DE118495C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Einige schon bekannte Filter, wie z. B. der in der deutschen Patentschrift 76103 beschriebene Apparat, sind derart construirt, dafs sie unter Zuhülfenahme von pflanzlichen Fasern dazu geeignet gemacht werden, ein Filtriren von verschiedenen, zu Nahrungszwecken bestimmten Flüssigkeiten, wie Wein, Bier und dergl., vorzunehmen. Es bewirken jedoch diese Filtersysteme einzig nur die Filtration, d. h. das Erhalten einer klaren und durchsichtigen Flüssigkeit. Bei keinem dieser Filter aber hat man sich die Aufgabe gestellt, ein vollständig klares Wasser, das jedoch krankheitserregende Keime, Bacillen oder dergl. enthält, von den letzteren zu befreien.

Die einzigen Filter, welche gegenwärtig das eben erwähnte Resultat zu erzielen im Stande sind, sind diejenigen, bei welchen die zum Filtriren dienenden Theile aus Porcellan bestehen. Diese Apparate jedoch müssen äufserst sorgfältig behandelt werden; ferner werden dieselben nach kürzerer oder längerer Zeit stets durch den Niederschlag, welcher sich an der Oberfläche des Filtermateriales bildet, verstopft, so dafs die Ergiebigkeit des Apparates eine geringere wird; andererseits dringen die schädlichen Keime, welche zuerst von den Poren der Filterplatte zurückgehalten wurden, zuletzt durch die letztere hindurch. Wenn dieses stattfindet, hat das Filter seinen ganzen Werth verloren, denn es filtrirt einerseits nicht mehr im richtigen Sinne des Wortes, andererseits sterilisirt es nicht, wodurch es nicht mehr als hygienisch zu betrachten ist. Ein solches Filter mufs dann aus einander genommen werden, um zu gestatten, dafs das filtrirende Element an seiner Oberfläche gereinigt und dann selbst sterilisirt wird.

Nun haben aber die Versuche ergeben, dafs, um einem Porcellanfilter seine ursprünglichen Eigenschaften zurückzuerstatten, es unbedingt nöthig ist, die Porcellanplatte in einem Porcellanschmelzofen zur Rothglut zu bringen bezw. zu glühen, damit die organischen Substanzen, die sich im Innern des Filtrirmateriales angehäuft haben, durch Verbrennen beseitigt werden. Diese Substanzen könnten, wie oben erwähnt, nicht durch ein an der Oberfläche der Platte vorgenommenes Abscheuern beseitigt werden. Es sind jedoch alle diese Verrichtungen schwieriger und empfindlicher Natur, so dafs dieselben nicht in dem Haushalte ausgeübt werden können. Jedenfalls würde es bei einer Ausführung __ dieser Verrichtung in dem Haushalte niemals ausgeschlossen sein, dafs ein Zerbrechen der Porcellantheile des Apparates. stattfinden würde. Da nun aber Porcellan ein theures Material ist, so würde das ganze Verfahren sich sehr kostspielig stellen und niemals eine allgemeine Verwendung finden.

Aus diesen Gründen hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, aus Cellulose, jedoch nicht aus der gewöhnlichen Cellulose, sondern einem nach einem besonderen Verfahren gewonnenen, bestimmte Eigenschaften besitzenden Product Filterplatten herzustellen, welche dieselben guten filtrirenden Eigenschaften wie das Porcellan besitzen, jedoch derart dünn, leicht an Gewicht und billig herzustellen sind, dafs diese

Platten herausgenommen und durch heue ersetzt werden können, sobald sie infolge einer Tränkung mit schädlichen Keimen ihre sterilisirende Fähigkeit verloren haben.

