DE8906243U1

DE8906243U1 - Membranfiltervorrichtung zur Mikro- und Ultrafiltration von Fluiden im Crossflow-Verfahren

Info

Publication number: DE8906243U1
Application number: DE8906243U
Authority: DE
Original assignee: Seitz Filter Werke Theo and Geo Seitz GmbH and Co
Current assignee: Pall Filtersystems GmbH
Priority date: 1989-05-20
Filing date: 1989-05-20
Publication date: 1989-07-27

Description

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Die Erfindung betrifft eine Membranfiltervorrichtung zur Mikro- und Ultrafiltration von Pluiden im Crossflow-Verfahren mit mindestens einem Kapillaroder Hohlfaser-Membranen in Form eines Bündels in einem rohrförmigen Filtergehäuse enthaltender! Merrbranf iXter-Modul mit einem Paar von an beiden Enden des Filtergehäuses angesetzten Strääsuni?«verteilerköpfen und an die Strömungsverteilerköpfe anzusetzenden, die ijsitungsanschlüsse zu den erforderlichen Betriabssiiurichtungen 3ur Aufrechterhaitung des gesteuerten Fluio-Ü«tl;r-is durch das Messbranfiltex■■*> Modul/ zur gesteuerten Nachfuhr von zu behandelnden Fluid sowie zur Abfuhr des Filtrats und der abfiltrierten Stoffe tra§(&a-den

Si.römungsverteilerplatten. Die Erfindung betrifft ferner ein Membranfilter-Modul zum Einsatz in eine Membranfilter vorrichtung zur Mikro- und Ultrafiltration von Fluiden.

Eine Membranfiltervorrichtung und ein Membranfiltermodul der oben angesprochenen Art sind beispielsweise aus WO 88/01895 bekannt. Bei dem aus dieser Druckschrift bekannten Membranfiltermodul auf den beiden Stirnseiten jeweils nur ein Zugang zu der jeweiligen Bündelstirnfläche/ d.h. zum Inneren der Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membiranen vorhanden. Der Zugang zum Inneren des Filtergehäuses und der Außenseite der Kapillar- bzw. Hohlfasermembranen ist im Endbereich des Filtergehäuse seitlich angeordnet. Dabei ist vorgesehen, daß das zu behandelnde Fluid am einen Ende des Filtergehäuse in die seitlichen Öffnungen zugeführt und nach Vorbeiströmen an der Außenseite dar Kapillar- oder Hohlfasermembranen an

den seitlichen Öffnungen am anderen Ende des Filtergehäuses abgezogen wird.

Das aus dem Fluid abgezogene Filtrat wird an den Bündelstirnflächen abgenommen und in mit diesen in Verbindung stehende Filtratleitungen übergeführt. MesnbranfiltarvürrichtuniCfek'i dieser Art haben jedoch den erheblichen Mangel, daß sie nur in einer von vorherein festgelegten Weise betrieben werden können. Dies gilt insbesondere in solchen Anwendungsfällen, bei denen der Strömungsquerschnitt des im Umlauf geführten zu behandelnden Fluids wesentlich grcBer einzustellen ist als der Strömungsquerschnitt des abzuziehenden Filtrats.

Ähnliche Verhältnisse und Gegebenheiten bestehen auch bei Hohlfaser-Dialysegeräten wie sie beispielsweise aus DE-PS 30 23 681 bekannt sind.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Membranfiltervorrichtung der eingangs angegebenen Art mit möglichst geringem apparativem Aufwand die Möglichkeit zu schaffen, wahlweise eine Betriebsweise einzurichten, bei der das zu behandelnde Fluid durch das Innere der Kapillar- bzw. HöhIfasenrembranen geführt und das Filtrat an der Außenseite der Kapillar- bzw. Hohlfasermembranen abgenommen wird oder eine Betriebsweise bei der das zu behandelnde Fluid an der Außenseite der Kapillarbzw. Hohlfasermembranen entlang deren Umfangsflache geführt und das Filtrat vom Inneren der Kapillar- oder Hohlfasermembranen abgezogen wird. Dabei sollen aiii Membranfiltermedium herrschende wechselnde Temperatureinflüsse und mechanische Spannungseinflüsse ohne nachteilige Wirkung auf die Abdichtung zwischen den unterschiedlichen strömenden Medien sein.

16 Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale:

a) An beiden stirnseitigen Enden des das Bündel von Kapillar- bzw. Hohlfasermembranen aufnehmenden Filtergehäuses sind je zwei leckdicht voneinander getrennte, aber beide an der jeweiligen Stirnseite des Filtergehäuses angeordnete Zugänge gebildet;

b) an jeder Stirnseite des Filtergehäuses führt der eine Zugang auf die durch Vergießen oder Verschweißen dicht zusammengefaßte, aber die Strömungsverbindung zum Inneren der Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen offen lassende Bündelstirnfläche, während der zweite stirnseitige Zugang mit dem Innenraum des Filtergehäuses und der diesem Innenraum zugewandten Außenseite der Kapillar- bzw. Hohlfaser-MerOranen in Verbindung steht;

c) die an die beiden Enden des Filtergehäuses angesetzten, diee Verbindungskanäle zu den stirnseitigen Zugängen des Filtergehäuses enthaltenden Verteilerköpfe sind hinsichtlich der Ausbildung ihrer Verbindungskanäle in unterschiedlichen Ausbildungen vorgesehen und austauschbar, während die Strömungsverteilerpiatte an die unterschiedlichen Ausbildungen der Verteilerköpfe anpaßbar ist, derart, daß wahlweise die auf die Stirnseiten des Bündels von Kapillarbzw. Hohlfaser-Membranen führenden Zugänge im Umlaufweg für das Unfiltrat angeordnet und die mit dem Inneren des Filtergehäuses verbundenen Zugänge an diee Abzugleitung für das Filtrat anschließbar sind oder wahlweise die auf die Stirnseiten des Bündels von Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen führenden Zugänge an die Abzugleitung für das Filtrat anschließbar und die mit dem Inneren des Filtergehäuses verbundenen Zugänge im Umlaufweg

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17 für das Unfiltrat angeordnet sind.

Durch die Erfindung wird eine spezifische Strömungageometrie im Inneren des Membranfilter" Moduls erreicht, die es gestattet/ daß je nach verwendetem Met.ibrantyp wahlweise eine Überströmung der inneren oder der äußeren Oberfläche der Membran möglich ist. Es kommen hierzu Kapillarmembranen mit Innendurchmesser zwischen 0,5 und 2 mm wie auch Hohlfaser-Membranen mit Innendurchmesser bis zu 0/5 mm in Betracht. Neben der Anpassung der Betriebsweise an den verwendeten Membrantyp ist auch hierdurch eine verbesserte Anpassung an das zu behandelnde Fluid ermöglicht. Die Umstellung der

Membranfiltervorrichtung von der einen auf die andere Betriebsweise läßt sich durch Austausch einiger Vorrichtungsteile/ insbesondere der Strömungsverteilerköpfe leicht bewerkstelligen.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist hinter jedem der stirnseitigen Zugänge des Filtergehäuses ein freier Raum gebildet/ wobei je nach Wahl der Strömungsverteilerköpfe die auf die Stirnseiten des Bündels von Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen führenden Räume als Verteilerraum und Sammelraum für das durch die Kapillar- bzw. Hohlfaser-Mebranen geführte Unfiltrat und die mit dem Inneren des Filtergehäuses verbundenen Räume als Samme1raum für das Filtrat oder wahlweise die auf die Stirnseiten des Bündels von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen führenden Räume als Sammelraum für das Filtrat und die mit dem Inneren des Filtergehäuses verbundenen Räume als Verteilerraum und Sammelraum für das an der Außenseite der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen vorbei durch den Innenraum des Filtergehäuses geführte Unfiltrat anschließbar sind.

