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Filtration des Quellwassers bei Thatchers Cider

Von Jonathan Smith, Gebietsleiter Nordeuropa, Donaldson Prozessfiltration

Industrie: Cider

Problem: Thatchers Cider, ein renommierter britischer Hersteller von Cider, suchte nach neuen Anwendungen für das Quellwasser, das aus ihrem Bohrloch gefördert wird, um die Nachhaltigkeit durch die Einsparung von Energie und die Schonung von natürlichen Ressourcen weiter zu fördern.

Lösung: Nach der Zusammenarbeit mit Donaldson in den letzten Jahren im Zuge der Bereitstellung von Druckluft- und Dampffiltrationssystemen wendete sich Thatchers Cider hinsichtlich einer Filtrationslösung an unsere Experten. Im Rahmen der Nachhaltigkeitsstrategie des Unternehmens kann das Wasser für die Reinigungsverfahren in der Produktion nun aus der eigenen Quelle geschöpft werden. Ein dreistufiges Filtersystem von Donaldson mit Rückspülsystemen schafft ein hohes Maß an Betriebssicherheit und sorgt gleichzeitig für niedrige Betriebskosten.

Abbildung 1: Thatchers Cider ist weltweit einer der zehn größten Hersteller von Cider
Die Situation

Cider, Cidre, Siideri: In vielen Ländern wie Großbritannien, Frankreich und Finnland ist Cider ein vielseits geliebter und populärer Drink. In englischen Pubs ist eine Bar ohne Cider-Zahpfhahn unvollständig!

Thatchers Cider aus Somerset ist weltweit einer der zehn größten Hersteller von Cider. Das Familienunternehmen – das 1904 gegründet wurde und bereits in vierter Generation geführt wird – strebte schon immer nach der Einhaltung der höchsten Qualitätsstandards und hat über Jahrzehnte hinweg viele renommierte Preise für hervorragendes Cider gewonnen.

Nutzung von Quellwasser für Reinigungsprozesse

Auch in Sachen Nachhaltigkeit hat sich Thatchers hohe Ziele gesteckt. Dem Unternehmen gelingt es kontinuierlich, Energie und natürliche Ressourcen einzusparen. In einem aktuellen Projekt war das Management auf der Suche nach neuen Anwendungen für das Quellwasser, das aus dem eigenen Bohrloch gefördert wird. Bis jetzt wurde es nur für Aufgaben verwendet, bei denen keine Reinigung erforderlich war – z. B. für das Waschen des Fuhrparks. Nun hat das Unternehmen sich das Ziel gesetzt, eine zuverlässige, höchst effektive und gleichzeitig kostengünstige Reinigung zu integrieren, sodass das Quellwasser für die Reinigung von Maschinen und Ausrüstung im Werk eingesetzt werden kann.

Thatchers Cider wandte sich an die Reinigungsexperten von Donaldson mit ihrer Idee, da sie bereits in den letzten Jahren im Zuge der Bereitstellung von Druckluft- und Dampffiltrationssystemen mit Donaldson zusammengearbeitet hatten. 

Abbildung 2: Donaldson P-GSL N-Filterpatrone Das plissierte Edelstahl-Filtermaterial gewährleistet die zuverlässige Rückhaltung der verschiedenen Partikelverunreinigungen aus dem Quellwasser
Lösung
Dreistufen-Reinigung – kostengünstig und zuverlässig

Die Ingenieure von Donaldson empfahlen die Installation eines Dreistufen-Reinigungssystems und Thatchers stimmte dieser Lösung zu. In der ersten Stufe scheiden P-GSL N-Filter Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 5 Mikron ab (Abbildung 2). Die zweite Stufe besteht aus P-GLS N-Filtern, jedoch mit einem kleineren Porennenndurchmesser von 1 Mikron. In der dritten Stufe werden LifeTec™-Filter der PP N-Serie verwendet. Diese Patronenfilter gewährleisten, dass das gereinigte Wasser dem höchsten Qualitätsstandard entspricht.

Stufen eins und zwei: Komplett aus Metall bestehende Filterpatronen und Rückspülung

Warum verwendeten die Projektingenieure von Donaldson die P-GSL N-Serie für die ersten beiden Stufen? Das hat sowohl Qualitäts- als auch Kostengründe. Zunächst gewährleistet das plissierte Filtermedium, das aus einem sehr feinen Edelstahlgewebe besteht, die zuverlässige Abscheidung verschiedener Verunreinigungen und Partikel aus dem Quellwasser. Außerdem bieten diese Patronen eine sehr hohe Rückhalterate an der Oberfläche des Filters. Das ist die Voraussetzung für die Reinigung mit einem Rückspülsystem. Und die Rückspülung ist ein echter Vorteil hinsichtlich der Betriebs- und Nutzungskosten, da der Benutzer die Patronen nicht regelmäßig wechseln muss: nur eine Rückspülung und der Differenzdruck, der durch die abgeschiedenen Partikel erzeugt wird, wird nahezu auf einen Neuzustand zurückgesetzt.