Auf beiliegender Zeichnung ist

Fig. ι ein Verticalschnitt eines Filters, welcher sich zur Aufnahme der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Filterplatten besonders gut eignet,

Fig. 2 ein Grundrifs eines solchen Filters,

Fig. 3 eine Verticalansicht, theilweise im Schnitt eines Apparates, welcher zur Formirung der neuen Filterplatten mit Vortheil verwendet werden kann,

Fig. 4 ein Horizontalschnitt des Apparates und

Fig. 5 ein Schnitt des einen Theil des Apparates bildenden Formtisches.

Die neue, aus Leinen- und Hanfcellulose bestehende Platte F unterscheidet sich wesentlich von den gegenwärtig im Gebrauch befindlichen, aus gewöhnlicher Cellulose bestehenden Platten, die dazu dienen, Wein, Bier und andere Flüssigkeiten zu filtriren, und die alle im Vergleich zu den winzigen Abmessungen der Keime und Bacillen im Allgemeinen sehr grofse Poren besitzen. Es sind also die schon gebräuchlichen Platten ungenügend, um eine Sterilisation zu Stande zu bringen. Demgegenüber wird unter Anwendung der neuen Platte die Sterilisation aufser der Filtration erzielt.

Unzweifelhaft besitzen die gewöhnlichen, aus der im Handel befindlichen Cellulose hergestellten Platten viel zu grofse Poren in Bezug auf die Grofse der Bacillen, so dafs sie dieselben nicht verhindern können, durch die Platte hindurchzudringen. Diese Platten, obgleich sie eine Dicke von 2 bis 3 cm besitzen, eignen sich für ein Filtriren ohne Druck und werden sie thatsächlich zu diesem Zwecke benutzt. Dieselben bewirken jedoch keine Sterilisation, wohingegen die aus Hanf- und Leinencellulose, wie im Nachfolgenden beschrieben, hergestellten Sterilisirplatten F nicht in einer Dicke benutzt werden, welche 2 bis 3 mm übertrifft, d. h. es ist die Dicke der neuen Platten, welche sterilisiren können, zehn Mal geringer als diejenige der üblichen, einfach filtrirenden, aus gewöhnlicher Cellulose hergestellten Platten. Der Grund, weshalb die neuen Platten nicht dicker gewählt werden, ist, dafs, wenn eine aus Leinen- und Hanfcellulose bestehende Platte eine gröfsere Dicke als 3 mm besitzen würde, dieselbe selbst unter Anwendung eines starken Druckes undurchlässig bezw. undurchdringlich wäre.

Das technische Resultat ist also genau demjenigen entgegengesetzt, welches bis jetzt durch die Herstellung massiver, aus gewöhnlicher Cellulose bestehender Platten zu erreichen war, wobei überdies zu bemerken ist, dafs die schon bekannten Platten in anderer Weise hergestellt werden wie die neuen. Die Cellulose nämlich, welche zur Herstellung der neuen Platten dient, ist die reine, aus Leinen und Hanf gewonnene Cellulose. Die diesbezüglichen Versuche haben ergeben, dafs diese Celluloseart diejenige ist, welche die feinsten und dichtesten Poren besitzt, im Gegensatz zu den Poren der Baumwolle, welche sich wesentlich vergröfsern, wenn letztere von einem trockenen in einen feuchten Zustand überführt wird. Aus diesem Grunde besitzt die Baumwolle eine verschiedene Porosität, je nachdem sie mit Flüssigkeit getränkt ist oder nicht, so dafs, wenn auch die Poren für den Fall, dafs die Baumwolle trocken ist, genügend klein sind, damit die ersten hindurchfliefsenden Flüssigkeitstheile steril sind, infolge ihres Aufquellens jedoch sehr bald undurchlässig werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn, wie dies in sämmtlichen Filterapparaten der Fall ist, die Filtrirmasse zwischen zwei metallenen Platten gehalten wird, welche verhindern, dafs eine Ausdehnung der Masse nach aufsen hin stattfindet, und somit das Aufquellen nach innen zu beschränken. Dieser Uebelstand ist bei Anwendung von Leinen- und Hanffasern nicht zu verzeichnen, da, wie es die Versuche ergeben haben, diese Fasern die Eigenschaft besitzen, ihr Volumen nicht zu verändern, wenn sie feucht werden.