Bevorzugt wird die Bildung von getrennten Zugängen an jeder Stirnseite des Membranfilter-Moduls mittels einer inneren Manschette gebildet, die eine zentrale zuführung umgibt und selbst utitgeben ist durch einen äußeren ringförmigen Zugang, der nach außen hin von einer äußeren Membran umgeben ist und an der inneren Membran und dem Bündel von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen vorbei in den Innenraum des Filtergehäuses führt. Die beiden Enden des Membranbündels können dabei in der einen und in der anderen inneren Manschette des Filtergehäuses gefaßt und mit einer elastischen Vergußmasse leckdicht vergossen oder in einem Plastomer leckdicht verschweißt sein, während an beiden Enden des Filtergehäuses der Freiraum zwischen der inneren und der äußeren Manschette auf die Außenseite der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen führt.

Das Filtergehäuse des Membrarifilter-Moduls kann aus Metall, insbesondere Edelstahl oder auch aus gegenüber dem zu behandelnden Fluid inertem Kunststoff bestehen. Bei Ausbildung des Filtergehiiuses aus Kunststoff kann die innere und/oder äußere Manschette durch nicht prodviktberührende Edelstahlringe verstärkt sein, so daß einer Ausdehnung bzw. Strumpfung des Plastomers infolge thermischen oder mechanischen Stresses entgegengewirkt wird.

Die innere Manschette soll dabei axial gegenüber der Stirnseite der äußeren Manschette vorstehen und zwar möglichst soweit, daß eine auf die äußere Umfangsfläche der inneren Membran gesetzte Ringdichtung freiliegt.

Im Rahmen der Erfindung könnten Membranfilter-Module vorgesehen sein, die ausschließlich für die eine oder

die andere Betriebsart gedacht sind. Es können jedoch auch Membranfilter-Module vorgesehen sein, die für beide Betriebsweisen geeignet sind, so dafl der Benutzer sich die eine oder andere Betriebsweise entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall auswählen kann. In jedem Fall ist es im Rahmen der Erfindung zweckmäßig, die Querschnitte zu dem mittigen stirnseitigen Zugang untl die Querschnittsfläche zu dem äußeren stirnseitigen Zugang zum Membranfilter-Modul möglichst auf universelle Einsatzmöglichkeit abzustimmen.

Um bei Durchströmung des Filtergehäuses mit dem zu behandelnden Fluid empfiehlt es sich im Filtergehäuse Strömungsbrecher in Form von Barrieren an der Innenfläche der Gehäusewand anzubringen, so daß bei der Anströmung der äußeren Membranoberfläche starke Turbolenzen entstehen, welche der Deckschichtbildung entgegenwirken. Es kommen beispielsweise schraubenförmige Barrieren in Betracht, jedoch auch Wandstücke oder Zungen oder auch ringförmige Barrieren.

Die Strömungsverteilerköpfe sind im Rahmen der Erfindung bevorzugt derart ausgebildet, daß die Membranfiltermodule lediglich mit ihren Endbereichen d.h. mit ihren inneren und äußeren Manschetten in die Aufnahmeöffnung der Strömungsverteilerköpfe einzustecken sind. Dabei wird die Abdichtung durch ringförmige Dichtelemente geschaffen, die auf die Umfangsflache der Manschetten greifen. Hierdurch haben die Membranfilter-Module begrenzten, aber erheblichen Spielraum um sich axial gegenüber den Strömungsverteilerköpfen verschieben zu können und auf diese Weise thermische und mechanische Spannungen zu vermindern oder zu verhindern.

Die Strömungsverteilerköpfe sind bevorzugt so ausgebildet, daß sie zwei im wesentlichen ebene Seitenflächen und sich von Seitenfläche zu Seitenfläche durchgehend erstreckende Verteilerkanäle aufweisen, die mit in der Aufnahmeöffnung für das Membranfiltermodul gebildeten Kammern in Verbindung stehen. Die Mündung der durchgehenden Kanäle kann an der einen Seitenfläche jedes Strömungsverteilerkopfes mit einer Aseptik-Dichtung und an der anderen Seitenfläche mit einer glatten, ebenen Anlagefläche versehen sein. Auf diese Weise läßt sich eine Mehrzahl von solchen Strömungs/erteilerköpfen aneinanderreihen. Dies wird noch erleichtert und verbessert, dadurch, daß in jedem Strömungsverteilerkopf eine sich parallel zu den durchgehenden Kanälen erstreckende, durchgehende Aufnahmebohrung für eine Trag- und Spannetange angebracht ist. Die Anordnung zweier Trag- und Spannstangen mit aufgereihten Strömungeverteilerköpfen und dazwischen eingesetzten Membranfilter-Modulen ergibt eine Membranfilteranordnung, bei der die Membranfiltermodule sicher in ihrer Betriebeetellung gehalten sind, ohne fest eingespannt zu sein. Vielmehr können die beiden Reihen von Strömungeverteilerköpfen mittels der am einen Ende dieser beiden Reihen angeordneten starr verbundenen

Strömungsverteilerplatten, einer am entgegengesetzten Ende angebrachten Zugendplatte und dazwischen in Abständen abgeordneten Zug zwischen Platten sicher in einem solchen gegenseitigen Abstand gehalten werden, daß die Membranfiltermodule begrenzt axial beweglich, aber in jeglicher Lage sicher abgedichtet zwischen je zwei Strömungsverteilerköpfen gehalten sind. Auch bei relativ großen Temperaturschwankungen im Betrieb, beispielsweise beim Sterilisieren der MembranfilterbUndel mit Dampf, kommt e« auf diese

Weise zu keinerlei thermischer oder mechanischer Verspannung an den Membranfiltermociulen und den Strömungsverteilerköpfen, so daß jegliche Gefahr von Undichtigkeit oder sonstigen Betriebsstörungen sicher ausgeschaltet ist.

Die auf den Halte- und Zugstangen aufgereihten Strömungs- und Verfceilerköpfe lassen sich länge der Halte- m-id Spannstangen an ihren Seitenflächen sicher abgedichtet g^ganaiuander drücken, beispielsweise mittels nachgisfcjger beispielsweise federnder ArtpreSeinriehtungen.

Die Sty&sungsverteilerköpfe können in zwei Arten vorgesehen sein, die sich hinsichtlich der Verbindung der durchgehenden Strömungskanäle mit der einen oder anderen Kammer in der Aufnahmeöffnung für das Membranfiltermodul unterscheiden. Zum Übergang von der einen zur anderen Betriebsart sind dann lediglich der Satz von Strömungsverteilerköpfen gegen den anderen Satz und ein Einsatz in der Strömungsendverteilerplatte gegen einen anderen Einsatz in der Strömungsendverteilerplatte auszutauschen.

Im Rahmen der Erfindung können mehrere derartige reihenförmige Filtereinrichtungen nebeneinander angeordnet werden, wobei jeweils zwei derartige nebeneinander angebrachte Filteranordnungen gemeinsame Strömungsendverteilerplatten aufweisen können. Hierzu empfiehlt es sich, die Strömungsverteilerköpfe derart einzusetzen, daß sie mit ihrer Bohrung kleineren Querschnitts einander zugewandt sind. Dadurch lassen sich die durchgehenden Bohrungen kleineren Querschnitte in der Strömungsendverteilerplatte bzw. einem Einsatz der Strömungsendverteilerplatt· leichter

zusammenfassen.

