RELIABILITY AND PERFORMANCE IN FILTRATION
 

Lebensmittel

Die Anforderungen an Filterplatten in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sind vielfältig: Hohe TS-Gehalte, optimale Waschergebnisse und gleichmäßiger Kuchenaufbau werden gefordert. Klinkau Filterplatten werden in einer Vielzahl von Anwendungen erfolgreich eingesetzt. Man findet Klinkau Produkte häufig bei der Zucker- Stärke- Bier- Whisky- Wein- Weinhefe- Bäckerhefe- Milchfette- und Speiseölfiltration. Dementsprechend sind die Filterelemente je nach Anwendung hohen als auch niedrigen Temperaturen, bis unter 0 °C, ausgesetzt. Bei niedrigen Temperaturbereichen ist speziell bei den eingesetzten Membranwerkstoffen ein hohes Maß an Elastizität erforderlich.

Anwendungen Lebensmittel Details

Zuckerindustrie

In der Zuckerindustrie wird ein TS-Gehalt von mindestens 70% bei einem Restzuckergehalt im Filterkuchen von maximal 0,5% gefordert. Diese hohe Extraktionsrate soll mit einem Waschwasservolumen erreicht werden, welches das Kuchenvolumen nicht übersteigt. Bei Zykluszeiten von 12 bis 30 Minuten im 24-Stunden-Betrieb und Arbeitstemperaturen zwischen 80°C und 85°C werden die Membranen stark belastet. Klinkau Membranfilterelemente werden sowohl in verschweißter als auch in auswechselbarer Ausführung erfolgreich in der Zuckerindustrie eingesetzt.

Mittlerweile werden Membranfilterplatten auch bei der Filtration von Zuckerersatzstoffen, wie zum Beispiel Aspartame, verwendet. Diese spezielle Anwendung, die bei der Filtration bei sehr tiefen Temperaturen stattfindet, erfordert unter anderem eine hohe Chemikalienresistenz des eingesetzten Membranwerkstoffes. Die zu filtrierenden Trüben enthalten zum Teil sehr hohe Salzsäurefrachten.

Maischefiltration

Nicht aufgeschlossene Schrotrückstände werden durch schonende Filtration bei hoher Extraktqualität und Ausbeute vom Malzextrakt getrennt. Hierfür werden Membranfilterelemente mit hoher Wascheffizienz, spezieller Anordnung der Waschwasserverteilung und speziellen Einlaufkonfigurationen benötigt. Die von Klinkau eingesetzten Membranfilterelemente reduzieren den Waschwasserverbrauch erheblich und können somit auch im High - Gravity - Brauverfahren eingesetzt werden. In der Maischefiltration sind die Membranfilterplatten permanent Temperaturen zwischen 75°C und 80°C ausgesetzt. Die Werkstoffauswahl hat daher in Bezug auf die Wärmealterungsbeständigkeit höchste Priorität.

Palmölfiltration

Raffiniertes, gebleichtes Palmöl wird in einem Kristallisationsprozess auf etwa 20°C gekühlt. Dabei kristallisieren die gesättigten Fettsäuren aus. Die Kristallsuspension wird anschließend filtriert, wobei die Ausbeute an flüssigem Olein entscheidend ist. Während der Filtration von Speiseölen kommt es zu extrem hohen elektrostatischen Aufladungen, die zu regelmäßigen Membranschäden führen. Für die Palmölfiltration hat Klinkau einen speziellen antistatischen Membranwerkstoff mit exzellentem Flex -Verhalten entwickelt. Dieser Werkstoff steht für eine sichere Arbeitsumgebung und ist für die Lebensmittelindustrie gemäß LMBG geprüft (Deutsches Gebrauchsmuster DE 29818048U1).

Durch Erdung der antistatischen Membranen werden die elektrostatischen Aufladungen abgeleitet und Membranschäden vermieden. Ein gleichmäßiger Kuchenaufbau hat wesentlichen Einfluss auf das Nachpressergebnis und somit auf die Wirtschaftlichkeit. Die stütznockenfreie Filterfläche und Noppenprofilierung des Membranträgers der Klinkau Membranfilterplatten tragen erfolgreich dazu bei. Alle Klinkau Membranplatten und Plattenelemente sind in dieser Ausführung erhältlich. Der antistatische Membranwerkstoff ist außerdem für explosionsgeschützte Produktionsbereiche geeignet. Klinkau ist für die Herstellung von Membranfilterelementen für ATEX Zone 0 zertifiziert.