Um homogene Platten mit dichten, nicht durch Feuchtigkeit veränderlichen Poren zu erzielen, ist es, wie die vom Erfinder angestellten Versuche ergeben haben, unbedingt nothwendig, in der Zerstampfmaschine in einem hohen Grade verfeinerte Fasern zu verwenden, d. h. derart zerkleinerte Fasern, dafs die auf diese Weise erhaltenen winzigen Fasern höchstens ⁸/₁₀ bis V₁₀ mm Länge auf ²/₁₀₀ bis ⁸/₁₀₀ mm Durchmesser aufweisen.

Nachdem die aus Leinen und Hanf hergestellte Cellulose auf diese Weise fein zertheilt worden ist, wird sie in folgender Weise behandelt:

Es wird dieselbe mit einer Wassermenge vermischt, welche 75 Mal schwerer gewählt wird als ihr Eigengewicht, und dies zwar unter Anwendung eines Mischapparates, in welchem die Flüssigkeit sammt festem Material energisch bearbeitet wird, derart, dafs sämmtliche Fasern von einander getrennt werden und eine Art Milch oder Emulsion erhalten wird, welche ganz homogen bezw. frei von Krümeln ist. Nachdem diese Operation beendet ist, wird je nach der Grofse und Dicke der zu erhaltenden Filtrirplatte ein bestimmtes Quantum Gemisch entnommen, und es wird der Brei unter Zuhülfenahme des Apparates, welcher, wie eingangs erwähnt, in den Fig. 5, 6 und 7 der Zeichnung dargestellt ist, geformt.

Der eben erwähnte Apparat besteht:
ι. aus einem horizontal abgerichteten Tisch A, welcher parallele Nuthen r trägt, deren Boden -gewölbt ist. An diesem Tisch ist ein durchlochtes Blech B angeschraubt (Fig. 5),

2. aus einem unabhängigen Cylinder C, welcher stets in ein und dieselbe Lage unter Anwendung der Kopfschrauben D gebracht werden kann, welche letzteren mit dem Tische A und dem Blech B in Zusammenhang stehen und dazu dienen, um ein richtiges Centriren zu erzielen,

3. aus einer Schraubenpresse P, deren Rahmen aus einem Stück mit dem Tische A gebildet ist und deren Platte G, welche genau zu dem Tische parallel läuft, in den Cylinder C bei sanfter Reibung eingeführt werden kann.

Nachdem der Apparat in dieser Weise aufgestellt worden ist, wird ein Filzstück F¹ in das Innere des Cylinders flach auf das durchlochte Blech aufgelegt, dann giefst man auf den Cylinder C die erforderliche Menge der mit Wasser vermengten. Cellulose, um eine· Filtrirplatte herstellen zu können. Ein Theil des überschüssigen Wassers fliefst durch den Filztheil der durchlochten Platte hindurch und dringt in die unteren gewölbten Nuthen r des Tisches, während die Cellulose, welche sich allmählich auf dem Filz F' ablagert, an der Oberfläche des letzteren eine homogene filzartige Schicht bildet. Sobald das Ausfliefsen des Wassers aufgehört hat, wird eine neue Filzplatte F" auf den aus Cellulose bestehenden Niederschlag gelegt und es wird, um eine Berührung zwischen dem erwähnten Niederschlage und der Filzplatte herzustellen, die Druckplatte G der Presse darauf heruntergedrückt. Es wird jetzt die Schraube V langsam und allmählich hineingeschraubt, so dafs der Celluloseniederschlag von dem gröfsten Theil des noch darin enthaltenen Wassers befreit wird. Diese Operation gestaltet sich deshalb sehr leicht, weil der Niederschlag nur 3 mm Dicke aufweist.