Die Erfindung betrifft auch ein Membranfilter-Modul, das sich durch die ausschließlich stirnseitige Anordnung der Zugänge an beiden Enden kennzeichnet. Ein solches Membranfilter-Modul ist eine besonders sicher und einfach handhabbare Einheit und IaBt sich bei praktisch gleichem Grundaufbau mit Kapillar™ cdet Hohifässr-MeiBbranen unterschieöliöher lyp&n auslegen. Durch das Zusammenwirken mit Strömungsvexbeilerköpfen unterschiedlicher Art können derartige Piltermembrar-Module je nach Filtertyp und Einsatzart leicht für dia eine oder andere Be~riebsw»eiea einc^asetzt wer<fen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Seica&ui^ näher erläutert. En zeigen:

Figur 1 Eim erfindungsgemäße

Membranfiltervorrichtung in Form eines fahrbaren Gerätes in Seitenansicht, wobei der Schaltkasten und die Umwälzpumpe tec, Gerätes teilweise weggebrochen sind;

Figur 2 die Membranfiltervorrichtung gemäß Figur_l in Draufsicht;

Figur 3 die Endbereiche eines in der Vorrichtung nach Figur 1 und 2 benutzbaren Membranfiltermoduls mit Filtergehäuse aus Edelstahl, teilweise axial geschnitten;

Figur 4 eine stirnseitige Ansicht des Membranfiltermoduls gemäß Figur 3; Figur 5 die stirnseitigen Enden eines in der

Vorrichtung nach Figur 1 und 2 benutzbaren Membranfilter-Moduls mit Filtergehäuse aus Kunststoff/ teilweise axial geschnitten;

Figur 6 ein Membranfilter-Modul gemäß Figur 5 in

abgewandelten Ausführungen; Figur 7 einen für Membranfilter-Module gemäß Figur 3 bis 6 zu benutzenden Strömungsverteilerkopf

erster Art im Schnitt 7-7 der Figur 8; Figur 8 den Strömungsverteilerkopf gemäß Figur 7 in

den Schnitten 8a-8a und 8b-8b in Figur 7; Figoijr 9 einen mit Membranfüter-Modulen nach Figur 3 bis 6 zu benutzenden Strömungsverteilerkopf

zweiter Art, im Schnitt 9-9 in Figur 10; Figur 10 den Strömungsverteilerkopf zweiter Art gemäß

Figur 9 in den Schnitten 1Oa-IOa und lOb-lOb

in Figv:r 9; Figur 11 eine Strcmungsendverteilerplatte der

Vorrichtung nach Figur 1 und 2 in

rückwärtiger Ansicht; Figur 12 die Strömungsendverteilerplatte gemäß Figur

11 im Schnitt 12-12 der Figur 11; Figur 13 einen Einsatz erster Art für eine

Strömungsendverteilerplatt«! gemäß Figur 11

und 12 in Ansicht;

Figur 14 einen Schnitt 14-14 der Figur 13; Figur 15 einen Schnitt 15-15 in Figur 14; Figur 16 einen Einsatz zweiter Art für eine

Strömuagsendverteilerplatte gemäß Figur 11

und 12 in Ansicht;

Figur 17 einen Schnitt 17-17 in Figur 16; Figur 18 einen Schnitt 18-18 in Figur 17; Figur 19 eine Zug-Endplatte für eine Vorrichtung nach

Figur 1 und 2 in Ansicht, unterbrochen und Figur 20 eine Zug-Zwischenplatte für eine Vorrichtung nach Figur 1 und 2, teilweise unterbrochen.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Membranfiltergerät 21 zur Behandlung von Getränken, beispielsweise Wein. Auf einem fahrbaren Geräterahmen

22 sind ein Flüssigkeitsbehälter 23, eine Umwälzpumpe 24 und eine Förderpumpe 25 für das zu behandelnde Gut angebracht. Ferner trägt der Geräterahmen 2 2 die eigentlichen Filtereinrichtungen 26 mit den erforderlichen LeitungsanschlUssen und Leitungsverbindungen.

Die eigentliche Filtereinrichtung ist aus Membranfilter-Modulen 27 aufgebaut, die jeweils ein rohrförmiges Filtergehäuse 28 bzw. 28a (Figuren 3 bis 6) aufweisen. An jedes Ende jedes Membranfiltermoduls 27 ist ein Strömungsverteilerkopf 29 angesetzt. Im dargestellten Beispiel sind die Membranliilter-Module 27 vertikal angeordnet, derart, daß die Strömungsverteilerköpfe mit ihre;. Seitenflächen dicht bei dicht zu einer oberen Reihe und einer unteren Reihe aufgereiht sind, während sich die Membranfilter-Module 27 zwischen dieser oberen Reihe von Strömungsverteilungsköpfen 29 und dctr unteren Reihe von Strömungsverteilerköpfen 29 erstrecken. Wie Figur 2 zeigt, sind im dargestellten Beispiel zwei Reihen von Membranfilter-Modulen, also zwei obere Reihen von Strömungsverteilungsköpfen 2S> und zwei untere Reihen von Strömungsverteilungsköpfen vorgesehen. Die Filtereinrichtung 26 weist im dargestellten Beispiel eine an die bei dein oberen Reihen von Strömungsverteilerköpfen 29 angesetzte Strömungsverteilerplatte 30 und eine ebenso an die beiden unteren Reihen von Strömungsverteilerköpfen angesetzte Strömungsverteilerplatte 30 auf. Beide Strömungsverteilerplatten sind mittels eines Trägerrahmens 31 fest auf dem Geräterahnien 22 montiert. Die beiden Strömungsverteilerplatten tragen die Anschlüsse 32 für den Flüssigkeitsumlauf. An der Unterseite der unteren Strömungsverteilerplatte 30 ist der Filtratauslauf und an der oberen

Ütrömungsverteilerplatte 30 in gleicher Anordnung und Ausbildung der Be- und Entlüftungsanschluß 34 angebracht, so daß bei entsprechender Ventileinstellung auch der Be- und Entlüftungsanschluß 34 als Filtrata'jslauf und der Piltratauslauf 33 lediglich als Entleerungsanschluß benutzt werden können. Die Strömungsverteilerplatten 30 sind mit Aufnahmebohrungen 35 für feste, starre Montage von Trag- und Spannstangen 36 versehen, derart, daß sich von jeder Strömungsverteiierplatte 30 zwei Tiräy- und Spannstangen 36 in Parallelstellung horizontal in gewünschten gegenseitigen Abstand der beiden Reihen von Membranfilter-Modulen 27 und Strömungsverteilerköpfen 29 erstrecken. Auf diese Trag- und Spannstangen 36, die in den Figuren 1 und 2 gestrichelt angedeutet sind, sind die Strömungsverteilerköpfe 29 aufgereiht und längs der Trag- und Spannstangen 36 zusammengepreßt. Zur Erhöhung der Stabilität sind in Abständen, beispielsweise nach je einer Gruppe von drei Strömungsverteilerköpfen 29 Zwischenzugplatten 37 eingesetzt, die sich jeweils von einer oberen Trag- und Spannstange 36 zu eineif unteren TiTäy— und Spannstange 36 erstrecken. Am Ende der jeweiligen Reihe von aufgereihten Strömungsverteilerköpfen 29 ist eine Endzugplatte 38 angeordnet, die zugleich den flüssigkeitsdichten Abschluß der Reihe von Strömungsverteilerköpfen 29 bildet und das Widerlager für eine auf das Ende der Trag- und Spannstange 36 gesetzten Spannvorrichtung 39 und Spannschraube 40. Dabei erstreckt sich jede Endzugplatte 38 im dargestellten Beispiel parallel zu den Zwischenzugplatten 37 von einer oberen Trag- und Spannstange 36 zu einer unteren Trag- und Spannstangen 36. Durch das Zusammenwirken der in den Strömungsverteilerplatten fest und starr montierten

Trag- und Spannstangen 36 mit den Zwischenzugplatten 37« den Endzugplatten 38 und den Spannvorrichtungen 39 wird ein fester stabiler Aufbau der Filtereinrichtung 26 gewährleistet. Durch axial nachgiebige Ausbildung der Spannvorrichtungen 39 wird eine konstante gegenseitige Anpressung der Strömungsverteilerplatten 30, Zwischenzugplatten 37 und Endzugplatten 38 mit den Seitenflächen der Strömungsverteilerköpfe 29 sowie der

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sichergestellt, insbesondere auch hinsichtlich thermischer Dehnung und Spannungen, beispielsweise bei Temperaturänderungen im Betrieb wie sie z.B. beim Desinfizieren und Entkeimen der Filtereinrichtung mittels Durchströmen mit Dampf auftreten.

