(57)【要約】  本発明は、特にビールの濾過のためのフィルタ装置および方法に関する。向上された簡略化された濾過のため、本発明に係るフィルタは、未濾過液入口および未濾過液出口を有する未濾過液チャンバを備え、その場合、未濾過液は、未濾過液チャンバの壁に対して略接線方向で未濾過液チャンバ内へ流れ込み、また、未濾過液チャンバの底部は少なくとも一部がフィルタとして構成される。また、本発明に係るフィルタは、前記底部の下側の濾過液チャンバおよび濾過液出口も備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にビールの濾過用のフィルタ装置（１）であって、
未濾過液入口（７）および未濾過液出口（５）を備える未濾過液チャンバ（２）を備え、前記未濾過液入口（７）が前記未濾過液チャンバ（２）の壁（２ａ）に対して略接線方向で未濾過液を導き、
前記未濾過液チャンバ（２）の底部（１４）の少なくとも一部がフィルタ（４）として具現化され、
前記底部（１４）の下側に配置され且つ濾過液出口（６）を備える濾過液チャンバ（３）を備える、
フィルタ装置（１）。
【請求項２】
前記フィルタ（４）が少なくとも１つのフィルタディスク（４ａ，ｂ，ｃ）を備える、請求項１に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項３】
前記未濾過液出口（５）が前記未濾過液チャンバ（２）の上面（２ｂ）のほぼ中心に配置される、請求項１または２に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項４】
前記未濾過液出口（５）が出口パイプ（５）を備え、前記出口パイプの断面積が上端へ向かって減少する、請求項１または３に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項５】
前記フィルタ（４）が、１０−１〜１０−２μｍの範囲内、特に０．２〜１．８μｍの範囲内の粒子を濾過して除去するマイクロフィルタである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項６】
前記マイクロフィルタが、レーザによって穿孔されるディスクから好ましくは形成されるマイクロフィルタディスクである、請求項５に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項７】
前記フィルタ（４）が支持体（１２）上に載置され、前記支持体（１２）が裏地として、特に金属ファブリックとして具現化され、あるいは、３次元的に延びる幅広メッシュ状グリッドとして具現化される、請求項５または６に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項８】
前記未濾過液チャンバ（２）の直径が前記底部へ向かって減少し、または、前記未濾過液チャンバ（２）の前記底部（１４）が弓形である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項９】
前記濾過液チャンバ（３）の直径が前記底部へ向かって減少し、または、前記濾過液チャンバの底部（１３）が弓形である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項１０】
前記未濾過液出口（５）が、回路内の未濾過液を元の未濾過液チャンバ（２）内へ及び／又はバッファ／フィーダタンク（１７）内へ導く戻し導管（２２）に接続される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項１１】
前記濾過液出口（６）が、幾つかの開口（１６）を介して前記濾過液チャンバ（３）に接続される円形ライン（１５）を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項１２】
前記フィルタ装置（１）が、前記未濾過液チャンバの底部（１４）を振動させるための手段（２５）を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項１３】
移動可能な回転ブラシ（２６）が洗浄目的で前記底部（１４）に配置される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項１４】
前記ブラシ（２６）が、前記未濾過液チャンバ（２）の壁（２ａ）の外側を通るマグネットによって移動され、あるいは、駆動シャフト（５０）によって移動される、請求項１３に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項１５】
少なくとも１つの開口が前記未濾過液チャンバ（２）の底部（１４）に具現化され、前記開口内には、１つの対応するフィルタディスク（４ａ，ｂ，ｃ）がそれぞれ配置される、請求項２〜１４のいずれか一項に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項１６】
