(57)【要約】  固体／流体分離モジュールおよび機器は、５０％を超える固体含有率を有するろ過された塊を生成する流体が含まれる固体の処理を可能にする。バレル部またはろ過部分を形成するために一緒に締め付けられた第１および第２のフィルタブロックを有する分割フィルタモジュールが、バレルとバレル内のコンベヤスクリューとを含む固体／流体分離装置で使用するために開示される。分割フィルタモジュールは、分解または分離装置、あるいはコンベヤスクリューの除去を行うことなく、フィルタブロックの交換、メンテナンス、または修理を可能にする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体／流体分離プレスのためのフィルタユニットであって、前記プレスが、固体／流体混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、前記少なくとも１つのコンベヤスクリューを収容するための、コア流路の長手方向部分をそれぞれ画定する少なくとも２つのバレルモジュールに分けられるバレルとを有し、前記バレルモジュールのうちの少なくとも１つが、流体収集チャンバを画定するハウジングを有するフィルタモジュールである、フィルタユニットにおいて、
対称面に沿って接合されるとき、前記コア流路を画定するための前記コア流路の縦対称面に沿って接合可能な第１および第２のフィルタブロックであって、前記フィルタブロックが、前記コア流路の前記長手方向部分を一緒に画定する前記ハウジングおよび接合されるフィルタ部分のために、前記ハウジングに密封可能に取付け可能である、第１および第２のフィルタブロックを備え、
前記フィルタブロックのうちの少なくとも１つが、平坦な前面および後面と、前記コア開口に設置される内縁と、前記収集チャンバとの接触のための外縁とを有する複数のバレルプレートを含む積層ブロックであり、前記バレルプレートがプレートスタックで前後に密閉式に重ねられ、
前記フィルタブロックのうちの少なくとも１つが前記内縁から前記外縁まで延びるフィルタ流路を含む
ことを特徴とする、フィルタユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタユニットにおいて、前記バレルプレートのうちの少なくとも１つが、フィルタプレートとして構成され、前記フィルタ流路を含むことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項３】
請求項２に記載のフィルタユニットにおいて、前記フィルタ流路が前面および／または後面にあることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項４】
請求項１に記載のフィルタユニットにおいて、前記バレルプレートのうちの少なくとも１つの対が、前記フィルタ流路を画定するフィルタプレート対として構成されることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項５】
２つのコンベヤスクリューを含む分離プレスで使用する請求項１乃至４の何れか１項に記載のフィルタユニットにおいて、前記コア流路の前記対称面が、各コンベヤスクリューの長手軸を通って延びることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項６】
請求項５に記載のフィルタユニットにおいて、各フィルタブロックが積層ブロックであることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項７】
請求項５に記載のフィルタユニットにおいて、前記フィルタブロックの一方が固体ブロックであり、他方のフィルタブロックが積層ブロックであることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項８】
請求項６または７に記載のフィルタユニットにおいて、各積層ブロックでは、前記プレートスタックが一対の端部プレートの間で圧縮されることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項９】
請求項８に記載のフィルタユニットにおいて、各積層ブロックが、前記プレートスタックの前記バレルプレートを位置合わせするための、および前記プレートスタックおよび端部プレートを前記バレルプレートが前後に重ねられるフィルタブロックに圧縮するための積層構造を含むことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載のフィルタユニットにおいて、対称面に沿って前記第１および第２のフィルタブロックを一緒に締め付け、前記コア流路の一部を画定する締め付けられたブロックを形成する締付構造をさらに備えることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載のフィルタユニットにおいて、各フィルタプレート、またはフィルタプレート対が、複数のフィルタ流路を含むことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項１２】
請求項１１に記載のフィルタユニットにおいて、各フィルタプレート、またはフィルタプレート対が、あらかじめ選択された孔径を有し、各フィルタ流路が前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口面積を有することを特徴とするフィルタユニット。
【請求項１３】
請求項１１に記載のフィルタユニットにおいて、各プレートスタックがあらかじめ選択されたフィルタ孔径と、あらかじめ選択された空隙率とを有し、各フィルタ流路が前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口領域を有し、各フィルタプレートまたはフィルタプレート対が、前記コア開口の合計表面、前記あらかじめ選択された孔径、およびフィルタ流路の数から計算されるプレート空隙率を有し、前記プレートスタックが、あらかじめ選択された空隙率／プレート空隙率の比と少なくとも等しい、多数のフィルタプレートまたはフィルタプレート対を含むことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項１４】