Wie die Figuren 3 bis 6 zeigen, weisen die Membranfilter-Module 27 ein rohrförmiges Filtergehäuse 28a bzw. 28b auf, in welchem jeweils ein Bündel von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 untergebracht ist. Diese Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 sind der jeweiligen Filtrationsaufgabe entsprechend gewählt

Durchmesser bis zu 0,5 mm und als Kapillarmembranen einen inneren Durchmesser zwischen 0,5 und etwa 2 mm aufweisen. Die Wahl der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 bestimmt den Typ des jeweiligen Membranfilter-Moduls 27, während das Filtergehäuse_28a bzw. 28b zumindest in seiner äußeren Ausbildung für alle Typen des Membranfilter-Moduls 27 gleich ist und dadurch den Austausch von Membranfiltermodulen 27 unterschiedlichen Typs ohne weiteres zuläßt. Dies gilt insbesondere hinsichtlich der Ausbildung des Filtergehäuses 23a bzw. 28b an seinen Endbereichen. Es ist an jedem Endbereich des Membranfiltermoduls 27 ein Paar von Zugängen vorgesehen und zwar ein

zentraler Zugang 42, der zu den inneren Durchlässen der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 führt und ein ringförmiger Zugang 43 der den zentralen Zugang 42 ringförmig umgibt und zur Außenseite der Kapillaroder Hohlfaser-Membranen 41 bzw. zum Innenraum des rohrförmigen Filtergehäuses 28a bzw. 28b. Die beiden Zugänge 42 und 43 sind im dargestellten Beispiel durch die Anordnung zweier koaxialer Manschetten, nämlich einer inneren Manschette 44a bzw. 44b und einer äußeren Manschette 4 5-i t>?v₌ 45b pebildet- Das Bündel von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 ist durch den Innenraum 46 des rohrförmigen Filtergehäuses 28a bzw. 28b hindurch bis in die innere Manschette 44a bzw. 4 4b geführt. Innerhalb der inneren Manschette 44a bzw. 44b ist der Endbereich des Bündels von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 zu einem Pfropfen 47 mittels einer elastischen Vergußmasse leckdicht vergossen oder in einem Plastomer leckdicht verschweißt. Nach dem Vergießen bzw. Verschweißen wird die Stirnseite 48 des Bündels von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 bzw. des Pfropfens 47 abgeschnitten, so daß die Zugänge zu den Durchlässen der Kapillar— oder Hohlfaser-Membranen 41 wieder geöffnet werden.

Die innere Manschette 44a bzw. 44b steht axial gegenüber der äußeren Manschette 45a bzw. 45b soweit vor, daß auf den vorstehenden Tej.1 mindestens ein Dichtungselement, beispielsweise eine Ohrringdichtung 48 aufgesetzt werden kann. Der zwischen der inneren Manschette 44a bzw. 44b und der äußeren Manschette 45a bzw. 4 5b gebildete ringförmige Zugang 43 steht radial gegenüber dem Innenraum 46 des rohrförmigen Filtergehäuses 28a bzw. 28b vor und wird durch eine konische Wand 49 in den Innenraum 46 des Filtergehäuses 28a bzw. 28b übergeführt. Es wird

hierdurch zwischen dem Zugang 43 und dem Innenraum 46 des Filtergehäuses 28a bzw. 28b ein im wesentlichen ringförmige Freiraum 50 gebildet. Die äußere

Manschette 4 5a bzw. 45b weist eine zylindrische äußere | Umfangsfläche 51 auf, die mit einer im ^ Strömungsverteilerkopf 29 bzw. 29a bzw. 29b

angebrachten Ringdichtung 52 zusammenwirkt (vergl. I

Figuren 7 bis 10).

Das Filtergehäuse 28a der Membranfiltermoduie 27 kann gemäß Figur 3 und 4 aus Edelstahl bestehen, wobei die Manschetten 44a und 45a aus Edelstahlringen gebildet und mittels fest angebrachter Abstandshalter 53 in koaxialer Stellung gehalten. Das so gebildete Manschettenpaar ist dann mittels der konischen Wand 49 an die Rohrwand des Filtergehäuses 28a angeschweißt.

In den Beispielen der Figuren 5 und 6 besteht das Filtergehäuse 28b aus gegenüber dem zu behandelnden Fluid inertem Kunststoff, beispielsweise einem Polyolefin. Im Unterschied zur Ausführung des Filtergehäuses aus Edelstahl gemäß Figur 3 und 4 kann das Filtergehäuse 28b einstückig geformt sein. Es ist aber auch möglich, die Gesamtheit von innerer Manschette 44b, äußerer Manschette 45b, Abstandshaltern und konischer Wand in einem Stück zu formen und an den rohrförmigen Teil des Filtergehäuses 28b an beiden Enden anzukleben oder anzuschweißen. Im Unterschied zu dem aus Edelstahl hergestellten Filtergehäuse 28a ist bei Herstellung des Filtergehäuses 28b aus Kunststoff eine Verstärkung der inneren Manschette 44b mit einem Edelstahlring 54 zu empfehlen, um eine Ausdehnung bzw. Schrumpfung des Kunststoffes infolge thermischen Stresses entgegenzuwirken. Eine entsprechende Verstärkung mit einem Edelstahliring kann auch in der äußeren Manschette

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45b vorgesehen werden. In jedem Fall soll jedoch der Edelstahlring 54 derart eingeformt sein, daß er nicht mit dein Produkt in Berührung kommt. Wie Figur 6 zeigt, können im Inneren des Filtergehäuses 28b Strömungsbrecher 55 angebracht oder ausgebildet sein. Diese Strömungsbrecher 55 können beispielsweise als eine oder mehrere innere Wandel 55a ausgebildet sein oder versetzt angeordnete umfängliche Rippen 55b oder fischgrätenförmig angeordnete £&£?pert 55c ader Utufangsrippen 55d. im Beispiel der Firnir 6 sind diese Strömungsbrecher direkt an der Innenfläche des rohrförmigen Teiles des Filtergehäuses 28b angeformt. Im Fall der Ausbildung des Filtergehäuses 28a aus Metall, insbesondere Edelstahl können derartige Strömungsbrecher an der Innenfläche des rohrförmigen Filtergehäuseteiles angeschweißt sein.

Die Figuren 7 bis 10 zeigen die bei einem Membranfilter-Gerät 21 nach Figur 1 und 2 einzusetzenden Strömungsverteilerköpfe in zwei unterschiedlichen Ausführungen. Ist beabsichtigt, die Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 mit ihrem inneren Durchlaß in der Uralaufströmung der zu behandelnden Flüssigkeit anzuordnen, so sind Strömungeverteilerköpfe 29a in der Ausführung nach den Figuren 7 und 8 einzusetzen. Ist dagegen beabsichtigt, die Strömung der zu behandelnden Flüssigkeit an der Außenseite der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 vorbeizuführen, so sind Strömungsverteilerköpfe 29b gemäß Figur 9 und Figur 10 einzusetzen. In beiden Fällen weisen die Strömungsverteilerköpfe 29a bzw. 29b an ihrer einen Stirnseite eine Aufnahmeöffnung 56 zum Einführen eines Endes des Filtergehäuses 28a bzw. 28b eines Membranfilter-Module 27 auf. Ferner hat jeder dieser

Strömungsverteilerköpfe 29a bzw 29b zwei einander entgegengesetzt, liegende parallele Seitenflächen 57 und 58 zwischen denen sich rechtwinkelig zur Aufnahmeöffnung 56 angeordnete Strömungskanäle 59 und