前記濾過液チャンバ（３）が、濾過液チャンバ（３）の下側および側方周囲に延在する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項１７】
前記未濾過液チャンバ（２）の側壁（２ａ）の少なくとも一部がベローズ（４０）として具現化される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項１８】
前記手段（２５）が、前記濾過液チャンバ（３）を貫通するスリーブ（４３）内で延び且つ前記未濾過液チャンバの底部（１４）を振動させる振動シャフト（４２）を備える、請求項１２に記載のフィルタ装置（１）。
【請求項１９】
前記スリーブ（４３）が、一端が前記未濾過液チャンバの壁または底部に配置され、他端が前記濾過液チャンバの壁または底部に配置されており、少なくとも一部がベローズ（４４）として具現化される、請求項１８に記載のフィルタ装置。
【請求項２０】
前記出口パイプ（５）及び／又は前記未濾過液入口（７）が高さ調整可能に配置される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項２１】
幾つかのフィルタ装置（１）が互いに直列に或いは並列に配置される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の幾つかのフィルタ装置を有するフィルタシステム。
【請求項２２】
特にビールの濾過のための方法であって、
未濾過液を未濾過液チャンバ（２）内へ接線方向で導入することにより、前記未濾過液チャンバ（２）の中心へ向けて減速する回転流が前記未濾過液チャンバ（２）の壁（２ａ）に沿って形成されるようにし、それにより、未濾過液が、少なくとも一部がフィルタ（４）として具現化される前記未濾過液チャンバ（２）の底部上にわたって回転して、前記フィルタ（４）を通じて下方へと流れるとともに、そのプロセスで濾過されるステップと、
前記底部（１４）の下側に濾過液を排出するステップと、
前記未濾過液チャンバ（２）の中心から未濾過液を排出するステップと、
を含む方法。
【請求項２３】
前記フィルタ（４）がマイクロフィルタであり、１０−１〜１０−２μｍの範囲内、特に０．２〜１．８μｍの範囲内の粒子が濾過されて除去される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
除去される未濾過液が、サイクル中に前記未濾過液チャンバ（２）及び／又はバッファ／フィーダタンク（１７）へ戻される、請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記フィルタ（４）が濾過中に少なくとも間隔を置いて振動される、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記フィルタ（４）がパルス態様で振動される、請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
ブラシ（２６）が洗浄目的で前記未濾過液チャンバの底部（１４）の表面上で循環する、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記濾過液チャンバ（２）内および前記未濾過液チャンバ内の圧力がＣＯ２の飽和蒸気圧よりも大きく維持されることを特徴とする請求項２２〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記未濾過液チャンバ（２）内の圧力が前記濾過液チャンバ（３）内の圧力よりも高く維持される、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
未濾過液が１〜１０ｍｓ／ｓの速度で接線方向から導入される、請求項２２〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
圧力制御バルブ（９）が前記濾過液出口（６）に配置される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のフィルタ装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にビールの濾過のためのフィルタ装置、および、対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビールの製造中には、ビール中に含まれる酵母細胞および他の固体を除去しなければならない。そのような物質は、それらが経時的に単独で分離しないように且つビールを濁らせないように分離されなければならない。酵母は約５〜１０μｍの粒径を有しているため、例えば１０−１〜１０−２μｍの範囲内で機能する、いわゆるマイクロフィルタを使用する必要がある。