Nun wird die Schraube V herausgeschraubt, um den Cylinder C freizugeben. Es wird dann letzterer entfernt und man gewinnt auf diese Weise die feuchte, zwischen den Filzplatten F' und F" befindliche Celluloseplatte, welche eine genügende Festigkeit besitzt, um mit Leichtigkeit gehandhabt zu werden. Eine derart erhaltene feuchte Celluloseplatte darf nicht mehr als 40 pCt. Wasser enthalten. Diese Bedingung ist ganz wesentlich und es wird dadurch ein grofser Unterschied in Bezug auf die schon existirenden Verfahren geschaffen. Dafs die neue Platte sich wesentlich von der in der deutschen Patentschrift 76103 (Kl. 6) beschriebenen S'tockheim'schen unterscheidet, geht aus den schon angegebenen, wie auch aus den nachfolgenden Erklärungen hervor. Die soweit hergestellte Platte wird von den beiden Filzplatten befreit, zwischen welchen sie sich befindet, und wird dann zwischen zwei durchlochte Bleche eingelegt. Es wird ferner dieselbe in eine stets eine gleichbleibende Temperatur aufweisende Trockenkammer eingeführt. Die Temperatur der letzteren soll nur 35⁰ betragen und es soll die Platte 8 bis 10 Tage in derselben verweilen. Infolge dieses langsamen und gleichmäfsigen Austrocknens, sowie der niedrigen Temperatur, mit welcher gearbeitet wird, verdampft das in der Platte enthaltene Wasser allmählich, wobei gleichzeitig die Cellulosefasern sich verziehen. Die Masse verfilzt sich dabei und es wird dieselbe infolge ihres Verziehens um ungefähr Y₆ ihres Durchmessers kleiner.

Ein solches technisches Resultat könnte nicht erzielt werden, wenn die einer Trocknung ausgesetzten, aus Cellulose bestehenden Platten viel Wasser, beispielsweise 70 pCt. und mehr, enthalten, und wenn man dieselben gleichzeitig auf eine hohe Temperatur bringen würde, damit das Trocknen schneller vor sich geht. Unter den zuletzt angegebenen Umständen würde kein Verfilzen und kein Verziehen stattfinden. Es würde somit die Platte ihr ursprüngliches Volumen nicht verändern und demzufolge eine derart grofse Porosität beibehalten, dafs einzig und allein eine fütrirende, aber nicht sterilisirende Platte entstehen würde. Eine solche nur filtrirende Platte wird durch das Verfahren des deutschen Patentes 76103 unter anderen erhalten. Unter Anwendung des neuen Verfahrens hingegen, welches sich wie oben angegeben gestaltet, ist das erzielte Resultat ein ganz anderes. Es wird nämlich eine ganz dünne, aber compacte Filterschicht erhalten, welche nicht mehr zum Filtriren benutzt werden könnte, wenn sie dicker als 2 bis 3 mm sein würde. Im letzteren Falle nämlich würde sie, selbst unter Anwendung eines Druckes von 2 bis 3 Atmosphären, fast vollständig undurchdringlich sein.

Nun geht aus verschiedenen Versuchen hervor, dafs es nicht leicht ist, Filterplatten zu erzielen, welche weniger als 2 mm Durchmesser aufweisen; aber sobald dem Hanf- und Leinencellulosebrei gewisse Substanzen zugefügt werden, kann dieses Resultat erzielt werden. Die Substanzen, welche angewendet werden, müssen sich vollständig passiv verhalten, unlöslich sein und in fein gepulvertem Zustande zur Verwendung kommen. Solche Substanzen sind z. B. thierische oder pflanzliche Kohle, Kaolin, Asphalt, Theer, Bimsstein, Torf u. s. w. Dadurch wird die Porosität der Platte erhöht und gleichzeitig die Ergiebigkeit derselben gröfser, ohne dafs die sterilisirenden Eigenschaften derselben geschmälert werden.