Abbildung 3: In der letzten Stufe wird das Wasser mit LifeTec PP-N-Filtern gereinigt

In der beschriebenen Anwendung (und in vielen anderen Anwendungen) ist es wichtig, dass die P-GSL N-Serie in der FDA-Liste für den Kontakt mit Lebensmitteln enthalten ist und dass alle Filter ohne den Einsatz von Bindemitteln, Klebstoffen, Zusätzen oder oberflächenaktiven Mitteln produziert wurden. So wird vermieden, dass Partikel in die zu reinigenden Medien abgegeben werden und als Folge dessen in der Produktion in Lebensmittel oder Getränke gelangen.

Niedrigere Wartungskosten

In der Cider-Produktionsstätte von Thatchers sind die beiden ersten Filtrationsstufen in eine automatische Rückspülung mit sauberem Wasser integriert. Die Rückspülung wird entweder in festen Intervallen gestartet oder durch einen bestimmten Differenzdruckpegel ausgelöst (500 mbar). Da die kompletten aus Metall bestehenden Patronen sehr robust sind, werden niedrige Wartungskosten sichergestellt. Die beiden Gehäuse der PF-IG-Serie enthalten jeweils acht 30”-Patronen.

Die Filtration des Wassers und anderer Flüssigkeiten ist nur eine von vielen Anwendungen für die P-GSL N-Filter und nicht die gängigste. Diese Filter werden häufig für die Reinigung von Gasen oder gesättigtem Dampf für die Sterilisationsverfahren eingesetzt. Hierbei sind die Rückspüloption und die Beständigkeit der Filter gegenüber hohen Temperaturen von bis zu 200° C sehr wichtig.

Abbildung 4: Zwei PF-IG-Edelstahlgehäuse enthalten jeweils acht P-GSL N 30“-Filterpatronen
Stufe drei: Filterpatronen

Die in Stufe drei eingesetzten Filter der LifeTec-Serie nutzen eine andere Filtrationstechnologie und andere Patronenmaterialien (Abbildung 4). Sie wurden für die Vor- und Feinfiltration von Flüssigkeiten in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie entwickelt – mit sehr niedrigen Porendurchmessern im Submikronbereich, in diesem Fall 0,4 Mikron. Sie weichen auch von der zuvor bekannten Filterkonstruktion ab und verfügen über einen viel robusteren Polypropylen-Filtereinsatz, dessen rautenförmige Struktur nicht nur die Statik, sondern auch die Fließbedingungen verbessert. Die Struktur des Einsatzes sorgt für eine erheblich optimierte Druckstabilität und Torsionssteifigkeit.

Vier verschiedene Größen – 10, 20, 30 und 40 Zoll – mit anwendungsspezifischen, plissierten Filtermedien sind erhältlich. Die Elemente können mit sieben verschiedenen Anschlüssen versehen werden, sodass sie in allen gängigen Gehäusen verwendet werden können. Ein hoher Sicherheitsfaktor und ein positiver wirtschaftlicher Effekt ergeben sich aus den verschiedenen Gehäusen, bei denen wie gewohnt ein einfacher Austausch der einzelnen Filterelemente erfolgen kann.

Abbildung 5: Die neuen LifeTec-Filter mit plissierten Filtermedien sind in vier Größen erhältlich: 10, 20, 30 und 40 Zoll – mit sieben verschiedenen Anschlüssen

Neben ihrer hohen Partikelrückhaltekapazität zeichnen sich die LifeTec PP N-Filter durch ihre umfassende Kompatibilität mit vielen chemikalischen Materialien und ihre Unempfindlichkeit gegenüber plötzlichen Druckveränderungen aus. Ein weiteres charakteristisches Merkmal ist die Fähigkeit, bis zu 100 Zyklen der Dampfsterilisation zu widerstehen.

Eine saubere und kostengünstige Lösung

Alle drei Filtrationsstufen entsprechen den FDA-Vorschriften für den Kontakt mit Lebensmitteln gemäß CFR (Code of Federal Regulations) Title 21 und EG/1935/2004. Das Reinigungssystem ist in Betrieb und erfüllt die Anforderungen von Thatchers Cider vollständig: Das Quellwasser kann für Reinigungsverfahren im Werk eingesetzt werden, Trinkwasser wird eingespart und die Rückspülfunktion der Edelstahlfilter hält die Reinigungskosten gering.  

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