今まで、ビールは、主に、プレコートフィルタによって、例えばフィルタカートリッジによって濾過されてきた。そのようなプレコートフィルタを用いる場合には、今まで、主に珪藻岩が濾過助剤として使用されている。珪藻岩の毒性と珪藻岩の処理の問題とに起因して、この技術の代替的手段が模索されている。例えば、交差流フィルタモジュールが１つの代替的手段を与えるが、これらのフィルタモジュールは、僅かなフィルタ能力しか有しておらず、更に、非常に急速に目詰まりする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これに鑑みて、本発明の根底にある目的は、特にビールの濾過のための改良されたフィルタ装置、および、簡単で効率的な態様で且つ環境的に安全な態様でビールを濾過できる対応する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、この目的は、請求項１および請求項２２の特徴によって達成される。
【０００５】
濾過されるべき未濾過液が未濾過液チャンバの壁に対して接線方向で未濾過液チャンバ内へ導入されることにより、回転流を壁に沿って環状に形成することができ、また、この回転流は、未濾過液チャンバの内容物を、少なくとも一部がフィルタとして形成される底部上にわたって回転させる。この回転流の速度は、中心へ向かって減少し、それにより、未濾過液は、未濾過液出口を介して再び未濾過液チャンバから出ることができ、その結果、未濾過液チャンバにわたって連続した流れが得られる。
【０００６】
好ましくはポンプにより加圧下で接線方向から供給される未濾過液は、ハイドロサイクロンと同様に下方へ向けられる螺旋循環流を形成させられる。未濾過液チャンバの下部のスロットル効果により、外側渦流の一部は、上方へ向けられる内部乱流Ｕ２へと絶えず偏向される。底部上にわたって流れる未濾過液は、フィルタまたはフィルタ領域を通過し、したがって、濾過されて、その後、フィルタ装置から出ることができる。
【０００７】
未濾過液チャンバ内の遠心力により、大きくて重い粒子は、未濾過液チャンバの内壁に集まって、底部の中心へ向けて下方へと沈む。その後、未濾過液チャンバの底部に具現化されるフィルタまたはフィルタ領域によって精密濾過が達成される。このようにして、簡単で効率的な濾過を可能にするコンパクトなフィルタ構造が形成される。
【０００８】
未濾過液出口は、未濾過液チャンバの上面のほぼ中心に配置されることが有益である。それは、ここでは、未濾過液が内部渦流に起因して上昇するからである。
【０００９】
未濾過液出口が出口パイプを備え、該出口パイプの断面積が上端へ向かって減少することが有益である。出口パイプの断面の減少により、未濾過液の流速が上端へ向かって増大され、それにより、未濾過液を効率的に除去できる。
【００１０】
フィルタディスクは、１０−〜１０−２μｍの範囲内、特に０．２〜１．８μｍの範囲内の粒子を濾過して除去するマイクロフィルタディスクであることが有益である。したがって、本発明に係るフィルタは、酵母および固体を確実に濾過して除去できる。
【００１１】
好ましくは、マイクロフィルタは、マイクロフィルタディスクとして形成され、好ましくはレーザによって穿孔されるディスクまたはプレートから形成される。そのようなプレートは、十分な安定性を有して、容易に形成でき、μｍ範囲内の孔径を可能にすると同時に、大きな自由スクリーン面を可能にする。
【００１２】
そのようなフィルタは、自立するように或いは支持体上に載置するように具現化することができる。支持体は、裏地として、特に金属ファブリックとして具現化することができ、あるいは、３次元的に延びる幅広メッシュ状グリッドとして具現化することができる。その場合、支持体のグリッド開口は、最適な流れ及び安定性を確保するために、フィルタの孔径よりも本質的に大きい。
【００１３】
未濾過液チャンバの直径は底部へ向かって減少することができ、または、未濾過液チャンバの底部が弓形を成すことができる。濾過液チャンバの直径も底部へ向かって減少することができ、または、その底部を弓形にすることができる。
【００１４】
未濾過液チャンバおよび濾過液チャンバは共同して略中華鍋のような形状を形成することができる。濾過液チャンバの直径が底部へ向かって僅かに減少する場合には、未濾過液チャンバの中心で上向きの流れを容易にする循環流のスロットル効果が存在する。
【００１５】
未濾過液出口は、回路内の未濾過液を元の濾過液チャンバ及び／又はバッファ／フィーダタンクへ導く戻し導管に接続されることが有益である。
【００１６】
したがって、未濾過液チャンバから排出される未濾過液を再び濾過へと供給することができ、底部上にわたる、すなわち、フィルタ上にわたる連続的な流れが可能である。
【００１７】
好ましい実施形態によれば、濾過液出口は、幾つかの開口を介して濾過液チャンバに接続される円形導管を備える。これは、濾過液の安定した除去を可能にする。