Klinkau Membranfilterplatten mit antistatischen Membranen werden auch in der Doppelfraktionierung von Weichstearinen eingesetzt. Die Kristallisationstemperaturen können hierbei bis zu 55°C betragen. Membranen aus herkömmlichen Werkstoffen zeigen bei diesen Bedingungen erhebliche Quellung.

Ein Sonderfall der Fraktionierung ist die Herstellung von Palmkernöl, bei der im Gegensatz zur herkömmlichen Palmölfraktionierung der Stearinkuchen das gewünschte Produkt ist. Um eine möglichst niedrige Jodzahl des Stearins zu erreichen, muss das enthaltene Olein so quantitativ wie möglich ausgepresst werden. Daher werden die Filterelemente in einer Spezialausführung mit einem Nachpressdruck von bis zu 30 bar betrieben, bei einer Anwendungstemperatur unterhalb 10°C. Die Kuchenkammer wird auf 25 mm limitiert, hierfür hat sich die Kombination der Membranplatte mit einer Filterplatte besonders bewährt. Aufgrund der sehr hohen Viskosität der zu filtrierenden Trübe verwendet Klinkau speziell gestaltete Doppel – Einläufe.

Reiskeimöl

Reiskeimöl durchläuft einen Winterisierungsprozess, bei dem durch Kühlen bis zu +4°C die enthaltenen Wachse ausgefällt werden. In einem anschließenden Filtrationsprozess werden die Wachspartikel vom Öl getrennt. Die bisherigen Filtrationstechnologien basierten auf der Zudosierung von Filterhilfsmitteln und einem "Coaten" des Filtermediums vor Beginn der Filtration. Dadurch, dass bisher Platten und Rahmen Systeme zur Filtration verwendet wurden, waren die Ausbeuten an Öl gering, der Filterhilfsmittelverbrauch hoch und damit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens eingeschränkt.

Mit einen eigens dafür abgestimmten Filtrationsprozess mit Membranfilterelementen kann auf das "Coating" verzichtet werden, die gekühlte Wachssuspension kann direkt mit einem schonenden Druckaufbau filtriert werden und das anschließende Nachpressen mit der Membrane kann die in den Poren des Wachskuchens eingelagerten Ölbestandteile herauspressen. Dieses neuartige Verfahren steigert die Wirtschaftlichkeit erheblich.

Sojasauce

Die Herstellung von Sojasauce ist im Wesentlichen ein Prozess, bei dem feingeschrotetes und eingemaischtes Soja fermentiert wird. Anschließend werden die eiweißhaltigen Feststoffe vom eigentlichen Extrakt abgetrennt. Der Einsatz einer Membranfilterplatte ist sinnvoll, da der Filterkuchen sehr stark kompressibel ist. Bei Nachpressdrücken von über 10 bar lassen sich die Filterkuchen auf über 50% entwässern. Um den Sojasaucen – Extrakt verkaufsfähig zu machen, werden in einer anschließenden Polishing – Filtration die feinstverteilten Trübstoffe isoliert. Für diesen Prozess wurden von Klinkau spezielle Filterelemente entwickelt, die als Filterturm angeordnet sind.

Hefe

Ausgewählte Hefestämme werden in zuckerhaltigen Nährlösungen bei pH – Werten von 4-5 kultiviert, je nach Hefestamm bei Temperaturen von +2°C bis +5°C. Durch die schnell wachsenden und sich vermehrenden Hefezellen wird die Suspension zunehmend viskoser, bis zu 20% TS. Die Hefetrübe wird anschließend in Membranfilterpressen abfiltriert und der Hefekuchen ausgepresst, wobei der Feststoffgehalt des Kuchens variabel je nach Weiterverarbeitung von 30 % bis zu 38 % gesteigert wird. Der TS-Gehalt des Filterkuchens wird über den Nachpressdruck und die Nachpresszeit reproduzierbar eingestellt. Neben den mechanischen Anforderungen ist das Membranplattendesign von großer Bedeutung, da aufgrund der hohen Hygieneanforderungen in dieser Anwendung die Filterelemente häufig gereinigt werden müssen. Die für die CIP-Reinigungsflüssigkeiten unzugänglichen Stellen in der Filterplatte müssen daher vermieden werden. Klinkau verwendet bei dieser Anwendung spezielle copolymere Polypropylene, welche die Wechselbiegespannungen bei diesen tiefen Temperaturen problemlos widerstehen. Dies führt zu einer langen Lebensdauer der eingesetzten Membranfilterelemente.