G. A. SchütZ . . . 46
VITI Inhalt.
Seite
e) Naßluftpumpen . . . . . . . . . . 46
'J Luftpumpen mit getrennter Wasser- und Luftführung 48
g) Nutschenanlage mit mehreren Nutschen . 50
h) Mechanisch entleerbare Nutschen 54
i) Etagennutsche von Fesca 55
2. Kontinuierlich wirkende Nutachfilter 57
3. Taschen- ode.r Rahmenfilter 64
4. Druckkammerfilter von Ehren8tein 64
5. Filterpressen . . . . . . . . . . 65
a) Übersicht und Wirkungsweise 65
b) Allgemeine Anordnung der Filterpressen gewöhnlicher Art . 73
c) Einrichtung der absoluten Auslaugung 74
d) Anordnung der Einzelheiten . . . . . . . . . . . . . . 76
e) Filterpreßpumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
f) Die verschiedenen Typen der gebräuchlichen Filterpressen. 85
g) Spezialfilterpressen für das Gärungsgewerbe 91
h) Maschine zum Waschen der Filtertücher. 95
i) Automatische Filterpressen. . 97
C. Filter mit fester Filterschicht 99
I. Plattenfilter . . . . . 99
a) Offene Filter . . . . . . . . 100
b) Geschlossene Filter . . . . . 100
a) Mit Filterplatten versehene Filter 100
ß) Kerzenfilter 101
c) Enzingerfilter . . . . . . . . . . . 104
d) Membranfilter . . . . . . . . . . 104
D. Trennvorrichtungen ohne Filterschicht 106
l. DekantiergefäßP . . . . . . . . . . . . . 106
2. Setzapparate ....... ·. . . . . . . . 108
11. Teil: Pressen zum Trennen von Flüssigkeiten und festen Körpern.
I. Gewöhnliche Pressen mit· Preßtüchern 111
2. Pressen mit Preßkörben . . . . . . . . . . . . . 112
3. Andere Pressen . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4. Pressen mit beheizten oder gekühlten Preßeinsiitzen 116
Virmenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Patenti"tbersicht. Klasse 12. Unterklasse 12 d.
Klären, Scheiden, Filtrieren . . . . . . . . . . 121
Gruppe 1. Klären und Scheiden von Flüssigkeiten 121
Gruppe 2-4. Filteranlagen . . 123
Gruppe 5-9. Filterpressen . . 126
Gruppe 10-24. Filterapparate 140
Register . . . . . . . . . . . . . . . 170
Die Einrichtungen zum Trennen fester Körper
von Flüssigkeiten.
I. Teil: Die Filter.
Das Wesen des Filtrierens. Allgemeines.
Durch das Filtrieren wird beabsichtigt, feste und flüssige Stoffe vonein
ander zu trennen. Die in der Praxis gebräuchlichen Filter können in mehr
fach.er Art wirken. Meistens dadurch, daß sie die festen Teilchen zurückhalten,
ähnlich wie .Sandkörner au1 einem Siebe zurückgehalten werden. Bei dieser
Siebwirkung können natürliah nur Teilchen zurückgehalten werden. die
größer als die Poren des Filters sind. In der chemischen Praxis sind diese
Siebfilter die bei weitem wichtigsten. Eine andere Art von Filtern sind die
sog. Adsorptionsfilter, deren Wirkung darauf beruht, daß sie die kleinen
Teilchen auf der Oberfläche der als Filtermaterial verwendeten Stoffe ver
dichtet. Es sind dies meistens pulverige oder faserige Stoffe, z. B. Papier
brei oder Asbest, aber auch andere Stoffe, wie Knochenkohle, Fasertonerde,
Kieselgur usw. werden als Material für Adsorptionsfilter und damit zur
Reinigung von Flüssigkeiten benutzt. Durch solche Adsorptionsfilter werden
feste Teilchen zurückgehalten, die mikroskopisch nicht mehr festgestellt
werden können, sog. Kolloide. Als Adsorptionsfilter wirken manchmal auch
bestimmte Teile in Kie'!filtern, wie sie zur Wasserreinigung und Entkeimung
großer Betriebe benutzt werden. Die Bedeutung der Adsorptionsfilter tritt
gegenüber den· Siebfiltern in der chemischen Praxis zurück.
Bei vielen chemischen Verfahren ist es nicht nötig und auch nicht wün
schenswert, die allerfeinsten Stoffe zurückzuhalten. Die Siebe können in
diesem Falle ziemlich große Porenöffnungen besitzen. Sie werden vielfach
als Nutschen ausgebaut, wie sie beispielsweise in der Kaliindustrie im großen
Umfange Verwendung finden. Feste Stoffe geringer Größe werden zurück
behalten bei Benutzung von Filtertüchern als solchen oder in Filterpressen.