【００１８】
また、フィルタ装置は、好ましくはパルス態様で底部を振動させる手段を備える。底部またはフィルタはそれぞれ、フィルタ処理全体の間にわたって或いは間隔を置いて振動させることができる。励振は、フィルタの孔またはフィルタの表面の目詰まりを防止する。
【００１９】
フィルタ装置は、移動可能に回転するブラシを洗浄目的で未濾過液チャンバの底部に備えることが有益である。これは、フィルタの表面が完全に目詰まりするのを防止できる。ブラシは堆積物をほぐすこともでき、該堆積物は、その後、逆流処理によって未濾過液出口を通じて除去できる。ブラシは、水槽の場合のように、外側を通るマグネットによって、あるいは、駆動シャフトによって移動させることができる。また、ブラシは、リニアモーターカーの場合のようにマグネットによって駆動させることもできる。
【００２０】
好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの開口が未濾過液チャンバの底部に具現化され、上記開口内に対応するフィルタディスクが配置される。そのようなフィルタ底部は非常に簡単に形成することができ、また、幾つかの小さいフィルタディスクを底部に組み込むこともできる。特に底部が平坦な形態を有していない場合には、小さな寸法を有する幾つかのフィルタディスクを底部に配置することが有益である。このようにして具現化される底部は、更に大きな安定性も有する。その結果、大きな表面を伴って形成され得ないフィルタ材料を使用できる。
【００２１】
更なる好ましい実施形態によれば、濾過液チャンバは、未濾過液チャンバの下側に配置されるとともに、濾過液チャンバの側方周囲にも延在する。そのような配置は、ここでは多かれ少なかれ未濾過液チャンバを濾過液チャンバ内に配置できるため、特にスペースを節約できコンパクトである。
【００２２】
未濾過液チャンバの壁の少なくとも一部がベローズとして具現化されることが有益である。これは、未濾過液チャンバの底部を振動させる手段によって生み出される振動を吸収できるという利点を有する。
【００２３】
未濾過液チャンバの底部を振動させる手段は、濾過液チャンバを貫通するスリーブ内で延び且つ底部を叩く振動シャフトを備えることが好ましい。スリーブは、一端を未濾過液チャンバの壁または底部に配置することができ、他端を濾過液チャンバの壁または底部に配置することができ、少なくとも一部がベローズとして具現化され得る。この解決策により、振動シャフトは、未濾過液チャンバ内の液体と接触することなく、未濾過液チャンバの底部を振動させることができる。プロセスでは、スリーブにおけるベローズによって振動が効率的に吸収される。
【００２４】
出口パイプ及び／又は未濾過液入口が高さ調整可能に配置されることが有益である。したがって、対応する濾過プロセスに合わせて出口パイプの高さ及び未濾過液入口の高さを調整できる。
【００２５】
圧力制御バルブが濾過液出口に配置され、それにより、濾過液チャンバ内の圧力を調整できることが有益である。
【００２６】
濾過液チャンバ内および未濾過液チャンバ内の圧力がＣＯ２の飽和蒸気圧よりも大きく維持されることが好ましく、それにより、ＣＯ２が抜け出ない。ここでは、未濾過液チャンバ内の圧力が濾過液チャンバ内の圧力よりも高くなるように圧力を調整しなければならず、それにより、未濾過液がフィルタを通過できる。十分な回転流を形成するため、濾過液が１〜１０ｍ／ｓの速度で接線方向から導入されることが好ましい。この場合、供給導管内では、約６ｍ／ｓの速度が行き渡り、また、未濾過液チャンバ内への直ぐ入口では、最大で約１０ｍ／ｓの速度が生じる。
【００２７】
フィルタ能力を高めるために、互いに直列に或いは並列に配置される幾つかのフィルタ装置を有するフィルタシステムを提供することが有益である。
【００２８】
以下では、下記の図面を参照して、本発明を更に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態の概略断面図を示している。
【図２ａ】フィルタディスクの平面図を示している。
【図２ｂ】図２ａの拡大領域Ａを示している。
【図２ｃ】図２ａのＩ−Ｉ線に沿う拡大部分断面図を示している。
【図３】本発明の他の実施形態を示している。
【図４】幾つかのフィルタが互いに上下に配置されたフィルタシステムを示している。
【図５】幾つかのフィルタが互いに隣り合って配置されたフィルタシステムを示している。
【図６】フィルタディスクを洗浄するための手段を示している。
【図７】本発明に係る第２の実施形態を斜視図で示している
【図８】図７の実施形態の平面図を示している。
【図９】図８のＡ−Ａ線に沿う断面図を示している。
【図１０】図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示している。
