Haben Anlagenbetreiber und Anlagenbauer aus Kostengründen in der Filtration auf Beutelfiltergehäuse gesetzt, können bei gestiegenen Qualitätsansprüchen gefaltete Filterbeutel die Filtratqualität und die Standzeit gegenüber einfachen Filterbeuteln erhöhen und das ganz ohne einen kostenintensiven Umbau der Anlage. Innovative Filterprodukte bieten darüber hinaus die Vorteile von Tiefenfilterkerzen und Faltelementen in bestehenden Beutelfiltergehäusen. Noch variabler sind Anlagenbetreiber, wenn sie von Anfang an auf Beutel-Kerzenfiltergehäuse setzten, in die sich Beutelfilter und Kerzenfilterelemente einsetzten lassen. Am Beispiel einer Teilereinigungsanlage wird das deutlich.
Der Wettbewerbsdruck auf die Hersteller von Teilereinigungsanlagen ist hoch. Die Anlagen müssen kompakt sein und sollen dem Endkunden zu einem wirtschaftlichen Preis angeboten werden können. Auf Grund der günstigsten Relation von Kosten zu Durchsatzleistung sind Beutelfiltergehäuse daher oft die erste Wahl bei der Verfahrenskonzeption und der anschließenden Anlagenplanung. Ob die im Technikum beim Anlagenbauer eingefahrene Anlage aber die geforderten Kriterien an die Reinheit der Fertigungsteile erfüllt, erweist sich oft erst bei der Abnahme der Anlage beim Endkunden.
Im Fallbeispiel müssen Teile für die Automobilindustrie gereinigt werden, die nach dem Fertigungsprozess mit Spänen, Öl und Fasern behaftet sind. Nach der Reinigung müssen bauteilabhängig nicht nur die Oberflächen sauber sein, sondern zudem müssen Sacklöcher, Durchgangsbohrungen und feinste Kanäle in den Bauteilen frei von Verunreinigungen sein. Nur so ist deren ausschussfreie Weiterverarbeitung gewährleistet. Die Endabnahme der Teilereinigungsanlagen beim Kunden erfolgt zumeist über eine Restschmutzanalyse. Das standardisierte Verfahren liefert im Ergebnis die Anzahl an auf dem Bauteil verbliebenen Schmutzpartikeln pro Flächeneinheit und zudem die maximale Größe der Partikel und deren Bandbreite. Im beschriebenen Fall fiel die Restschmutzanalyse negativ aus. Die einfache Filtration mit Standardbeutelfiltern unterschiedlicher Feinheiten in Beutelfiltergehäusen genügte den Anforderungen im laufenden Produktionsbetrieb des Kunden nicht. Ein Fall, der immer wieder vorkommt. Naheliegend schien, die Problemlösung durch einen kompletten Ersatz der Filtration mit Filterbeuteln gegen eine Filtration mit Filterkerzen zu bewerkstelligen. Eine solche Maßnahme bedeutet aber einen kompletten Umbau der Anlage und ist kostenintensiv. Als Alternative wurde auch die Ergänzung um weitere Filtrationsschritte diskutiert.
Probleme sind aber der zusätzliche Platzbedarf und die Pumpenleistung. Denn der Umbau auf eine mehrstufige Filtration mit zusätzlichen, neuen Filtergehäusen zur Aufnahme von Filterkerzen - mit besserer Abscheiderate – benötigt auch die räumlichen Voraussetzungen. Wenn die vorhandene Pumpenleistung nach der Erweiterung nicht mehr ausreicht, kommen zusätzliche Probleme auf, denn dann muss für den Umbau das komplette Pumpenaggregat abgeändert werden. Deshalb haben sich die Filterexperten von Wolftechnik aus Weil der Stadt, die in engem Kontakt mit den Anlagenherstellern und mit den Endkunden stehen und deren Ansprüche kennen, hier Gedanken gemacht.