固体／流体分離プレスのためのフィルタユニットであって、前記プレスが、固体／流体混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、前記少なくとも１つのコンベヤスクリューを収容するための、コア流路の長手方向部分をそれぞれ画定する少なくとも２つのバレルモジュールに分けられるバレルとを有し、前記バレルモジュールのうちの少なくとも１つが、流体収集チャンバを画定するハウジングを有する分離モジュールである、フィルタユニットにおいて、
平坦な前面および後面と、前記コア流路と寸法および形状が略等しいコア開口を画定する内縁と、外縁とを有する複数のバレルプレートであって、各バレルプレートが前記コア流路の対称面に沿って第１および第２の分割プレートに分けられる、複数のバレルプレートと、
前記第１の分割プレートを第１のプレートスタックに、および前記第２の分割プレートを第２のプレートスタックに位置合わせするための積層構造であって、前記第１および第２の分割プレートがそれぞれ前記第１および第２のプレートスタックで前後に重ねられ、前記第１および第２のプレートスタックを第１および第２のフィルタブロックに圧縮するためであり、前記第１および第２の分割プレートがそれらのそれぞれのプレートスタックで互いと密閉式に係合される、積層構造と、
前記対称面に沿って前記第１および第２のフィルタブロックを一緒に締め付け、前記コア流路の一部および前記バレルの一部を形成する締め付けられたブロックを形成するための締付構造と
を備え、
前記第１および第２のプレートスタックのうちの少なくとも１つにおける前記第１および第２の分割プレートのうちの少なくとも１枚が、前記内縁から前記外縁まで延びるフィルタ流路を画定する
ことを特徴とする、フィルタユニット。
【請求項１５】
固体／流体分離プレスのための固体／流体分離モジュールであって、前記プレスが、固体／流体混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、前記少なくとも１つのコンベヤスクリューのためのコア流路を画定するバレルとを含み、前記コア流路が各押出し機スクリューのために長手軸を有する、固体／流体分離モジュールにおいて、
前記押出し機バレルへの一体化および加圧可能な流体収集チャンバの画定のためのハウジングであって、前記少なくとも１つのコンベヤスクリューのためのコア開口と一対の対向する取り外し可能な蓋とをそれぞれ有する前壁および後壁を含む、ハウジングと、
前記収集チャンバから前記フィルタユニットの前記コア流路を密閉するために前記前壁と後壁の間で前記ハウジングに密閉式に取り付けられる請求項１乃至１４の何れか１項に記載のフィルタユニットと
を備えることを特徴とする、固体／流体分離モジュール。
【請求項１６】
請求項１５に記載の固体／流体分離モジュールにおいて、前記ハウジングが、液体および気体のための別々のドレンを含むことを特徴とする固体／流体分離モジュール。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の固体／流体分離モジュールにおいて、前記前壁と後壁の間で前記ハウジングに前記締め付けられたブロックを係止し、前記収集チャンバから前記コア流路を密閉するための、前記前壁および後壁と前記締め付けられたブロックとの間の係止構造をさらに備え、前記係止構造が、前記締め付けられたブロックが前記前壁と後壁の間で締まりなく設置され、前記フィルタブロックを前記ハウジングから除去することができる開位置と、前記係止構造が前記前壁と後壁の間で前記締め付けられたブロックを係止し、前記締め付けられたブロックで画定される前記コア流路を前記収集チャンバから密閉する閉位置との間で可動である、ことを特徴とする固体／流体分離モジュール。
【請求項１８】
固体／流体含有混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、前記少なくとも１つの押出し機スクリューのためのコア流路を画定するバレルとを含む固体／流体分離プレスであって、前記コア流路が各押出し機スクリューのために長手軸を有し、前記バレルが、少なくとも１つが請求項１７で定義される固体／流体分離モジュールである少なくとも２つのバレルモジュールを含むことを特徴とする、固体／流体分離プレス。
【請求項１９】
請求項１８に記載の固体／流体分離プレスにおいて、すべてのバレルモジュールが固体／流体分離モジュールであることを特徴とする固体／流体分離プレス。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の固体／流体分離プレスにおいて、各固体／流体分離モジュールがあらかじめ選択された孔径を有し、各フィルタ流路が前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口面積を有することを特徴とする固体／流体分離プレス。
【請求項２１】
請求項２０に記載の固体／流体分離プレスにおいて、各固体／流体分離モジュールが、前記あらかじめ選択された孔径によって分けられる前記コア開口の合計表面と、前記フィルタブロックのフィルタ流路の数とから計算されるあらかじめ選択された空隙率を有することを特徴とする固体／流体分離プレス。
【請求項２２】
請求項２１に記載の固体／流体分離プレスにおいて、各固体／流体分離モジュールが異なる孔径および／または空隙率を有することを特徴とする固体／流体分離プレス。
【請求項２３】
固体／流体含有混合物から流体を分離するための、請求項１８乃至２１の何れか１項に記載の固体／流体分離プレスの使用。
【請求項２４】