60 erstrecken. Die Aufnahmeöffnung 56 ist mittels einer Innenmanschette 61 in zwei den stirnseitigen Zugängen 42 und 43 (Figur 3 bis 6} des Filtergehäuse 28a bzw. 26b (Figuren 3 bis 6) entsprechenden Kammern, nämlich eine zentrale Kammer S2 und eine Ringkananer 63 unterteilt. Die die zentrale Kammer $2 und die SingkaffiiBer 63 voneinander trennende Innenmanschette

61 ist dabei so ausgebildet, daß sie die Iriiieiunanschette <4a bzw.: 44b öss Filtergehäuses 28a bzw. 28b aufnimmt, wobei die auf die innere Manschette 44a bzw. 44b gesetzten Dichtung-^IemeRte 48 mit der Innenfläche der Innenmarvs-eJistte 61 zusammenwirken. D.i.e die Ringkammer 63 umgebende manschettenartige UmfangFwanc? 64 trägt am Einlaß in die Aufnahmeöffnung 56 die auf die äußere Umfangsflache 51 der äußeren Manschette 45a bzw. 45b des Filtergehäuses 28a bzw. 28b greifende Ringdichtung 52. Da die Strömungsverteilerköpfe 29a, 29b im Beispiel dpr Figuren 7 bis 10 aus Kunststoff, insbesondere Polyolefin hergestellt sind, sind die Innenmanschette 61 und der Öffnungsrand der Umfangswand 64 mit eingeformten Metallringen, insbesondere Edelstahlringen 65, 66 verstärkt.

An dem der Aufnahmeöffnung 56 weisende Strömungsverteilerköpfe 29a bzw. 29b ein Auge 67 in Form einer von der Seitenfläche 57 zur Seitenfläche 58 durchgehenden Bohrung auf. Mit diesem Auge 67 werden die Strömungsverteilerköpfe 29a, 29b auf die jeweilige Trag- und Spannstange 36 aufgereiht. An der einen Seitenfläche 58 sind die durchgehenden Strömungskanäle 59 und 60 mit einem Aseptik-

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p. Dichtungsring 68 umgeben, der sich gegen die glatte

% Seitenfläche 57 des benachbart aufgereihten

Strömungsverteilerkopfes 29a bzw. 29b legt. Bei dem

;·' in Figur 7 und 8 gezeigten Strömungsverteilerköpfen

■■] 29a erster Art ist der Strömungskanal großen

&ngr; Querschnitts, der zur Führung des in Umlauf

befindlichen* zu behandelru1ei> fluids gedacht ist, über einen Zwischenkanal 69 mit der zentralen Kammer 26 y in Verbindung. Während der für das Abführen des

Filtrats gedachte Strömungskanal 60 kleineres Querschnitts mit der Ringkammer 63 in Verbindung

steht. Im Unterschied hierzu ist bei den Strömungsverteilerköpfen 29b zweiter Art, wie sie in den Figuren 9 und 10 gezeigt sind, die zentrale Kammer 62 über einen Zwischenkanal 70 an den Strömungskanal 60 kleineren Querschnitts angeschlossen, während die Ringkammer 63 über einen Anschnitt 71 mit dem Strömungskanal 59 größeren Querschnitts in Verbindung steht.

Soll das zu behandelnde Fluid durch die Innendurchlässe der Kapillar- oder Hohlfasermembranen geleitet werden, dann ist ein Satz von Strömungsverteilerköpfen 29a gemäß Figur 7 und 8 zu benutzen. Soll dagegen das zu behandelnde Fluid an der Außenseite der Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen 41 durch das Filtergehäuse geführt werden, so ist ein Satz von Strömungeverteilerköpfen 29b gemäß Figur 9 odor IO einzusetzen.

Wie der Vergleich der Figuren 7 und 8 mit den Figuren 9 und 10 zeigt, ist die Anordnung der Strömungskanäle 59 und 60 in den Strömungsverteilerköpfen 29a eruter Art etwas unterschiedlich zu der Anordnung der Strömungskanäle 59 und 60 in den

Strömungeverteilerköpfen 29b zweiter Art. Um die in dem Membranfilter-Gerät fest angebrachten StröMungs-

verteilerplatten 30 auf die wahlweise zu benutzenden Strömungsverteilerköpfe 29a oder
Strömungsverteilerköpfe 29b anzupassen sind die Strömungsverteilerplatten 30 an der den anzusetzenden Strömungsverteilerköpfen 29 zugewandten Seite mit jeweils einer Ausnehmung 72 versehen, in die ein austauschbarer Einsatzteil 73a bzw. 73b zur Anpassung an die jeweils benutzte Art von

Strömungsverteilerköpfen 29a bzw. 29b einzusetzen ist. Zur Benutzung in Verbindung mit

Strömungsverteilerköpfen 29a ist ein Einsatzteil 73a gemäß Figur 13 bis Figur 15 vorzusehen. Da bei Anordnung zweier Reihen von Membranfilter-Modulen 27 die Strömungsverteilerköpfe 29a so anzusetzen sind, daß sie mit ihrem Strömungskana* 60 kleineren Querschnitts einander zugewandt sind, enthält der Einsatzteil 73 in seinen beiden äußeren Bereichen je einen Durchlaß 74, der etwas schräg geführt ist, um die Höhenanordnung des Strömungskanals 59 in den angesetzten Strömungsverteilerköpfen 29a an die Höhenanordnung des jeweiligen Anschlusses 32 für Flüssigkeitsumlauf anzupassen. Im mittleren Teil des Einsatzes 73a erster Art sind zwex Verbindungsöffnungen 75 für die Strömungskanäle 60 der beiden angesetzten Strömungsverteilerköpfe 29a gebildet, die - wie Figur 14 zeigt - in einen mittleren Anschluß 76 übergehen, der zum Filtratauslauf 33 bzw. zum Be- und Entlüftungsanschluß 34 führt. Alle Durchlässe. Verbindungsöffnungen und der mittlere Anschluß sind mit Dichtungselementen so umgeben.

Bei dem Einsatzteil 73b zweiter Art ist die Ausbildung für den Anschluß zweier Strömungsverteilerköpfe 29b zweiter Art (Figur 9 und 10) abgestimmt. Auch in diesem Fall sind die Durchlässe 74 im Sinne der Figur

18 (im umgekehrten Sinne wie im Beispiel der Figur 15 abgeschrägt). Die Verbindungsöffnungen 75 liegen in diesem fall im oberen Teil des Einsatzteiles 73b. Zur Anpassung an den Filtratauslauf 33 bzw. den Be- und Entlüftungranschluß 34 ist im Einsatzteil 73b zweiter Art der mittlere Anschluß 76 dreieckförmig ausgebildet.

Wie Figur 19 zeigt, ist die Endzugplatte 38 im dargestellten Beispiel für vertikale Anordnung vorgesehen, wobei sie nur je ein Auge 77 für die obere und die untere Trag- und Spannstange 37 (Figur 1 und 2) als Durchbrechungen trägt, während der eine Teil ringförmige Aufnahmenuten 80 für Dichtungsringe trägt, um eine Abdichtung gegenüber den Strömungskanälen 59 und 60 des letzten Strömungsverteilerkopfes 29 aufweist. Der andere Teil der Endzugplatten 38 hat eine glatte geschlossene Oberfläche, weil sich die Dichtungsringe des letzten Strömungsverteilerkopfes gegen sie setzt.