【図１１ａ】フィルタ４の拡大断面図を示している。
【図１１ｂ】図１１ａのＡ−Ａ線に沿う断面の拡大断面図を示している。
【図１２】本発明に係る未濾過液チャンバ内の流れ経路を概略的に示している。
【図１３】幾つかのフィルタディスクを備える未濾過液チャンバの底部の平面図を示している。
【図１４】本発明に係る未濾過液チャンバの底部の他の実施形態の平面図を示している。
【図１５】本発明に係る未濾過液チャンバの底部の他の実施形態の平面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の原理を明確にするべく意図される本発明に係るフィルタ装置１の断面を概略表示で示している。フィルタ１は未濾過液チャンバ２を備えており、この未濾過液チャンバ２内には、濾過されていない液体が、例えばバッファ／フィーダタンク１７からポンプ２０によって未濾過液入口７を介して圧送される（例えば、図５参照）。入口７は、未濾過液チャンバ２の側壁２ａに対して略接線方向で液体が流れるように形成されている。ここでは、例えば、入口パイプが壁２ａに対して略接線方向に延びることができ、あるいは、入口要素（図示せず）が例えば壁２ａの内面に設けられて濾過されていない液体の流れを偏向させることができ、それにより、濾過されていない液体が壁２ａに対して略接線方向に流れるようにすることができ、その結果、ハイドロサイクロンに匹敵する回転循環流が得られる。接線方向入口についてここで更に詳しく説明しない。そのような入口は、特に渦巻きやハイドロサイクロンに関連して知られているからである。未濾過液入口の構造において、唯一不可欠なことは、未濾過液チャンバの内容物を回転させる流れが壁に沿って環状に形成されるように流れが未濾過液チャンバの内壁に抗して流れることである。また、流入濾過液が垂直方向上向きで扇形に広げられるように入口を形成することもできる。ここで、入口は、例えば互いに上下に配置された幾つかの開口または１つのスロットを有する入口要素を備える。
【００３１】
未濾過液チャンバは円形の断面積を備えており、未濾過液チャンバの直径は、ここでは、該チャンバの高さよりも大きい。未濾過液チャンバ２の底部は、少なくとも一部がフィルタ４として具現化され、ここではフィルタディスク４を備える。フィルタ装置１において、底部１４は、該底部１４の下側、ここではフィルタディスク４の下側に配置される濾過液チャンバ３から未濾過液チャンバ２を分離する。
【００３２】
未濾過液チャンバ２は、未濾過液チャンバ２の上面２ｂから始まる未濾過液出口５を更に備える。未濾過液出口５は上面２ｂの中心に配置される。未濾過液出口５は出口パイプとして具現化され、その断面積は、未濾過液チャンバの上面２ｂから上端へ向かって減少する。未濾過液出口５は、制御バルブ８が内部に配置される導管２２で終端しており、それにより、未濾過液の流量および未濾過液チャンバ内の圧力を調整または制御することができる。この実施形態において、未濾過液チャンバの直径は、下方へ向かって、すなわち、フィルタディスク４の方向で減少する。濾過液チャンバ３の直径も底部へ向かって減少する。したがって、未濾過液チャンバ２および濾過液チャンバ３は共同して例えば中華鍋の形状を成す。
【００３３】
濾過液チャンバ３は、濾過液排出部２３を介して濾過液を排出するために少なくとも１つの開口１６を介して濾過液チャンバ３に接続される少なくとも１つの濾過液出口６を備える。濾過液排出部２３内にも、濾過液の流量を調整するために制御バルブ９が設けられ、それにより、濾過液チャンバ内の圧力の調整または制御をそれぞれ行なうことができる。
【００３４】
この実施形態では、未濾過液チャンバの高さが外壁２ａから未濾過液出口５へ向かって減少する。
【００３５】
フィルタディスク４は、１０−１〜１０−２μｍのサイズの粒子、好ましくは０．２〜１．８μｍのサイズの粒子を濾過して除去するマイクロフィルタディスクであることが好ましい。
【００３６】
マイクロフィルタディスクにおいては、特に図２ａ，ｂ，ｃで見ることができるように、フォトリソグラフィで生成されるグリッド１０を備えることができる。
【００３７】
図２ａは円形フィルタディスク４の平面図を示しており、図２ｂは領域Ａの拡大を示している。図２ｂから明確に分かるように、グリッド１０は、プロセス中に未濾過液が通過して濾過される孔１１を備えている。図２ｃは、図２ａのＩ−Ｉ線に沿う拡大断面図である。ここでは、グリッド１０が支持体上、すなわち、フォトリソグラフィで生成されるグリッド１０よりも大きい厚さを有する支持ディスク１２上に施されるのが明らかになる。支持体１２または支持ディスク１２は、例えば、裏地として、特に金属ファブリックとして具現化される。支持体は、３次元的に延びる幅広メッシュ状グリッドとして具現化することもでき、そのグリッドサイズはグリッド１０のそれよりも大きく、そのため、濾過液は支持体１２を容易に通過できる。支持体１２は、フォトリソグラフィで生成されるグリッド１０に対して十分な安定性を与える。