請求項２３に記載の使用において、前記固体／流体混合物がバイオマスであることを特徴とする使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年５月３０日に出願された「Ｓｐｌｉｔ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｂｌｏｃｋ  Ｆｏｒ  Ｅｘｔｒｕｄｅｒ  Ｐｒｅｓｓ」と題される米国仮特許出願第６２／００５，３５１号明細書の優先権を主張し、その開示内容は本願に完全に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、さまざまな種類の固体／流体混合物の分離のための固体／流体分離機器および方法に広く関連するものである。さらに、本開示は、多種多様な固体／流体混合物の分離に使用できるロータリープレス装置、特に、改良されたスクリュープレス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
固体／流体分離による固体／流体混合物の処理のためのさまざまなプロセスが知られている。それらは一般に、かなりの滞留時間および高圧、時には高温を必要とする。従来の固体／流体分離設備は、高い固体／流体分離率の達成、および液体含有率の低い分離された固体に関して満足のいくものではない。
【０００４】
圧力下での液体スラリーの洗浄およびそれに続く濃縮を含むプロセスは、目詰まりなしに圧力下で運転可能な固体／液体分離機器を必要とする。たとえば、リグノセルロース系バイオマスの前処理におけるプロセス効率の主要な構成要素は、加水分解ヘミセルロース糖、トキシン、インヒビタ、および／またはその他の抽出物を洗浄して、固体バイオマス／セルロース画分から搾り取る機能である。セルロースの前処理に必要な高温および高圧下で固体を液体から効率的に分離することは、従来の機器では困難である。
【０００５】
多くのバイオマス対エタノールプロセスは湿潤繊維スラリーを生成し、それから溶解された成分、気体、および液体をさまざまなプロセスステップで分離し、固体および／または繊維状部分を隔離しなければならない。固体／流体分離は一般にろ過によって、およびバッチ作業でフィルタプレスによって、または連続的にスクリュープレスなどの回転プレスによって行われる。
【０００６】
固体／流体または固体／液体分離は、食品加工（油抽出）、湿潤抽出プロセスにおける廃棄ストリーム量の低減、脱水プロセス、または懸濁固体除去など、多くの他の商業的プロセスにおいても必要である。
【発明の概要】
【０００７】
市販のスクリュープレスを使用して固体／液体スラリーから水分を除去することができる。従来のプレスで実現可能な脱液化固体ケーキは一般にわずか４０〜５０％の固体を含み、残った水分は大部分が水である。この分離レベルは、ろ過ステップの後に別の希釈または処理ステップが続く場合は満足できるが、スラリーの最大脱水を望む場合は満足できない。この満足できない低い固体含有率は、従来のスクリュープレスが扱うことができる比較的低い最大圧力のためであり、それは一般に約１００〜１５０ｐｓｉｇ以下の分離圧力である。排水スクリューと組み合わせた商業的モジュラースクリュー装置（ＭＳＤｓ：Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ  Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｓｃｒｅｗ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）を使用することができ、これは最大３００ｐｓｉのより高い圧力で動作可能である。しかしながら、それらの欠点は固有の費用、複雑さ、および５０％以下の固体含有率の連続されるフィルタケーキ制限である。
【０００８】
固体／流体分離の間、固体画分中に残留する液体の量は、適用される分離圧力の量、固体ケーキの厚さ、およびフィルタの空隙率に依存する。フィルタの空隙率は、フィルタ孔の数および寸法に依存する。圧力低下、ケーキ厚の増加、またはフィルタ空隙率の低減はすべて、結果として、液体／固体分離度の低減、および固体画分の最終乾燥度低減をもたらす。
【０００９】
特定の固体ケーキ厚さおよびフィルタ空隙率に対し、最大分離は可能な最も高い分離圧力で達成される。さらに、特定の固体ケーキ厚さおよび分離圧力に対し、最大分離はもっぱらフィルタの孔径に依存する。
【００１０】
高い分離圧力は、プレス内でその分離圧力に耐えることができる強力なフィルタ媒体をあいにく必要とし、ろ過プロセスの制御を困難にし、必要な機器を非常に高価なものにする。ＭＳＤのフィルタ媒体は一般に、穴の開いた圧力ジャケットの形態である。使用される分離圧力が高いほど、フィルタ媒体（圧力ジャケット）は、それらの圧力に耐えるためにより強力である（より厚い）必要がある。圧力ジャケットが厚いほど、排水孔はより長く、孔を通る流れ抵抗はより大きくなる。したがって、低圧ジャケット（薄いジャケット）と同じフィルタ貫流能力を高圧ジャケット（厚いジャケット）で実現するためには、孔の数を増やさなければならない。しかし、孔の数を増やすことにより圧力ジャケットは脆弱化し、フィルタユニットの圧力収容能力を再度減少させる。より長い孔によるより大きい流れ抵抗を克服する別のアプローチは、孔の直径を大きくすることである。しかしながら、これは小さい固体を保持するためのフィルタの収容能力を制限し、または、目詰まり問題の増加につながることがある。したがって、フィルタの許容可能な孔径は、固体画分の繊維および粒子の寸法によって制限される。液体画分の明瞭さは、もっぱらフィルタ媒体の孔径によって制限され、大きすぎる孔は、液体／固体分離効率を低下させ、場合によっては、下流側設備の目詰まりにつながる。
【００１１】
時間が経つにつれて、フィルタ媒体は懸濁固体で目詰まりする傾向があり、それらの生産速度を低下させる。これは特に、セルロース前処理に必要な高圧の場合にあてはまる。したがって、詰まりを一掃し、生産速度を回復するために、逆洗の液体の流れが一般に必要とされる。いったんフィルタが詰まると、媒体を逆洗するために高圧を必要とする。生産速度を最大化して、たとえば、高いセルロース前処理プロセス効率を得るための連続的なプロセスでの、１０００ｐｓｉｇを超える圧力で動作するフィルタ媒体を用いた運転の場合、これは特に問題を孕んでいる。
【００１２】