Ähnliche Ausbildung wie die Endzugplatte 38 haben auch die Zwischenzugpiatten 37 gemäß Figur 20, wobei allerdings außer den Augen 77 auch Durchlässe 78 entsprechend den Strömungskanälen 59 und Durchlässe 79 entsprechend den Strömungskanälen 60 der zu beiden Seiten angesetzten Strömungsverteilerköpfe 29 vorgesehen sind. Die in den Figuren 19 und 20 gezeigten Endzugplatte 38 und Zwischenzugplatte 37 sind zur Benutzung in Verbindung mit Strömungsverteilerköpfen 29a erster Art gemäß Figur 7 und 8 vorgesehen. In Verbindung mit Strömungsverteilerköpfen 29b zweiter Art sind abgewandelte Zwischenzugplatten 37 und Endzugplatte 38 vorzusehen.

Im Betrieb des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Membranfiltergerätes 21 wird ein ständiger Umlauf des zu behandelnden Gutes, beispielsweise von Wein von der Umwälzpumpe 24 aufrechterhalten. Das von der Umwelt&pumpe 24 geförderte Gut kann beispielsweise über die oberen Strömungsverteilerköpfe 29 zugeführt werden, und zwar die Anschlüsse 32 der oberen Strömungsverteilterplatte 30, während das zurücklaufende Gut von den unteren

Anschlüsse 32 der unteren Strömungsverteilerplatte 30 zur Umwälzpumpe 24 zurückgeführt wird. Werden Strömungsverteilerköpfe 29a gemäß Figur 7 und 8 benutzt, dann erfolgt in der oberen Reihe von Strömungsverteilerköpfen die Verteilung des zu behandelnden Gutes über die Kammern 62 auf die mittigen Zulasse 42 der Membranfilter-Module 27 und von dort durch die inneren Durchlässe der Kapillaroder Hohlfasermembranen 41 um am unteren mitteleren Zugang 42 in die Kammer 62 der unteren Reihe von Strömungsverteilerköpfen 29a zu gelangen, um von dort in den Durchlässen 59 gesammelt zu werden. Das Filtrat

der Membranfiltermodule 27 in die ringförmigen Kammern 63 der oberen Reihe von Strömungsverteilerköpfen 29a abgezogen und in deren Strömungskanal 60 gesammelt, um über die an die obere Strömungsverteilerplatte angesetzte Armatur als Endprodukt abgegeben zu werden.

Werden stattdessen Strömungsverteilerköpfe 29b gemäß Figur 9 und 10 eingesetzt, dann erfolgt der Strömungsumlauf durch das Filtergehäuse 28b an der Außenseite der Kapillar- oder Hohlfasermembran 41 vorbei, während das Filtrat an den zentralen Zugängen der Membranfilter-Module 27 abgezogen und ebenfalls über dia Strömungskanäle 60 gesammelt und über die

die an die obere Strömungsverteilerplatte 30 angesetzte Armatur abgegeben wird.

Die in den Figuren 1 und 2 an die obere Strömungsverteilerplatte 30 angesetzte Armatur könnte ebenso gut auch an die untere Strömungsverteilerplatte 30 angesetzt werden.

Die abgezogene Filtratmenge wird durch die Förderpumpe

nAar gnai connmno 25 SUS dsüi FlÜ2Si"iCSitSh>ShiältSIT 23 in den Flüssigkeitsumlauf nachgefördert. Die während des Betriebes dadurch auftretende zunehmende Konzentratin von Trubstoffen in der in Umlauf geführten Flüssigkeit macht es erforderlich, den Betrieb von Zeit zu Zeit zu unterbrechen, um das Gerät zu entleeren und zu reinigen. Es ist mit dem dargeteilten Gerät aber auch möglich, einen Teil der in Umlauf geführten Flüssigkeit aozuziehen und zusammeln oder einem anderen Filtergerät zuzuführen.

öl

36
Bezugszeichenliste:

21 Membranfilter-Gerät &idigr;_&ggr;

22 Geräterahmen j§'

23 Flüssigkeitsbehälter .^:

24 Umwälzpumpe Ü

25 Förderpumpe I

26 Filtereinrichtung

27 Membranfilter-Modul :'_:\ 28a, b Filtergehäuse

29/ a, b Strömungsverteilerkopf

30 Strömungsverteilerplatten

31 Trägerr&nmen für 30

32 Anschlüsse für Flüssigkeitsumlauf

33 Filtratauslauf

34 Be- und Entlüftungsanschluß

35 Aufnahmebohrungen

36 Trag- und Spannstangen

37 Zwischenzugplatten

38 Endzugplatte

39 Spannvorrichtung

40 Spannschraube

41 Kapillar- oder Hohlfaeer-Membranen

42 zentraler Zugang

43 ringförmiger Zugang 44a, b innere Manschette 45a, b äußere Manschette

46 Innenraum

47 Pfropfen

48 O-Ring-Dichtung

49 konische Hand

50 Freiraum

51 äußere Umfangefläche von 45a bzw. 45b

52 Ringdichtung

53 Abstandshalter

54 Edelstahlring

55	Strömungsbecher
55a	Wendel
55b	Rippen umfänglich
55c	fischgrätenförmige Rippen
55d	Umfangsrippen
56	Aufnahmeöffnung
57	Seitenflächen
58	Seitenflächen
59	Strörouiigskanal großen Querschnitts
60	Strömungskanal kleineren Querschnitts
31	Inneraaanschette
€2	zentrale Kammer
63	Ringkamnser
64	Umfangsw&ßä
65	Edelstahlringe
66	Edelstahlringe
67	Auge
68	Aseptik-Dichtungsring
69	Zwischenkanal
70	Zwischenkanal
71	Ausschnitt
72	Ausnehmung in 30
73a	Einsatzteil
73b	Eineatzteil
74	Durchlaß
75	Verbindungsöffnung
76	mittlerer Anschluß
77	Auge
78	Durchlaß
79	Durchlaß
80	Aufnahmenut für Ringdichtung

Claims

Schutzanaprüche

1.) Membranfiltervorrichtung zur Mikro- und Ultrafiltration von Fluiden im Crossflow-Verfahren mit mindestens einem Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen in Form eines Bündels in einem rohrförmigen FiJ,tergehlUise enthaltenden Membranfilter-Hodul mit einem Paar von an beiden Enden des Filtergehäuses ar.f®set3!tsn StrömimgsvertsiisrHöpfien und an die Strömungsverteilerköpfe anzusetzenden, die Leitungsanschlüsse zu den erforderlichen Betri&csadarichtuagen zur Aufrechterhaltung des gesteuertes! Fluid-üEslanfs <3wrch &aacgr;&» Membranfilter-Modu?., zur gesteuerten Nachfuhr von zu behandelndem Fluid sowie zur Abfuhr des Filtrats und der ab£ilcri«srten Stoffe tragenden Strömungsverteilerplatten, gekennzeichnet durch die Merkmale:

a) An beiden stirnseitigen Enden des das Bündel von Kapillar- bzw. Hohlfasermembranen (41) aufnehmenden Filtergehäuses (28a, 28b) sind je zwei leckdicht voneinander getrennte, aber beide an der jeweiligen Stirnseite des Filtergehäuses (28a, 28b) angeordnete Zugänge (42, 43) gebildet;

b) an jeder Stirnseite des Filtergehäuses (28a, 28b) führt der eine Zugang (43) auf die durch Vergießen oder Verschweißen dicht zusammengefaßte, aber die Strömungsverbindung zum Inneren der Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen (41) offen lassends Bündelstirnfläche/ während der zweite stirnseitige Zugang (43) mit dem Innenraum (46) des Filtergehäuses (28a, 28b) ) und der diesem Innenraum zugewandten Außenseite der

3

Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen (41) in

^ Verbindung steht;

&idiagr; c) die an die beiden Enden des Filtergehäuses

'!& (28a, 28b) angesetzten, die Verbindungskanäle

^ zu den stirnseitigen Zugängen (42, 43) des

A Filtergehäuses (28a, 23b) enthaltenden

H Strömungsverteilerköpfe (29) sind hinsichtlich

der Ausbildung ihrer Verbindungakanäle in

% unterschiedlichen Ausbildungen vorgesehen und

% austauschbar, während die Strömungsverteiler

platte (30) an die unterschiedlichen Ausbildungen der Strömungsverteilerkivfe (29)

';■■' anpaebar ist, derart, daß wahlweise die auf die

; Stirnseiten des Bündels von Kapillar- bzw.

