Trennverfahren

Aus Projektwiki - ein Wiki mit Schülern für Schüler.
Wechseln zu: Navigation, Suche

Inhaltsverzeichnis

Einstieg

Video

Einen kurzen, unterhaltsamen Einstieg in das Thema bietet dieses Video:


Mindmap

Die unterschiedlichen Trennverfahren werden hier nach den zu trennenden Stoffsystemen eingeteilt.

Mindmap Trennverfahren Stoffgemische

Feststoff-Gemische

Feststoffgemische sind Mischungen aus verschiedenen Feststoffen. Im Bereich der Lebensmitteltechnik können das z.B. sein:

  • gemahlenes Getreide mit unterschiedlichen Korngrößen (Ausmahlungsgraden)
  • Oliven mit Blättern, Bestandteilen von Ästen oder Steinen
  • Milchpulver mit Klumpen
  • Instant-Tee mit Feinpulveranteilen
  • Nüsse in verschiedenen Größen mit Verunreinigungen wie Metallen, Fasern, Glas etc.

Klassieren

Beim Klassieren wird ein Schüttgut (Haufwerk) aus gleichartigen Stoffen aber mit unterschiedlicher Größe (z.B. gemahlenenes Getreide mit unterschiedlichen Korngrößen (Ausmahlungsgraden)) in verschiedene Fraktionen (Haufwerke mit jeweils gleicher Teilchengröße) aufgeteilt. Für das Klassieren von Feststoff-Gemischen werden eingesetzt.

Sortieren

Beim Sortieren wird ein Feststoff-Gemisch aus unterschiedlichen Stoffen (z.B. Blätter /Oliven, Steine/Getreide, Metalle/Produkt) nach der Stoffart getrennt. Dabei werden die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften der Bestandteile als Trennkriterium verwendet (z.B. die Dichte oder die Magnetisierbarkeit).


Feststoff-/Flüssigkeits-Gemische (Suspensionen)

Filtration

Filtration ist ein mechanisches Trennverfahren bei dem eine Suspension mit Hilfe eines Filtermittels in Feststoff und Filtrat aufgetrennt wird. Es wird unterscheiden zwischen

  • Siebfiltration
  • Tiefenfiltration
  • Kuchenfiltration

Vorgänge bei der Kuchenfiltration

  • Zeitlich dynamischer Ablauf
  • Filtermittel: Metallgewebe, Nadelfilze, Nylongewebe
  • Filtermittel liegt auf Lochblech bzw. Maschenrost auf
  • Eigentliche Filtration kann erst beginnen, wenn sich aus der Suspension ein ausreichend hoher Filterkuchen gebildet hat
  • Der Filterkuchen dient dabei als zusätzliches Filtermittel (Tiefenfiltration)
  • Das nur teilweise geklärte, trübe Anfangsfiltrat wird zurück in den Suspensionsbehälter gefahren bis das Filtrat klar filtriert ist
  • Druckdifferenz erforderlich
  • Zunehmende Filterkuchendicke verlangsamt die Durchflussmenge. Die Zunahme des Filtratvolumens nimmt ab (wird langsamer).
  • Kuchenabnahme wenn Kuchenschicht zu hoch, Basiskuchenschicht verbleibt.
  • Eventuell kann der Filterkuchen nach der Filtration mit Wasser gewaschen werden. Dies ist erforderlich wenn der filtrierte Feststoffkuchen möglichst rein sein soll oder das Filtrat eine wertvolle Flüssigkeit ist (z.B. Würze im Läuterbottich)

Filterhilfsmittel

Schwer filtrierbare Suspensionen bilden einen Filterkuchen, der schon bei geringer Filterkuchenhöhe flüssigkeitsundurchlässig wird, deswegen werden Filterhilfsmittel zugegeben:

  • Kieselgur (Getränkeindustrie)
  • Grobes Sägemehl
  • Faserschnitzel

→ Filtrationskuchen bleibt dadurch porös und flüssigkeitsdurchlässig.

Filterbauarten

Anwendungen

Getränkeindustrie

Einen guten Übersichtsartikel über die unterschiedlichen Filter in der Getränkeindustrie findet sich in diesem Zeitschriftenartikel.

Auspressen

Das mechanische Trennverfahren "Auspressen" wird auf dieser Seite erläutert:

Membranfiltration

Sedimentieren

Als Sedimentieren bezeichnet man die unter Schwerkraftwirkung erfolgende Entmischung von Suspensionen, bei der der Feststoff eine höhere Dichte hat als die Flüssigkeit. Der Feststoff setzt sich aufgrund der höheren Dichte am Boden ab. Das Prozeßziel besteht entweder in der Gewinnung der Flüssigkeit oder des Sediments. Beispiele: Brauindustrie: Heißtrubabtrennung, Hefeabsetzen am Ende der Gärung. Stärkeindustrie: Abtrennen der Stärke aus der Flüssigkeit.

Zentrifugieren

Grundlagen des Zentrifugierens

Kontinuierlich arbeitende Zentrifugen

Einsatz von Zentrifugen in der Brauindustrie

Flüssigkeits-Gemische (Emulsionen)

Verunreinigte Gase

Trennverfahren

In der Lebensmitteltechnik ist es in erster Linie mit Staub oder Fett belastete Luft, die gereinigt werden muss.

Ein Beispiel für ein neuartiges Abscheideverfahren wird in diesem Artikel der Fachzeitschrift DEI beschrieben. Es geht um die Reinigung von Prozessabluft, die beim Trocknen von Milchpulver mit einem Walzentrockner entstehen. Diese ist mit Molke, Wasser- und Fettdämpfen belastet.

Ein weiteres Einsatzbeispiel für diesen Abscheider wird in diesem Artikel beschrieben.