従来のシングル、ツイン、またはトリプルスクリュー押出し機は、バイオマスの低いエネルギーの前処理に必要な滞留時間を有さず、バイオマスの前処理に有用かつ効果的な固体／流体分離装置も有しない。米国特許第３，２３０，８６５号明細書および米国特許第７，３４７，１４０号明細書は、穴の開いたケースを有するスクリュープレスを開示している。そのようなスクリュープレスの動作圧力は、穴の開いたケースの低強度のために低い。米国特許第５，５１５，７７６号明細書は、プレスジャケットに排水孔を有するウォームプレスを開示し、これにより排出される液体の流れ方向の断面積が増大する。米国特許第７，３５７，０７４号明細書は、プレス内で圧縮されるバルク固体から水を排出するための複数の孔を有する円錐状脱水ハウジングを有するスクリュープレスを対象とする。ここでも、穴の開いたケースまたはジャケットが使用される。容易に理解されるように、ハウジングの孔の数が増えるほど、ハウジングの圧力抵抗は低くなる。さらに、ハウジングまたはプレスジャケットに孔を開けることは、微細な固体の分離のため非常に小さい開口が望まれるときの深刻な難題に関連する。
【００１３】
米国特許出願公開第２０１２／０１１８５１７号明細書は、高圧での固体／流体分離のために高い内部圧力のプレス装置で使用するための高い空隙率を有する固体／流体分離モジュールを開示している。フィルタモジュールは、排水システムを作成する一対のプレートからそれぞれ作られるフィルタパックを含む。切り通しの溝穴を有するフィルタプレートは、除去される液体のための流路を作成し、裏地プレートは、流路の液体のための排流路を作成する。さらに、裏地プレートは、絞り作用の間、プレスにおける固体の内部圧力を含むための構造的支持を提供する。フィルタ孔径は、フィルタプレートの厚さおよび／またはフィルタプレートの溝穴の開口幅によって調整される。孔径を最小化するために、フィルタプレート厚さおよび排水溝穴幅は最小化される。しかしながら、この分離モジュール、ならびに上で論じられたすべての他の従来の分離装置では、目詰まりした分離モジュールまたはフィルタの逆洗は、目詰まりした塊の放出、あるいは分離モジュールまたはフィルタを目詰まりさせるすべての塊の完全除去を達成するのに十分ではないことがある。そのため、分離機器は、分離モジュールまたはフィルタの全体の洗浄のために分解しなければならない。しかしながら、この分解は非常に時間がかかり、特に、フィルタプレートを有する分離モジュールが使用されるとき、多くの場合、コンベヤスクリューの除去および設置を必要とする。したがって、改良された固体／流体分離装置が望まれている。
【００１４】
先行する固体／液体分離装置およびプロセスの少なくとも１つの欠点を取り除くまたは軽減することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
固体／流体分離装置の動作およびメンテナンスを改善するために、本発明は、固体／流体混合物から流体を分離するための、分割フィルタユニットを有する固体／流体分離モジュールを提供する。モジュールは、モジュラースクリュー装置またはスクリュー押出し機などの固体／流体分離装置に組み込むことができ、装置を分解することなく、特に、スクリューまたは押出し機スクリューを除去することなく、フィルタユニットの組立または除去を可能にする。モジュールは、たとえば大口径スクリュー押出し機で、たとえば３００ｐｓｉｇを超える圧力で固体／流体混合物を圧縮するために使用されてもよい。
【００１６】
メンテナンスコストを低減した上での運転融通性の改善を達成するために、本発明の固体／流体分離モジュールは好ましくは、フィルタブロックの交換のために、分離モジュール以外の任意の部分を分解することなく、スクリューの回転の停止のみ必要とする。これは、対称面に沿って接合されたときにコア流路を画定するための、押出し機スクリューのコア流路の長手方向対称面に沿って接合可能な第１および第２のフィルタブロックを含む、本発明による分割フィルタユニットによって達成される。フィルタブロックは、ハウジングおよび接合されたフィルタ部分がコア流路の長手方向部分を一緒に画定するように、ハウジングに密閉可能に取付け可能である。フィルタブロックの少なくとも１つは、平坦な前面および後面と、コア開口に設置される内縁と、分離モジュールの流体収集チャンバとの接触のための外縁とを有する複数のバレルプレートを含む積層ブロックである。複数のバレルプレートは、プレートスタックで前後に密閉して重ねられる。第１および第２のフィルタブロックのうちの少なくとも１つは、内縁から外縁まで延びるフィルタ流路を含む。
【００１７】
異なる実施形態では、分離モジュールは、それぞれが押出し機スクリューを受け入れるための中央穴を有し、それぞれが中央穴の対称中心線にわたって延びる分離面に沿った第１および第２の部分に分割するバレルプレートのスタックから作製されるフィルタユニットを含む。バレルプレートがフィルタブロックに重ねられるとき、第１および第２のプレート部へのバレルプレートの分割は、コンベヤスクリューのまわりに配置できる第１および第２のフィルタブロックへの、分離平面に沿ったフィルタブロックの分割につながる。
【００１８】
何れかの実施形態では、積層プレートを含む各フィルタブロックはまた、積層プレートまたは積層プレート部を位置合わせするための、そしてそれらをフィルタブロックに組み合わせるための積層構造を含む。分離モジュールは、コンベヤスクリューのまわりに第１および第２のフィルタブロックを締め付けるための締付構造をさらに含み、押出し機スクリューを取り囲み、分離面に沿って穴を密閉する締め付けられたフィルタブロックを形成する。積層バレルプレートの少なくとも１つは、液体を中央穴から排水するためのフィルタ流路を画定するフィルタプレートとして構成される。
【００１９】
分割ブロックフィルタユニットに加えて、本発明による分離モジュールは、スクリュー押出し機のバレルへの一体化のためのハウジングを含み、ハウジングは、締め付けられたフィルタブロックを収容するための加圧可能な流体収集チャンバを画定する。ハウジングは、取り外し可能である対向する蓋を有し、同時に、ハウジングはバレルに組み込まれる。取り外し可能な蓋は、ハウジングからの締付構造および第１および第２のフィルタブロックへのアクセスおよびそれの除去を可能にする。ハウジングは好ましくは、フィルタブロックをハウジングから除去できる開位置と、圧縮構造が締め付けられたフィルタブロックをハウジングに係止するために、そして締め付けられたフィルタブロックによって画定されるコア流路の収集チャンバからの密閉のためにフィルタブロックを係合および圧縮する係止位置との間の移動のための、密閉および圧縮構造をさらに含む。