Hohlfaser-Membranen führenden Zugänge (42) im Umlaufweg für das (Infiltrat angeordnet und die mit dem Inneren des Filtergehäuses (28a, 28b) verbundenen Zugänge (43) an die Abzugleitung für das Filtrat anschließbar sind oder wahlweise die auf die Stirnseiten des Bündels von Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen (41) führenden Zugänge (42) an die Abzugleitung für das Filtrat anachließbar und die mit dem Inneren des Filtergehäuses (28a, 28b) verbundenen Zugänge (43) im Umlaufweg für das Unfiltrat angeordnet sind.

2.) Membranfiltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jedes der stirnaeitigen Zugänge (42, 43) des Filtergehäuses (28a, 28b) ein freier Raum gebildet ist, wobei je nach Wahl der Strömungsverteilerköpfe (29a, 29b) die auf die Stirnseiten des Bündele von Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen (4) führenden Räume (62) als Verteilerräum und Sammelraum für das durch die Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen

geführte Unfiltrat und die mit dem Inneren des Filtergehäuses (28a, 28b) verbundenen Räume (50, 63) als Sammelraum für das Filtrat oder wahlweise die auf die Stirnseiten des Bündels von Kapillaroder Hohlfasern-Membranen (41) führenden Räume (62) als Sammelraum für das Filtrat und die mit dem Inneren des Filtergehäuses (28a, 28b) verbundenen Räume (50, 63) als Verteilerraum und Sammelraum für das an der Außenseite der Kapillaroder Hohlfaser-Membranen (41) vorbei durch den Innenraum (46) des Filtergehäuses geführte Unfiltrat anschließbar sind.

3.) Membranfiltervorrichtung nach Anspruch 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Bündelstirnflächen führendem Zugänge (42) etwa mittig an jeder Stirnseite des Filtergehäuses 28a, 28b) angeordnet und von je einer ringförmigen Manschette (44a, 44b) umgeben sind, die sich axial einwärts erstreckend im jeweiligen Endbereich des Filtergehäuses fest angebracht ist, während der zum inneren des Filtergahäuses führende zweite Zugang (43) an jeder Stirnseite des Filtergehäuses (28a, 28b) in einem Ringbereich zwischen der inneren Manschette (44a, 44b) und einer in die Umfangswand des Filtergehäuses (28a, 28b) übergehenden, äußeren Manschette (45a, 45b) gebildet ist.

4.) Membranfiltervorrichtung nach Anspruch 2 oder

3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Manschette (44a, 44b) im wesentlichen gleichen Innenquerschnitt wie der rohrförmige Mittelteil des Filtergehäuses (28a, 28b) aufweist und die Außenmanschette (45a, 45b) zusammen mit einem Übergangsstück (49) in jedem Endbereich des

rohrförmigen Filtergehäuses (28a, 28b) einen gegenüber dessen rohrförmigen Mittelteil aufgeweiteten Abschnitt bildet, wobei jede innere Manschette (44a, 44b) an ihrem inneren Ende einen ringförmigen Durchlaß zwischen dem Innenraum in jedem aufgeweiteten Abschnitt (49, 50) und dem Innenraum im Mittelteil des Filtergehäuses (28a, 28b) freiläßt.

5.) Membranfiltermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Membranbündels in der einen und der anderen inneren Manschette (44a, 44b) des Filtergehäuses (28a, 28b) mit einer elastischen Vergußmasse leckdicht vergossen oder in einem Plastomer leckdicht verschweißt sind, während an beiden Enden des Filtergehäuses (28a, 28b) der Freiraum zwischen der inneren und der äußeren Manschette auf die Außenseite der im inneren des Filtergehäuses (28a, 28b) angebrachten Kapillarbsw. Hohlfaser-Membranen (41) führt.

6.) Membranfiltermodul nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Manschette (44a, 44b) gegenüber der im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des Filtergehäuses liegenden Endebene der äußeren Manschette (45a, 45b) axial vorsteht.

7.) Membranfiltermodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Manschette (44a, 44b) auf ihrem axial vorstehenden Teil wenigstens eine außenliegende Dichtung (48) für Abdichtung im Strömungsverteilerkopf (29) trägt.

8.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des zwischen der inneren Manschette (44a, 44b) und der äußeren Manschette (45a, 45b) gebildeten Zuganges (43) bzw. Ringraumes (50) etwa 30% bis 75% der von der inneren Manschette (44a, 44b) umgebenen Querschnittsfläche ausmacht.

9.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Ringspalt der zwischen dem inneren Ende der inneren Manschette (44a, 44b) und der Innenfläche des ringförmigen Mittelteiles im Filtergehäuse gebildet ist, eine axiale Länge aufweist, die etwa 30% bis 7 5% des Innendurchmessers des rohrförmigen Mittelteils beträgt.

10.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche des Filtergehäuses Strömungsbrecher (55) in Form mindestens einer radial einwärts vorstehenden Wendel (55a) oder radial einwärts vorstehender Prallriegel (55b, 55c) oder radial einwärts vorstehender Ringe (55d) angebracht sind.

11.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Filtergehäuse (28b) aus Kunststoff die innere Manschette (44b) durch nicht produktberührende Edelstahlringe verstärkt ist.

12.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Filtergehäuse (28b) aus Kunststoff die äußere

Manschette durch nicht produktberührende Edelstahlrings verstärkt ist.

13.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (28a, 28b) mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist.

14.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch ein Paar von Strömungsverteilerköpfen (29) von den jeder an einer Stirnseite eine Aufnahmeöffnung (56) zum Einführen eines Endes des Filtergehäuses (28a bzw. 28b) und zwei einender entgegengesetzt liegende parallele Seitenflächen aufweist, zwischen denen sich rechtwinklig zur Aufnahmeöffnung (56) für ein Ende des Filtergehäuses (28a, 28b) angeordnete Strömungskanäle (59, 60) erstrecken, wobei die Aufnahmeöffnung (56) mit zwei den stirnseitigen Zugängen des Filtergehäuses (28a, 28b) entsprechenden Kammern (62, 63) versehen ist und jede dieser Kammern (62, 63) an je einen der Verbindungskanäle (59, 60) angeschlossen ist.

15.) Membranfiltervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (56) für das Filtergehäuse durch eine Innenmanschette (61) in die beiden Kammern, nämlich eine Zentralkammer (62) und eine Ringkaromer (63) unterteilt ist, wobei in zusammengesetztem Zustand von Filtergehäuse (28a, 28b) und Strömungsverteilerkopf (29) die Innenmanschette (61) des Strömungsverteilerkopfes (29) die axial vorstehende innere Manschette (44a, 44b) des Filtergehäuses (28a, 28b)

8 !

abgedichtet umgreift und die raanschettenartige

Umfangswand (64) des Strömungsverteilerkopfes ,.

(29) mit einer Dichtung auf die Umfangsflache der /'_

äußeren Manschette (45a, 45b) des Filtergehäuses |j

(28a, 2 3b) greift. ||

Si 16.) Membranfiltervorrichtung nach Anspruch 14 oder &idiagr;

15, dadurch gekennzeichnet, daß die

Aufnahmeöffnung (56) der Strömungsverteilerköpfe c>

(29) und jedes Ende des Filtergehäuses (28a, 28b) zu begrenzter, gegenseitiger axialer

Verschiebbarkeit, unter voller Aufrechterhaltung

der Abdichtungen und der Strömungsverbindungen ausgebildet sind.