【００３８】
特に好ましい実施形態によれば、マイクロフィルタディスクは、特に図１１ａおよび図１１ｂから理解できるように、レーザによって穿孔されるディスクまたはプレートから形成される。フィルタディスク４は、例えば０．２〜１．８μｍの範囲内の穴幅を有する孔１１を備える。そのような穴幅は例えばビールの濾過に適している。テンサイドおよび胞子を濾過するため、穴幅は０．０１μｍ以下の範囲内にすべきである。孔１１はレーザによって生成される。このため、例えば０．３〜１ｍｍ厚のＣｒＮｉスチールシート或いはそれに対応する厚さのテフロンプレートがフィルタディスク材料として適している。これらの材料は、特にビール醸造産業あるいは医薬産業で必要とされる有能なＣＩＰ／ＳＩＰである。特に図１１ａのＡ−Ａ線に沿う拡大部分断面を示す図１１ｂから分かるように、孔１１の断面積は、製造に起因して下側よりも上側の方が小さい。ここで、下側は、矢印Ｌによって示されるようにレーザにより孔が形成され始める側に対応する。前述した穴幅とは、上側における小さい方の穴幅のことである。フィルタディスク４は、小さい方の直径を有する孔１１の側が未濾過液チャンバに面し且つ大きい方の孔径を有する側が未濾過液チャンバに面するようにフィルタ装置内に配置される。そのような配置は、孔の目詰まりを遅らせることができる。
【００３９】
図１１ａおよび図１１ｂに関連して示されるようなレーザによって穿孔されるフィルタディスク４は、自立するように具現化することができ、あるいは、前述したフォトリソグラフィで生成されるフィルタディスク４と同様に対応する支持体１２上に配置させることもできる。
【００４０】
フィルタディスク４は、図２ａに表わされるように、未濾過液チャンバの底部１４全体にわたって延びることができる。しかしながら、フィルタ底部１４の一部だけをフィルタとして具現化することもできる。例えば図１５から分かるように、底部１４の外側リングだけをフィルタ４として或いはフィルタディスク４としてそれぞれ具現化できる。未濾過液出口の下側にほぼ位置される中央領域は、フィルタとして具現化されず、未濾過液をほぼ透過させない領域を構成する。図１３および図１４から分かるように、未濾過液チャンバ２の底部１４には幾つかの開口を設けることができ、これらの開口内には対応するフィルタディスク４ａ，ｂ，ｃ，．．．４ｎが挿入される。この場合、フィルタディスクは、図１４から分かるように円形であってもよいが、任意の他の形状、例えば図１３から分かるように例えば楕円形状または多角形状を有することもできる。このとき、底部１４とフィルタディスク１４ａ〜１４ｎとの間の接合部はシールされる。
【００４１】
フィルタディスク４の目詰まりを防止するため、本発明に係るフィルタ１は、フィルタディスク４を振動させるための手段２５を備えることが好ましい。手段２５は、パルス形態でフィルタディスク４を振動させることが好ましい。そのような手段は、例えば、好ましくはフィルタディスク４と同じ高さでフィルタの外壁に配置され且つ振動をフィルタディスク４へ伝える振動ヘッドを備えることができる。本発明に係るフィルタ１は、底部またはフィルタ４を直接的に或いは間接的にパルス形態で押圧する機械的なバイブレータを備えることもできる。したがって、孔／チャンネル内の汚れ及びマイクロスクリーンの表面の汚れを効率的に防止できる。ここでは、濾過中の全体にわたって或いは間隔を置いてフィルタを振動させることができる。
【００４２】
図３は、出口６が幾つかの開口１６を介して濾過液チャンバ３に接続される円形導管１６を備える本発明の他の実施形態を示している。ここでは、円形導管１６が濾過液チャンバ３の底部に配置される。しかしながら、円形導管１５は、未濾過液チャンバ３に側方から隣接させることもでき、あるいは、未濾過液チャンバの底部に側方から隣接するように配置させることもできる。しかしながら、この場合、円形導管１５が幾つかの開口を備え、これらの開口を介して濾過液が濾過液排出部２３へと導かれることが好ましい。
【００４３】
以下、本発明に係るフィルタの機能原理について更に詳しく説明する。図１に矢印Ｕ１で表わされるように、未濾過液は、バッファ／フィーダタンク１７から導管１９（例えば図５参照）により未濾過液入口７を介して略接線方向で供給され、それにより、未濾過液は、未濾過液チャンバ２の側壁２ａへと接線方向で流れる。未濾過液は、約１〜１０ｍ／ｓの高速でポンプ２０（図５参照）を用いて圧送される。矢印で表わされるように、未濾過液チャンバ２の内壁では、未濾過液が、未濾過液チャンバの内容物を底部１４上にわたって、ここではフィルタディスク４上にわたって回転させる下方へ（領域１４ａに）向けられる外側環状循環流へと押し進められる。プロセスにおいて、流量は、その負荷を含めて、未濾過液チャンバの中心へ向けて減少する。下部のスロットル効果により、外側の流れ、すなわち、外側渦流の一部は、内側上方へ向けられる乱流Ｕ２へと絶えず偏向される。図１では、上向きの流れが形成される領域１４ｂが白い表面として示されている。したがって、未濾過液は、未濾過液チャンバ２の中央領域で未濾過液出口５を介して未濾過液チャンバ２から出ることができる。未濾過液出口５の断面の減少が排出を容易にする。図１２では、流れ経路をかなり良好に見ることができる。