【００２０】
押出し機からのフィルタユニットの除去のために、対向する蓋はハウジングから除去され、圧縮構造は開位置に移動され、そして、締付構造は締め付けられたフィルタブロックから除去されて、第１および第２のフィルタブロックのハウジングからの除去を可能にする。次いで、交換フィルタブロック、異なるフィルタブロック、または洗浄後の同じフィルタブロックの設置が、逆の順序で達成される。シールは好ましくは、中央穴の改良されたシーリングのために、分離面の第１および第２のフィルタブロックの間に挿入され、さらなるシールが好ましくは、圧縮構造と締め付けられたブロックとの間、およびハウジングと取り外し可能な蓋との間に設けられる。
【００２１】
フィルタ流路は、フィルタプレートにフィルタ溝穴を切ることによって、または単にフィルタプレートの表面に流体通路をへこませることによって、フィルタプレートに直接、形成することができる。これは、圧力ジャケットに孔を開ける従来のアプローチよりはるかに簡単に達成することができる。たとえば、へこんだフィルタ流路はフィルタプレート表面に流路をエッチングすることによって生成することができる。フィルタプレートの表面にフィルタ流路をへこませることだけでは、フィルタプレートの全体的な完全性は、切り込まれたフィルタ溝穴を有するフィルタプレートほどは影響を受けない。へこんだ流路の使用は、非常に細く浅い流路を使用することによって、はるかに小さいフィルタ孔を形成することを可能にする。たとえば、フィルタプレートに０．０１インチの幅および０．００１インチの深さのフィルタ流路を切り込むことによって、わずか０．００００１平方インチの孔径（流路の最も小さい深さ×流路の最も小さい幅）を達成することができる。
【００２２】
１つの実施形態では、第１および／または第２フィルタブロックは、複数の積層バレルプレートを含み、それぞれは、平坦な前面と、平坦な後面と、コア開口とを画定し、前面から後面まで延びる内縁と、収集チャンバと接触する外縁とを有する。バレルプレートは、隣接するバレルプレートの前面および後面の係合を密閉するためにフィルタユニットに前後に重ねられて、フィルタブロックを形成し、締め付けられたブロックで流体収集チャンバからコア開口を密閉する。バレルプレートの少なくとも１つは、前面にへこんだフィルタ流路を有するフィルタプレートとして構成され、フィルタ流路は、フィルタブロックの設置された状態の収集チャンバまでコア開口の流体を排出するために、内縁から外縁まで延びる。
【００２３】
別の実施形態では、少なくとも２つの隣接するバレルプレートは、フィルタプレート対を形成するように一緒に構成され、それらは、フィルタプレートとして、そして内縁でフィルタプレースに切り込まれた１つまたは複数のフィルタ溝穴を含む一方の機能とともに、フィルタ溝穴から外縁まで流体排出路を提供する裏地プレートとしての他の機能を有する。
【００２４】
さらに他の実施形態では、フィルタブロックの少なくとも１つにおける多数または大多数のバレルプレートは、フィルタプレートとして構成される。最も高い可能な空隙率を達成するために、各バレルプレートは、フィルタプレートとして構成されてもよい。
【００２５】
本発明のフィルタユニットでは、各フィルタプレート、またはフィルタプレート対は、少なくとも１つのフィルタ流路を含む。フィルタ空隙率を増大させるために、各フィルタプレートは複数のフィルタ流路を含むことができる。各フィルタプレートまたはフィルタプレート対のフィルタ流路の数は、フィルタプレートまたはフィルタブロック完全性を悪化させることなく、空隙率を最大化するように選択されてもよい。
【００２６】
１つの態様では、本発明は、固体／流体混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューを有する、固体／流体分離プレスのためのフィルタユニットを提供し、プレスは、少なくとも１つのコンベヤスクリューを収容するための、コア流路の長手方向部分をそれぞれ画定する少なくとも２つのバレルモジュールに分けられるバレルを有する。バレルモジュールの少なくとも１つは、流体収集チャンバを画定するハウジングを有するフィルタモジュールである。フィルタユニットは、対称面に沿って接合されるときにコア流路を画定するための、コア流路の長手方向対象面に沿って接合可能な第１および第２のフィルタブロックを含む。フィルタブロックは、コア流路の長手方向部分を一緒に画定するハウジングおよび接合されたフィルタ部分のために、ハウジングに密閉可能に取付け可能である。フィルタブロックの少なくとも１つは、平坦な前面および後面と、コア開口に設置される内縁と、収集チャンバとの接触のための外縁とを有する複数のバレルプレートを含む積層ブロックである。積層ブロックでは、バレルプレートは、プレートスタックに密閉して前後に重ねられる。フィルタブロックのうちの少なくとも１つは、内縁から外縁まで延びるフィルタ流路を含む。
【００２７】
１つの実施形態では、バレルプレートのうちの少なくとも１つは、フィルタプレートとして構成され、フィルタ流路を含む。フィルタ流路は、前面および／または後面にあってもよい。
【００２８】
別の実施形態では、バレルプレートのうちの少なくとも１つの対は、フィルタ流路を画定するフィルタプレート対として構成される。
【００２９】
本発明のフィルタユニットは、１つまたは２つのコンベヤスクリューを含む固体／流体分離プレスで使用することができ、１つより多いコンベヤスクリューが使用されるとき、フィルタブロックが接合されるコア流路の対称面は、各コンベヤスクリューの長手軸を通って延びる。
【００３０】
第１および第２のフィルタブロックの一方または両方は、積層ブロックでもよい。あるいは、一方のフィルタブロックは固体ブロックでもよく、同時に、他方のフィルタブロックは積層ブロックである。