17.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverteilerköpfes (29) an ihren einander entgegengesetzten, parallelen Seitenflächen den Austritt der Strömungskanäle umgebende Aseptik-Dichtungen (68) aufweisen und zwar fUr jeden Strömungskanal an der einen Seitenfläche eine Aseptik-Dichtung und an der anderen Seitenfläche eine ebene, glatte Widerlagerfläche.

18.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Strömungsverteilerkopf (29) mit einem zu den Strömungskanälen (59, 60) parallel verlaufenden Auge (67) zum Aufreihen auf einer Trag- und Spannetange (36) versahen ist.

19.) Membranfiltervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein« nachgiebige, beispielsweise federnd· Spannvorrichtung (39) zum gegenseitigen Zusammendrücken der auf die

Trag- und Spannstange (36) aufgereihten Strömungsverteilerköpfe (29) vorgesehen und zur Einstellung einer vorher festgelegten gegenseitigen Anpreßkraft an den Strömungsverteilerköpfen (29) ausgebildet ist.

20.) Membranfiltervorriahtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19» dadurch gekennzeichnet« daß die

rköpfS' (25) mit je rwei von XScfis %'·&igr; Seitenfläche durchgöhas-dsn. Strömvmgskanälen, nämlich einem Unfiltrat-Strömungskanal (59) größeren Querschnitts und einem Filtrat-Strömungskanal (60) kleineren Durchschnitts ausgebildet sind.

21.) Membranfiltervorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch zwei unterschiedliche Ausfuhrungen der Strömungsverteilerköpfe (29), nämlich:

Strömungsverteilerköpfe (29a) erster Art, bei welchen der Unfiltrat-Strömungskanal (59) größeren Querschnitts in Verbindung mit der Zentralkammer (62) der Aufnahmeöffnung (56) und der Filtrat-Strömungskanal (60) kleineren Querschnitt mit der Ringkammer (63) in der Aufnahmeöffnung (56) steht sowie Strömungsverteilerköpfen (29b) zweiter Art, bei welchen der Unfiltrat-Strömungskanal (59_) größeren Querschnitts mit der Ringkammer (63) in der Aufnahmeöffnung (56) und¹, der Filtrat-Strömungekanal (60) kleineren Querschnitts mit der Zentralkammer (62) in der Aufnahmeöffnung (56) verbunden sind.

22.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, gekennzeichnet durch

• · &igr; &igr; t &igr;

• · I

• · t

10 Strömungsverteilerköpfe (29) aus Edelstahl.

23.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, gekennzeichnet durch Strömungsverteilerköpfe (29) aus gegenüber dem zu filtrierenden Fluid inertem Kunststoff beispielsweise Polyolefin.

24.) Membranfiltervorrichtung nach Aaspsrush 23, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kunststoffausführung de© Strömungsverteilerkopfes (29) die Xnnanmanechette (61) und bzw. oder die manschectenartige ustfangswana (64) der Aufnahmeöffnung HS) mit einem ringförmigen Verstärkungeelement (65, &5) aus Metall, vorzugsweise Edelstahl, versehen ist, das vorzugsweise in das Produkt nicht berührender Woise in die Innenmanschette (61) bzw. die mansche?*vtenartige Umfangswand (64) eingelagert ist.

25.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, gekennzeichnet durch eine an das» eine Ende von aneinandergereihten Strömungsverteilerköpfen (29) angesetzte Strömungsverteilerplatte (30) die aus einem fest mit der Anlage (Merabranfilter-GerÄt 21) verbundenen und die Leitungsanschlüsse (32, 33) tragenden Teil und einem austauschbaren, auf die jeweilige Art der benutzten

Strömungsverteilerköpfe (29a, 29b) angepassten Einsatzteil (73a, 73b) besteht.

26.) Membranfiltervorrichtung zur Mikro- und Ultrafiltration von Pluiden im Crossflow-Verfahren mit einer Mehrzahl von

jeweils ein Bündel von Kapillar- oder Hohlfaser-Membranen enthaltenden Membranfilter-Modulen mit an jedem Ende ihres rohrförmigen Filtergehäuses angesetztem Strömungsverteilerkopf, dadurch gekennzeichnet/ daß die Strömungsverteilerköpfe (29) unter ParaileläriGXdsiung Φ#&khgr; Mecihranfilter-Module (27) entsprechend ihrer paarweisen Anbringung an den Membranfilter-Modulen (27) in zwei Reihen nebeneinander aufgereiht und mittels Trag- und Spannstangen (36) und nachgiebiger Anpreßvorr.ichtungen (39/ 40) gegeneinander abdichtend zusammengehalten sind, wobei an das eine Ende dieser beiden Reihen von Strömungsverteilerköpfen (29) ein Paar von Strömungsverteilerplatten (30) und an das andere Ende eine die durchgehenden Kanäle der Reihe von Strömungsverteilerköpfen (29) verschließende Endzugplatte (38) angesetzt sind/ wobei ferner der von den Membranfilter-Modulen (27) eingenommene axiale Abstand zwischen den beiden Reihen von Strömungsverteilerköpfen (29) am einen Ende dieser Reihen durch das Paar von starr miteinander verbundenen Strömungsverteilerplatten (30) und am anderen Ende der beiden Reihen durch eine EndzuTplatte (38) festgelegt ist.

27.) Membranfiltervorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daö di/? Endzugplatte (38) mit Dichtungseinrichtungen zum Abschließen der die Reihen von Ströraunga^erteilerköpfen (29) durchsetzenden Strömungskanäle versehen ist.

28.) Membranfiltervorrichtung nach Anspruch 26 und 27/ dadurch gekennzeichnet, daß in die beiden Reihen von Strömungsverteilerköpfen (29) den

von den Membranfilter-Modulen (27) besetzten gegenseitigen freien Abstand sichernde Zwiachenzugplatten (37) eingesetzt sind/ die mit die Strömungskanäle (59, 60) der Strömungsverteilerköpfe (29) fortsetzenden Bohrungen (78, 79) und an ihren Oberflächen mit Dichtungseinrichtungen für die Strömungekanäle (59, 60) versehen sind.

29.) Membranfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch eine geradzahlige Anzahl von Reihen von nebeneinander parallel angeordneten Membranfilter-Modulen (27) und jeweils einem Paar von Strömungsverteilerköpfen (29) die jeweils einen durchgehenden Unfiltrat-Strömungskanal (59) und einen durchgehenden Filtrat-Strömungskanal (60) enthalten, wobei die Strömungsverteilerköpfe benachbarter Reihen mit ihren Filtrat-Strömungskanälen (60) einander zugewandt angeordnet sind.

30.) Membranfilter-Modul zum Einsatz in Membranfiltervorrichtungen zur Mikro- und Ultrafiltration von Fluiden im Crossflow-Verfahren, wobei an jedes Ende des rohrförmigen Filtergehäuses des Membranfilter-Moduls ein Strömungsverteilerkopf anzusetzen ist und die Strömungsverteilerköpfe zur Bildung einer Reihe von nebeneinander im wesentlichen parallel angeordneten Membranfiltermodulen aneinander zu reihen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden stirnseitigen Enden des das Bündel von Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen (41) aufnehmenden Filtergehäuses (28a, 28b) je zwei leckdicht voneinander getrennte aber beide an der jeweiligen Stirnseite des Filtergehäuses

angeordnete Zugänge gebildet sind, und zwar ein zentraler stirnseitiger Zugang (42) der auf die durch Vergießen oder Verschweißen dicht zusammengefaßte, aber die Strömungsverbindung zum Inneren der Kapillar- bzw. Hohlfaser-Membranen (41) offenlassende Bündelstirnfläche führt, während der zweite stirnseitige Zugang (43) den zentralen Zugang (42) ringförmig umgibt und leckdicht abgeschlossen an der Bündelstirnfläche

Hohlfaser-Membranen (41) aufnehmenden Innenraum des Filtergehäuses (28a, 28b) führt.