In vielen Fällen werden durch Filter auch feste Körper zurückbehalten, die
eine erheblich geringere Größe als die Porenweite der Filter besitzen. Es
geschieht dieses dann, wenn sich aus der Lösung Stoffe gleichmäßig absetzen,
die alsdann ihrerseits als Filter wirken. Dieses ist z. B. der Fall bei den Kies
filtern, wie sie für die Wasserreinigung großer Städte benutzt werden. Die
eigentlich filtrierende Schicht ist die aus dem Wasser sich bildende Haut,
deren sorgfältige Behandlung deswegen auch von besonderer Bedeutung ist.
Durch diesen Absat! eines feinen Schlammes werden Siebe erzeugt von der-
B n hIer. Flltem unrl Pre1!1Mn. 2. Anfl&Re. 1
2 Filter.
artiger Siebfeinheit, daß Bakterien zurückgehalten werden. Auch die sog.
Berkefeldfilter und solche, die ähnlich gebaut sind, können infolge der Klein
heit der Poren Bakterien zurückhalten. Für diese Filter ist es von Wichtig
keit, daß sie von großer Gleichmäßigkeit sind, und daß sich nicht Stellen in
ihnen finden von zu großer Porenweite. Neuerdings sind für äußerst feinf'
Filtration von Ultramikroskopischen Stoffen die sog. Membranfilter eingeführt.
Ihre äußerst gleichmäßige geringe Porenweite e~laubt es, mit Sicherheit
kolloidale Lösungen klar zu filtrieren und auch vor allem Bakterien zurück
zuhalten Für solche Zwecke werden diese Filter gewiß auch noch großr
technische Verwendung finden.
Eine besondere Art von Filtern sind die sog. Permutitfilter, die als Sieb
filter wirken und außerdem eine chemische Reaktion veranlassen, obwohl
rein äußerlich dem Filtermaterial beim Filtrieren keine Veränderung an
gesehen werden kann. Auch diese Filterart ist in dem Buche behand('h
worden.
Die Anwendung der Filter ist eine so verschiedenartige, daß die Gebiete,
auf denen sie benützt werden, sich meist nicht scharf gegeneinander abgrenzen
lassen. Es ist deshalb wohl zuzulassen, daß hier auch solche Filter besprochen
werden, deren hauptsächliche Verwendung nicht auf dem eigentlichen Ge
biete der chemischen Technologie liegt, sondern Zwecken allgemeiner Art
dient. Hierfür kommen im wesentlichen die Klärfilter für Frischwasser und
Abwasser in Betracht, deren ausgedehnteste Anwendung für die Klärung
städtischer Frisch- und Abwässer erfolgt. An diesem Beispiel sei gleich er
wiesen, warum die Behandlung solcher Filter mit Recht -hier erfolgt. Ab
gesehen von der Beschaffung geklärten, reinen Wassers für Genußzwecke, ist
es auch eine recht häufig wiederkehrende Aufgabe, industrielle Gebrauchs
wässer in genügender Reinheit zu beschaffen oder sie in geklärtem Zustande
zu entlassen. Dieser Fall trifft hauptsächlich zu für Brauereien und sonstige
Erwerbsstätten der Gärungschemie, sodann für Färbereien, Papierfabriken,
die zuweilen beträchtliche chemische Einrichtungen für die Vorbehandlung
der Rohstoffe aufweisen. Im einzelnen kommt nahezu jede Art chemischer
Fabrikation hierbei in Betracht. Der wesentliche Teil eines Filters ist die
Filterschicht, durch welche die Trennung der Flüssigkeit von den festen
Körpern erfolgt. Diese Schicht kann aus losen, einzelnen Filterkörperehen
bestehen, welche so enge Kanäle zwischen sich bilden, daß wohl die Flüssig
keit hindurchfließen kann, nicht aber hierbei die festen Körper mitzunehmen
imstande ist.
Die Filterschicht kann aus durchlässigen, festen Filterkörpern bestehen,
die eine durch Bindemittel erzielte unbewegliche Häufung von Filterkörpern,
in bestimmten Formen angeordnet, darstellen, oder die aus sonst undurch
lässigen indifferenten Massen bestehen, denen zwecks Erzielung der Filter
fähigkeit durch die nachfolgende Einwirkung wie Feuer, Nässe usw. wieder
entfernbare Teilchen beigemischt sind, die durch ihr Verschwinden die FiltPr
kanäle erzeugen.