【００３１】
本発明のフィルタユニットでは、積層ブロックは、バレルプレートおよび／またはフィルタプレートおよび一対の端部プレートのスタックを含んでもよく、プレートスタックは一対の端部プレートの間で圧縮される。積層ブロックはまた、プレートスタックのバレル／フィルタプレートを位置合わせするための、そして、プレートスタックをバレルプレートが前後にそして端部プレートの間で重ねられる積層ブロックに圧縮するための、積層構造を含んでもよい。
【００３２】
本発明のフィルタユニットは、対称面に沿って第１および第２のフィルタブロックを一緒に締め付けるための締付構造をさらに含み、締め付けられたブロックを形成し、コア流路の一部を画定してもよい。
【００３３】
各フィルタプレートまたはフィルタプレート対は、あらかじめ選択された孔径を有することができ、それによって、各フィルタ流路は前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口面積を有する。さらに、各プレートスタックは、あらかじめ選択されたフィルタ孔径およびあらかじめ選択された空隙率を有してもよく、それによって、各フィルタ流路は前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口面積を有し、各フィルタプレートまたはフィルタプレート対は、コア開口の合計表面、あらかじめ選択された孔径、およびフィルタ流路の数から計算されるプレート空隙率を有する。そのため、プレートスタックは、あらかじめ選択された空隙率／プレート空隙率の比と少なくとも等しい、多数のフィルタプレートまたはフィルタプレート対を含む。
【００３４】
別の態様では、本発明は、固体／流体混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、少なくとも１つのコンベヤスクリューを収容するための、コア流路の長手方向部分をそれぞれ画定する少なくとも２つのバレルモジュールに分けられるバレルとを有する固体／流体分離プレスのためのフィルタユニットを提供し、バレルモジュールのうちの少なくとも１つは、流体収集チャンバを画定するハウジングを有するフィルタモジュールである。フィルタユニットは、平坦な前面および後面と、コア流路と等しい寸法および形状のコア開口を画定する内縁と、外縁とを有する複数のバレルプレートを含む。フィルタユニットの分解を可能にするために、各バレルプレートは、コア流路の対称面に沿って、第１および第２の分割プレートに分けられる。このフィルタユニットは、第１の分割プレートを第１のプレートスタックに、第２の分割プレートを第２のプレートスタックに位置合わせするための積層構造であって、第１および第２の分割プレートがそれぞれ第１および第２のプレートスタックで前後に重ねられる積層構造と、第１および第２のプレートスタックを第１および第２のフィルタブロックに圧縮するための積層構造であって、第１および第２の分割プレートがそれらのそれぞれのプレートスタックで互いと密閉して係合される積層構造とをさらに含む。このフィルタユニットは、対称面に沿って第１および第２のフィルタブロックを一緒に締め付けるための締付構造をさらに含み、コア流路の一部およびバレルの一部を形成する。第１および第２のプレートスタックのうちの少なくとも１つにおける第１および第２の分割プレートのうちの少なくとも１つは、内縁から外縁まで延びるフィルタ流路を画定する。
【００３５】
さらに他の態様では、本発明は、固体／流体混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、少なくとも１つのコンベヤスクリューのためのコア流路を画定するバレルとを含む固体／流体分離プレスのための固体／流体分離モジュールを提供し、コア流路は各押出し機スクリューの長手軸を有する。分離モジュールは、押出し機バレルへの一体化のための、そして加圧可能な流体収集チャンバを画定するためのハウジングを含み、ハウジングは、押出し機バレルに一体化されるときにハウジングから取り外し可能な一対の対向する蓋を有する。モジュールは、本発明によるフィルタユニットをさらに含み、そのフィルタユニットは、収集チャンバからコア開口を密閉するために、ハウジングに密閉式に取り付けられる。固体／流体分離モジュールの１つの実施形態では、ハウジングは液体および気体のための別々のドレンを含む。
【００３６】
さらに別の態様では、本発明は、固体／流体含有混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、少なくとも１つの押出し機スクリューのためのコア流路を画定するバレルとを含む固体／流体分離プレスを提供し、コア流路は各押出し機スクリューの長手軸を有し、バレルは少なくとも１つが本発明による固体／流体分離モジュールである少なくとも２つのバレルモジュールを含む。固体／流体分離プレスの１つの実施形態では、すべてのバレルモジュールは、本発明による固体／流体分離モジュールである。別の実施形態では、各固体／流体分離モジュールがあらかじめ選択された孔径を有し、各フィルタ流路は前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口面積を有する。フィルタモジュールは、あらかじめ選択された孔径によって分けられるコア開口の合計表面と、フィルタブロックのフィルタ流路の数とから計算されるあらかじめ選択された空隙率を有してもよい。
【００３７】
さらに別の態様では、本発明は、固体／流体含有混合物、たとえば、リグノセルロース系バイオマスなどのバイオマスから流体を分離するための、本発明に応じた固体／流体分離プレスの使用を提供する。
【００３８】
本発明による分離モジュールは、１つの実施形態において、５％〜２０％の空隙率（合計フィルタ表面に対する合計孔面積）を有するフィルタユニットを含み、５〜２０％または１１〜２０％のフィルタ空隙率で、３００ｐｓｉｇ〜１０，０００ｐｓｉｇの動作圧力に耐えるように構成される。各フィルタプレートは、０．０００５〜０．００００１平方インチの孔径を有する複数のフィルタ流路を含んでもよい。
