Verfahrenstechnik 10/2023

KOMPONENTEN UND SYSTEME
SILOAUFSATZFILTER MIT NEUEM ANSATZ
DIE STAUBFÄNGER – TEIL 1
Ein Förderer- und Filterspezialist überrascht die Schüttgutbranche mit
einem neuen Siloaufsatzfilter. Während viele Geräte mit größeren Filterflächen
zu punkten versuchten, wagte das Unternehmen einen neuen
Ansatz: Wie lässt sich die Filtrationseffizienz steigern, ohne die Filterfläche
zu vergrößern? Die Antwort lesen Sie in unserem Zweiteiler.
DIE FILTERELEMENTE ARBEITEN
NACH DEM PRINZIP DER OBER-
FLÄCHENFILTRATION
Mithilfe der Nanofasertechnologie entwickelte das
Unternehmen WAM ein Filtermedium mit bemerkenswerten
Eigenschaften: Deutliche Verbesserung
beim Reststaubgehalt, geringerer Energieverbrauch
beim Abreinigen und längere Lebensdauer des Filterelements.
Mittlerweile stellen Filterelemente mit Nanofasern laut WAM die
Benchmark für Staubfiltersysteme dar. Sie erhöhen nicht nur die
Wirtschaftlichkeit durch verringerte Filterflächen, sondern sie
ermöglichen auch den Einsatz kleinerer Gehäuse und benötigen
weniger Druckluft beim Abreinigen.
Trotz, oder vielleicht auch wegen des Erfolgs, entschloss sich
das Unternehmen den Forschungseinsatz weiter hochzuhalten.
Das Ergebnis ist der Silotop Polytube, der auf der Powtech vorgestellt
wurde und mit einer gänzlich neuen Konstruktion aufwartet.
Er soll seinen Vorgänger Silotop Zero jedoch nicht ersetzen,
sondern sinnvoll ergänzen. Warum beide Siloaufsatzfilter ihre
eigenen Einsatzbereiche haben, wird ersichtlich, wenn man sich
mit dem Thema Abreinigen von Filterelemente auseinandersetzt.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Das Ziel eines Filters ist es, möglichst viele Partikel aus der staubbeladenen
Luft abzuscheiden. Die Filtrationsgeschwindigkeit
wird dabei durch die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums und
das Luftvolumen bestimmt. Als Ergebnis steht der Abscheidegrad
des Filtermediums, der somit maßgeblich die Effizienz des eingesetzten
Filters bestimmt.
Allerdings können im Zeitablauf eine ungenügende oder ausbleibenden
Abreinigung sowie eine Alterung des Materials die
Luftdurchlässigkeit und damit den Abscheidegrad verschlechtern.
Somit stellt eine effektive Abreinigung der Filterelemente
die Funktionsfähigkeit des Filtersystems sicher. Bisher haben Filterhersteller
versucht in möglichst kleinen Gehäusen möglichst
01 Überblick: Das System sitzt oben auf dem Silo
02 Macht sich schlank: Die einzelnen Komponenten sind
platzsparend übereinander angeordnet
03 Die Besonderheiten des Filtersystems sehen Sie nicht auf
Anhieb, sind die doch zum Teil auf Nanoebene und gefaltet
große Filterflächen zur Verfügung zu stellen. Die Entwicklung der
Filtrationstechnologie hat deswegen in den letzten Jahren zur
Herstellung von gefalteten Filterelementen in Form von Patronen
geführt. Sie punkten mit einer vielfach größeren Filterfläche und
niedrigeren Kosten aufgrund einer besseren Raumausnutzung.
Die Patrone besteht aus einer dünnen Schicht Filtermaterial, das
durch Faserhaftungsprozesse versteift wird. Dadurch kann es verformt
oder auch gefaltet und an einem starren Träger fixieren
werden.
Nachteil dieser Filterelementgeometrie ist die Reinigungseffizienz.
Je kleiner der Winkel der Falte, desto schlechter lässt sich
Staub aus den Innenräumen zwischen den Falten entfernen.
Während also bei Taschen- und Schlauchfiltern mit glatten Filterelementen
die Nutzfilterfläche der nominalen Filterfläche entspricht,
ist diese bei Patronenfiltern geringer. Der kleine Faltwinkel
verhindert, dass alle Staubablagerungen abgereinigt werden
können. Das Filterelement setzt sich mit der Zeit immer mehr zu.
In der Grafik sieht man, dass Medien mit weiter Faltung einen
größeren Zwischenraum besitzen als jene mit einer vergleichsweisen
engen Faltung.
Hinzukommt, dass die Druckluftreinigung bei Filterelementen
mit enger Faltung einen gegenteiligen Effekt erzeugt: Statt die
abgefangenen Partikel nach außen zu tragen, neigen sie dazu, von
innen die Falte zu verdichten. Ist die Faltung zu eng ausgeführt,
kann es schließlich dazu führen, dass das Element nicht mehr
ausreichend abgereinigt wird und der Filter zunehmend verstopft.
DIE NÄCHSTE EVOLUTIONSSTUFE
Herkömmliche Filterelemente mit Polyestervlies funktionieren
nach dem Prinzip der Tiefenfiltration. Die Partikel werden im
Inneren des Vlieses positioniert und zurückgehalten. Die volle
Filterwirkung entfaltet sich erst, wenn das Filtermaterial mit
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