【００４４】
遠心力により、未濾過液の大きくて重い粒子が未濾過液チャンバの内壁２ａに集まる。しかしながら、排出される未濾過液流Ｕ２にも依然として粒子が取り込まれており、そのため、排出される未濾過液流Ｕ２をサイクル中に戻し導管２２を介して未濾過液チャンバ２またはバッファ／フィーダタンクへと再び供給することができる。未濾過液出口２の速度および未濾過液チャンバ内の圧力を制御ベルブ８によって調整できる。底部１４上にわたって未濾過液チャンバ４内で回転する未濾過液は、矢印Ｆによって表わされるように、底部を垂直に横切ってフィルタディスク４（または、フィルタディスク４ａ，ｂ，ｃ…ｎ）を下方へと通過する。したがって、未濾過液がフィルタディスクによって濾過される。
【００４５】
したがって、濾過中、２つの作用、すなわち、遠心分離とフィルタ４による精密濾過とが有利に組み合わされる。濾過液チャンバ３内の濾過液は、対応する濾過液出口６を介して濾過液排出部２３へと供給することができる。濾過液の排出速度および濾過液チャンバ３内の圧力を制御バルブ９によって調整することもできる。
【００４６】
未濾過液チャンバ２内および濾過液チャンバ３内の圧力はそれがＣＯ２の飽和蒸気圧を上回るように調整され、それにより、ビールの濾過中にＣＯ２が抜け出ない。未濾過液チャンバ内および濾過液チャンバ内の圧力は、未濾過液チャンバ２内の圧力が濾過液チャンバ３内の圧力よりも高くなるように未濾過液入口７および制御バルブ８，９によって調整される。
【００４７】
図７は、本発明の好ましい実施形態を斜視図で示している。図７に示される実施形態は、図１〜図３に示される実施形態にほぼ対応する。未濾過液チャンバの底部１４およびフィルタディスクは、図２，３，１１，１３〜１５と関連して説明されるように具現化することもできる。また、図７の実施形態の機能原理も図１と関連して説明される機能原理に対応する。
【００４８】
図７は、このケースでは弓形の底部１３を有する略中空円筒状に具現化される濾過液チャンバ３の外壁を示している。しかしながら、底部１３は平坦な形態を有することもできる。ここでは、未濾過液チャンバ３は、カバープレート４６によって上端が耐圧シールされる。カバープレート４６は少なくとも１つの点検ガラス４７ａ，ｂを備える。ここでは、フィルタ装置１が幾つかの脚部４８を備える。
【００４９】
図８は、図７に表わされるフィルタ装置の平面図である。図９は図８のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図１０は図８の線に沿う断面図である。特に図９および図１０から分かるように、ここでは、濾過液チャンバ３が濾過液チャンバ２の下側および側方周囲に配置される。未濾過液チャンバ２の壁２ａもカバープレート１４によって上端が耐圧シールされる。未濾過液チャンバ２は、未濾過液チャンバ２の壁２ａに接続される装着具４８によって濾過液チャンバ３内に保持される。未濾過液チャンバ２の底部１４も弓形をしているが、それが平坦な形態を成すこともできる。
【００５０】
図９および図１０から分かるように、未濾過液出口５は、フィルタ装置１の上面から未濾過駅チャンバ２内へと延びている。ここでは、未濾過液出口５は、図１に関連して説明したように、少なくとも下側領域で上端へ向けてテーパが付けられている断面を備える出口パイプとして具現化される。未濾過液出口を形成するパイプ５が高さ調整可能に配置され、それにより、底部１４までの出口パイプの下縁５ａの距離を変えることができるのが好ましい。上端へ向けてテーパが付けられている出口パイプ５の領域を交換可能に配置することができる。この場合、異なる開放角度を有する領域を取り付けることができる。ここでは、図１と関連して説明したように、入口７が接線方向であり、このことは、環状循環流が形成されるように未濾過液が流れることを意味する。ここでは、入口７が入口パイプを備えており、該入口パイプは、上端から未濾過液チャンバ２内へ導入されるとともに、壁２ａに接触して位置して未濾過液流を壁２ａへと導く流入要素７ａを備えている。また、入口７も高さ調整可能に配置することができる。入口７および未濾過液出口５の高さ調整可能性は、未濾過液の入口および出口を異なるプロセスに適合させることを可能にする。
【００５１】
フィルタ装置は、濾過液チャンバ３の底部１３に配置される濾過液出口６を更に備える。参照符号４９は濾過液チャンバの通気孔を示している。通気孔は図示しないバルブによって開閉させることができる。
【００５２】