【００３９】
別の実施形態では、フィルタユニットは、微細な固体の分離用の０．００００１平方インチの孔径を有する流路を有するフィルタ頭と、５．７％の空隙率と、２，５００ｐｓｉｇの圧力耐性とを含む。さらに別の実施形態では、フィルタユニットは、０．０００５平方インチの孔径を有する孔と、２０％の空隙率と、５，０００ｐｓｉｇの圧力抵抗とを含む。さらなる実施形態では、フィルタユニットは、０．００００５平方インチの孔径の孔と、１１．４％の空隙率とを含む。さらに他の実施形態では、フィルタユニットは、０．００００１平方インチの孔径を有する孔と、２０％の空隙率とを含む。
【００４０】
本発明によるフィルタユニットでは、孔径は、フィルタ流路の幅および深さの一方または両方を変えることによって制御することができる。フィルタプレートの完全性を最大限維持するために、フィルタ流路の深さはできるだけ小さく維持される可能性があり、孔径はフィルタ流路幅を変えることによって制御される可能性がある。フィルタ流路の幅は０．１インチから０．０１インチまで変化してもよく、フィルタ流路の深さは、０．００１インチから０．００５インチまで変化してもよい。フィルタプレートのフィルタ流路はすべて、同じ孔径を有してもよく、または、異なる孔径を有してもよい。
【００４１】
本発明による固体／流体分離プレスでは、分離モジュールがプレスのバレルに取り付けられ、コア開口がプレスの押出し機スクリューまたはスクリューの長手方向部分を嵌合的に受け入れるように寸法決めされる。コンベヤスクリューは好ましくは、圧縮された材料をフィルタ表面から連続的に掻き取る一方で同時にかなりの分離圧力を生成するように、締め付けられたフィルタブロックの中央穴と近い公差を有する。少量の繊維がフィルタブロックの表面に捕捉された場合、繊維はコンベヤスクリューによってより小さい片にせん断され、最終的にフィルタユニットを通過し、非常に微細な粒子として液体ストリームと一緒に排出される。これは、高圧および高温環境において、固体／流体混合物の固体および液体部分の分離を可能にする固体／流体分離装置を提供する。
【００４２】
固体／流体分離プレスのさらなる実施形態では、プレスはツイン噛合コンベヤスクリューを含み、分離モジュールはツインスクリュープレスのバレルに取り付けられ、中央穴はかみ合うコンベヤスクリューの一部を嵌合的に受け入れるように寸法決めされる。ハウジングは、収集チャンバから液体および気体を別々に排出するための別々の液体出口および気体出口を有してもよい。
【００４３】
本開示の他の態様および特徴は、特定実施形態の以下の記載を添付図面と併せて再考察すると、当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
本明細書に記載の実施形態をより深く理解するために、およびどのようにそれらを実行できるかをよりはっきり示すために、次に例示的実施形態を示す添付図面を単に例として参照する。
【００４５】
【図１】図１は、本発明による一対の固体／流体分離モジュールを含む例示的な固体／流体分離装置の部分的概略側面図である。
【図２】図２は、例示的な固体／流体分離モジュールの斜視図である。
【図３】図３は、図２の固体／流体分離モジュールを分解図で示す。
【図４】図４は、図２の固体／流体分離モジュールを通しての垂直断面を示す。
【図５】図５は、図２の固体／流体分離モジュールの部分破断図である。
【図６】図６は、本発明による例示的な分割フィルタモジュールの斜視図である。
【図７】図７は、図６の分割フィルタモジュールの下部フィルタプレートスタックの斜視図である。
【図８】図８は、図６の分割フィルタモジュールの上部フィルタプレートスタックの斜視図である。
【図９】図９は、図８の上部フィルタプレートスタックを分解図で示す。
【図１０】図１０は、図７または８の上部または下部フィルタプレートスタックに含めるための例示的なフィルタプレートの軸平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
当然のことながら、説明を簡略かつ明確にするために、適切と考えられる場合、参照番号は、対応または類似する要素またはステップを示すために、図面を通して繰り返される場合がある。さらに、本明細書に記載した例示的実施形態の完全な理解を実現するために、多数の特定の詳細が記載される。しかしながら、当業者であれば、本明細書に記載される実施形態は、これら特定の詳細なしに実行できることを認識するであろう。他の例では、周知の方法、手順および構成要素は、本明細書に記載の実施形態を曖昧にしないように、詳細に記載されていない。さらに、本記載は、本明細書に記載の実施形態の範囲を制限しているとは決してみなされず、むしろ本明細書に記載のさまざまな実施形態の実行を単に記載しているとみなされる。
【００４７】
本発明のフィルタユニットは、シングルスクリュー、ツインスクリュー、多軸スクリュー固体／流体分離プレス、たとえば、平行または非平行スクリューを有するツインスクリュー押出し機組立体での使用が意図され、ここでスクリューのねじ山が、少なくとも押出し機バレルの長さの一部に沿って介在またはかみ合わされ、スクリューの間、および各スクリューとバレルとの間に密接な隙間空間を画定している。しかしながら、本発明のフィルタユニットは、２つより多いコンベヤスクリューを有するスクリュー押出し機で使用することもできる。
【００４８】
本発明者らは、固体／流体分離装置のための分割フィルタユニット、すなわち固体／流体分離装置またはプレスで使用するための固体／流体ろ過装置、たとえばスクリュープレスコンベヤまたはモジュラースクリュー装置を開発したが、このろ過装置は、分離装置の分解を必要とすることなく、固体／流体分離装置またはプレスに設置および／あるいは固体／流体分離装置またはプレスから除去することができ、任意の組立または分解は分離装置の分離モジュールに限定され、分離モジュールはフィルタユニットを収容する。特に、本発明のフィルタユニットは、分離装置からコンベヤスクリューを除去することなく、分離モジュールに設置または分離モジュールから除去することができる。
【００４９】