Die Fragestellung lautete: Wie können Filtratqualität und Standzeit von Beutelfiltern optimiert werden oder in vorhandenen Beutelfiltergehäusen sogar die Vorteile von Tiefenfilterkerzen und Faltelementen genutzt werden, die von ihrer Bauform her eigentlich in Kerzenfiltergehäuse eingebaut werden müssen. Die Antwort auf diese Fragestellung führte zu einer Reihe innovativer Produkte, wie den gefalteten Filterbeuteln und den LUPUS®-II-Filterelementen des Unternehmens. Mit beiden Lösungen konnten die Anforderungen der Restschmutzanalyse im hier beschriebenen Fall erfüllt werden, ohne an der Anlage oder den bestehenden Beutelfiltergehäusen etwas zu ändern. So wird beim Einsatz von 2-lagigen Beutelfiltern mit innenliegender Faltung Typ WFB-2IP neben der Standzeit gleichzeitig auch die Rückhalterate verbessert. Ein darüber hinausgehendes qualitatives Upgrade wird durch die Verwendung von Lupus®-II-Filterelementen ermöglicht, die im Vergleich zu herkömmlichen Filterbeuteln völlig neue Perspektiven für die Qualität des Filtrats und die Filterstandzeit bieten. Bestandteil der Lupus®-II-Filterelemente, die wahlweise als Tiefenfilterelemente, Faltelemente oder Multi-Layer-Faltelemente ausgeführt sind, ist ein speziell entwickeltes Adapterstück. Die Filterelemente lassen sich dadurch ohne Entfernen des Filterkorbes in die vorhandenen Beutelfiltergehäuse aller gängigen Hersteller der Größen 1 und 2 einsetzen. Das Adapterstück dichtet die Filterelemente sicher und ohne zusätzliche Umbauteile in den Druckaufnahmekörben ab.
Auch an das Filtermaterial werden Anforderungen gestellt: Im beschriebenen Fall mussten gefaltete Filterbeutel aus Polyester eingesetzt werden. Denn bei der Heißentfettung, hier mit einem wässrigen Reinigungsmedium, können nicht alle Filtermaterialien verwendet werden. Insbesondere das Standard-Polypropylen ist ab Temperaturen von 60 bis 70 Grad aufgrund seines Ausdehnungsverhaltens nicht mehr optimal geeignet. Bei noch härteren Anforderungen (Temperaturen bis 120 Grad Celsius) oder in lösemittelhaltigen Medien müssen Filter aus Glasfaser eingesetzt werden. Deshalb stellt das Unternehmen alle Filtersorten - Beutel, Faltelemente, Tiefenfilter, LUPUS®-II-Filterelemente - in entsprechenden Qualitäten aus unterschiedlichen Materialien (Polypropylen, Polyester, Nylon, Glasfaser) her. Der Einsatz eines Magnetstabs zur Vorabscheidung der Metallpartikel brachte im beschriebenen Prozess noch eine Verlängerung der Standzeit, änderte aber nichts an der Filtratqualität.
Sollte das Qualitätsziel im Anwendungsfall aber weiter ansteigen oder komplexere Bauteile gereinigt werden müssen, so wird zur Einhaltung der neuen Restschmutzanalysewerte in den bestehenden Gehäusen der Einsatz von Lupus®-II-Filterelemente unausweichlich. Gegenüber den LUPUS IISpezialprodukten wären aber im Dauerbetrieb Standardkerzenfilter deutlich günstiger im Unterhalt, da diese insgesamt eine größere Filterfläche haben und eine längere Standzeit liefern. Besser ist es deshalb, bereits bei der Planung der Anlage die richtigen Weichen zu stellen. Wenn absehbar ist, dass die Anlage zu einem späteren Zeitpunkt höhere Qualitätsanforderungen erfüllen muss - zunächst aber nicht mit Filterkerzen betrieben werden muss – empfehlen die Ingenieure und Techniker von Wolftechnik bei der Anlagenkonzeption von vornherein WTBKF-Beutel-Kerzenfiltergehäuse einzuplanen. In den Kombigehäusen können alle zuvor beschriebenen Filtermedien eingebaut werden. Es ist also ein Upgrade vom günstigen Beutelfilter bis hin zu Standardkerzenfiltern möglich. Die Mehrkosten gegenüber einer Nachrüstung auf ein Standardkerzenfiltergehäuse sind beim Endanwender nach einem Upgrade schnell amortisiert. Der oben beschriebene Anwendungsfall lässt sich auch auf andere Filtrationsaufgaben übertragen.