このフィルタ装置１も、未濾過液チャンバの底部１４を振動させるための手段２５を備える。手段２５は、底部１４に隣接してそれを振動させる振動シャフト４２を備える。振動シャフト４２はスリーブまたはチューブ４３を貫通して延びている。スリーブ４３は、一端が未濾過液チャンバ２の底部に配置され、他端が濾過液チャンバ３の底部に配置される。したがって、振動シャフト２５は、濾過液を通過することなく底部１４に到達できる。スリーブ４３は、少なくとも一部が振動を吸収するベローズ４４として具現化される。したがって、振動は、濾過液チャンバ３のハウジングへ伝えられず或いは僅かにだけ伝えられる。同様に、未濾過液チャンバ２の壁２ａも少なくとも一部がベローズ４０として具現化されており、それにより、底部１４の振動がカバープレート４６および濾過液チャンバ３の壁へ伝えられない。
【００５３】
この実施形態において、少なくともスリーブ４３と対向する領域は、フィルタとして具現化されず、未濾過液を透過させないように形成されており、それにより、濾過液がスリーブ４３内へ流れることができない。図７に示されるフィルタの機能原理は、図１に関連して示される機能原理に対応する。
【００５４】
フィルタの能力を高めるため、図４に示されるように、幾つかのフィルタユニット１ａ，ｂ，ｃを組み合わせて１つのユニット２１を形成することができる。この場合、個々のフィルタ１ａ，ｂ，ｃには、バッファフィーダタンク１７から導管１９および対応するポンプ２０ａ，ｂ，ｃを介して未濾過液が同時に供給される。未濾過液出口５を介して排出される未濾過液は、ここでは、相互の未濾過液戻し導管２２で元のタンク１７へと導かれるが、ポンプ２０ａ，ｂ，ｃを介して直接に対応するフィルタ１ａ，ｂ，ｃ内へと再び圧送することもできる。濾過液出口６ａ，ｂ，ｃも相互の濾過液排出部２３で終端する。バッファ／フィーダタンク１７には導管１８を介して未濾過液が供給される。
【００５５】
図５は、図４に示される構成にほぼ対応する他の構成を示しているが、この場合、個々のフィルタ１ａ，ｂ，ｃは互いに隣り合って配置される。図５には、水逆流導管またはＣＩＰ／ＳＩＰ導管（現場洗浄／現場殺菌）２４ａ，ｂ，ｃが示されており、この導管を介して例えば水を対応するフィルタ１ａ，ｂ，ｃ内へ洗浄目的で圧送することができ、それにより、フィルタディスク４上の堆積物を未濾過液出口５を介して排出できる。
【００５６】
更に、図６は、フィルタ表面４を洗浄するための手段を示している。ここでは、例えば、ブラシ２６がフィルタディスク表面８上に移動可能に配置される。ブラシ２６はフィルタ４の表面上にわたって通過する。この実施形態において、ブラシ２６は、特に未濾過液チャンバ壁２ａと対向する側に金属材料を備える。フィルタディスクの領域で壁２ａの外面に配置されるマグネット２７は、矢印で示されるように回転移動される。したがって、マグネット２７は、水槽または磁石浮上装置の場合のように外側からブラシ２６を移動させる。
【００５７】
ブラシは、フィルタディスク４上の不純物をほぐす。ブラシ２６は、例えば、フィルタディスク４の中心に回転可能に装着することもできる。
【００５８】
図７〜図１０に示される実施形態では、特に図１０において見ることができるように、駆動シャフト５０によってブラシ２６を回転駆動させることができる。この場合、駆動シャフト５０は図示しないモータに接続される。ここでは、駆動シャフト５０が出口パイプ５を貫通して延びている。しかしながら、底部１４を貫通するスリーブ４３を通じて延び且つ底部からブラシ２６を駆動させる駆動シャフトを介してブラシを駆動させることもできる。
【００５９】
未濾過液排出部５を介して除去される未濾過液流を図示しないポンプによってサポートすることができる。濾過液出口も図示しないポンプによってサポートすることができる。濾過液の側には、適切な流れ生成によって、底部１４の底面に沿う濾過液の循環を生み出すことができる。これは、スクリーン表面にわたって一定で且つバランスの良い底部からの膜貫通圧力降下をもたらす。
【００６０】
本発明によれば、２つの作用、すなわち、遠心力に起因して非常に大きく重い成分が未濾過液チャンバの壁に押し付けられるハイドロサイクロンの作用と、フィルタディスク４による精密濾過の作用とが組み合わされる。したがって、本発明によれば、粗いフィルタと細かいフィルタとの組み合わせを必要とせず、１つのフィルタユニットだけで済む。
【００６１】
ビールの濾過に関連して本発明に係る本フィルタまたはフィルタ方法について説明してきた。しかしながら、このタイプのフィルタは、例えば、テンサイドおよび胞子などが濾過して除去されるべき医薬分野での濾過にも同様に適している。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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