Claims (1)

1. Die der Cellulose hinzuzufügenden Materialien werden mit derselben unter Zuhülfenahme eines Mischapparates vermengt und es wird die Masse, nachdem sie innig vermischt worden ist, in der oben angegebenen Weise behandelt, zu dem Zwecke, aus reiner Cellulose bestehende Platten zu erhalten. Beispielsweise, wenn ein Gemisch zur Verwendung kommt, welches gleiche Theile Cellulose und Knochenkohle enthält, so erhält man Platten, weiche bei einer Dicke von 2 mm eine zweckentsprechende, praktische und gut sterilisirende Masse darstellen.

   Nachdem die Platten vollständig ausgetrocknet worden sind, werden sie entweder unter Verwendung eines Stanzbleches oder einer Stanzmaschine in die richtige Form gebracht. Dann wird eine jede ausgestanzte Platte an ihren Rändern bezw. an ihren äufseren Flächen undurchlässig gemacht, wodurch eine zweckmäfsige Abdichtung derselben zu Stande gebracht wird. Dies geschieht entweder auf schon bekannte Art oder auch in folgender neuer Weise:

   Die Platte wird an ihrem äufseren Umfang mit einer für Flüssigkeit undurchdringlichen Substanz getränkt (Vaselin, Paraffin, Stearin, Leinöl u. s. w.), welche sich an dieser Stelle in das Innere der Platte einsaugt und am ganzen Umfange derselben einen undurchdringlichen Ring von ungefähr 1 cm Breite bildet. Dieses Imprägniren kann beispielsweise in der Weise zu Stande gebracht werden, dafs man die Ränder der zu behandelnden Platte in das geschmolzene oder vermittelst einer geeigneten Flüssigkeit gelöste Abdichtungsmaterial eintaucht und dreht.

   Die auf diese Weise präparirten und sterilisirten Platten werden zum Gebrauch in einen Apparat eingefügt, dessen allgemeine Anordnung derjenigen der in der Industrie allgemein üblichen Filterpressen gleichkommt. Es besteht dieser Apparat im Wesentlichen aus Gufseisenkappen α und b (Fig. 1 und 2), welche an den beiden Seiten der Platte angeordnet sind und vermittelst Schrauben ν fest auf einander geprefst werden.

   Die Aushöhlungen der Kappen oder hohlen Platten α und b, deren eine (a) das zu filtrirende, die andere (b) das filtrirte Wasser erhält, bestehen aus zwei Rosten c und d, die aus Metall bestehen und perforirt sind. Diese Roste befinden sich in unmittelbarer Berührung mit der Filtrirplatte -F und gestatten den Zutritt der Flüssigkeit in die Platte F durch die Oeffnungen 0 0. Dabei müssen diese Roste genügend widerstandsfähig sein, damit sie unter Einwirkung des zufliefsenden Wassers nicht nach aufsen hin gebogen werden.

   Patent-A ν sprtjch:

   Verfahren zur Herstellung einer Sterilisirfilterplatte, darin bestehend, dafs man ein Gemisch aus Leinen- und Hanfcellulose, thierischer Kohle, Infusorienerde oder anderem unlöslichen, neutralen, feingepulverten Material fein vertheilt und unter Beifügung von Wasser innig vermischt, die erhaltene Masse nach Abtropfen der flüssigen Bestandtheile formt, ferner den sich ergebenden Kuchen bei niedriger Temperatur so lange trocknet, bis nur noch 40 pCt. Wasser darin enthalten ist, wodurch die um Y₆ ihres ursprünglichen Volumens geschwundene Masse filtrirende und sterilisirende Eigenschaften erhält, und endlich die Filterplatte nach Anbringung einer Abdichtung an ihrem Umfange bei hoher Temperatur sterilisirt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.