この利点に加えて、本発明のフィルタユニットは、超高圧（最大２０，０００ｐｓｉｇ）に対処可能であるバレルプレートスタックフィルタを含むことができる。バレルプレートのいくつかまたはすべては、商業的に入手できるスクリュープレスろ過装置の個体レベルを５０〜９０％上回る固体レベルを達成することができる文書整理係プレートスタックを作成するフィルタプレートとして構成することができる。フィルタプレートスタックは、非常に小さい孔径のフィルタのさらなる利点を提供することができ、このフィルタで抽出された液体部分は、懸濁された固体をほとんど含まない。本発明による高圧フィルタユニットとツインスクリュー押出し機プレスとの組合せは、８０％を上回る固体レベルの実質的に乾燥したケーキを生成することが可能な固体／液体分離装置をもたらすことができる。本発明によるフィルタユニットを含む本発明によるツインコンベヤスクリュープレスは、３００ｐｓｉを超える圧力で薄い層の固体／流体混合物を処理することができる一方、捕捉され束縛された液体および水に、フィルタユニットを介して混合物から移動するための経路を同時に与えることができる。
【００５０】
本発明によるフィルタユニットを有するスクリュープレスまたは押出し機プレスを使用して、固体／流体混合物にかなりのせん断力／応力を加えることができ、その力は薄いケーキ内に加えられ、フィルタユニットを介して移動する液体を解放する。最も重大なことには、フィルタユニットは、コンベヤスクリューまたはスクリューのまわりに設置することができる分割ブロックフィルタユニットであり、フィルタユニットの組立および分解のために、スクリュープレスの分解、すなわちコンベヤスクリューまたはスクリューの除去はもはや必要でない。したがって、ツインスクリュー押出し機プレスで使用されるとき、この分割ブロックフィルタユニットは、目詰まりしたフィルタユニットの洗浄と関連する休止時間および修理コストの量を削減することによって、かなりの利益を提供する。
【００５１】
次に図を参照すると、図１は、本発明による分割ブロックフィルタユニットを有する分離モジュール２００を含む例示的な固体／流体分離装置２０を概略的に示す。例示的な機器は、バレルモジュール１２を有するバレル２１と、分離モジュール２００とを含むツインスクリュー押出し機である。押出し機は、中間ギヤボックス駆動装置２４を介してモータ２６で駆動され、モータおよびギヤボックスの両方は従来型の構成要素である。示される例示的な実施形態の分離モジュールはバレルモジュール１２より大きい軸方向長さを有するように示されるが、別の実施形態では、分離モジュール２００の軸方向長さを、バレルモジュール１２の長さと同一であるように調整することができ、バレルモジュールと分離モジュールとの交換が可能であり、逆もまた同じである。ここで、本発明による分割フィルタユニットを含む分離モジュール２００は、以下でより詳細に記載される。
【００５２】
本発明による例示的な固体／流体分離モジュール２００の斜視図が、図２に単独で示される。分離モジュール２００は、ハウジング１００と、ハウジングに含まれる分割ブロックフィルタユニットとを含む。フィルタユニットは、図３〜１０を参照して、より詳細に論じられる。ハウジング１００は、左右の側壁１０１、１０２と、前壁および後壁１０３、１０４と、上蓋および底蓋１０５、１０６とを含む。壁１０１〜１０４は、側壁１０１、１０２の前縁および後縁、ならびに前壁および後壁１０３、１０４のねじ切りされた盲穴１０８と係合するボルト（図示せず）によって分離機器２０のバレル２１に組み込み可能であるケースを形成する。ハウジング１００は、任意の構成要素の最大圧力に耐えることが可能である流体収集チャンバ１１０（図３参照）を形成し、ろ過された流体を気体および液体に分離するために使用され、本発明の分割ブロックフィルタユニット３００（図６参照）を収容する。収集チャンバ１１０は、穴１０７を通って延びるボルト（図示せず）によって側壁、前壁、および後壁上にボルトで締められている上蓋および／または底蓋１０５、１０６を除去することよって開けることができる。蓋１０５、１０６はまた、ハウジングの壁１０１、１０２、１０３、１０４のうちの１つに、ヒンジ式にまたは別様に取り付け、フィルタブロックの組立または分解中に蓋を紛失するリスクを減少させてもよい。頂部気体出口１２０は、収集チャンバ１１０からの気体の排出のために、上蓋１０５に設けられる。底部液体出口１３０（図４参照）は、収集チャンバ１１０からの液体の排出のために、底蓋１０６に設けられる。前壁および後壁１０３、１０４は、分離機器２０の押出し機スクリュー（図示せず）に適合させるためのコア開口１１２を含む。高圧収集チャンバ２００は好ましくは、ハウジング１００の構成要素間で相互接触するすべての位置に適用される封止剤（図示せず）によって密閉される。
【００５３】
図３から分かるように、分離モジュール２００は、ハウジング１００と、示された例示的な実施形態においてプレートパック３１０および３２０としてそれぞれ構成される上部および下部の（または、第１および第２の）フィルタブロック３０２、３０４を有する分割ブロックフィルタユニット３００とを含む。フィルタブロック３０２、３０４は、コア開口１１２の対称面に沿って接合され、そして締付構造によって一緒に締め付けられ、締め付けられたブロック３５５を形成する。締付構造は、上部および下部締付機構３４０および３３０を含み、分割ブロックフィルタユニット３００を形成する。本発明の重要な態様によると、分割ブロックフィルタユニット３００は、ハウジング１００に設置、そしてハウジング１００から分解することができ、同時に、ハウジングは押出し機バレル２１（図１）に一体化され、押出し機スクリューは押出し機バレルを通って延びる。これは図３〜６から最もよく理解される。
【００５４】
分割ブロックフィルタユニット３００の除去のために、上部および下部蓋１０５、１０６は、分割ブロックフィルタユニット３００へのアクセスを提供するように取り外される。フィルタユニット密閉機構４００（図４）は、ハウジングのフィルタユニット３００を解除するために緩められる。次いで、上部および下部締付機構３４０および３３０が緩められ、底部締付機構は、接続ロッド３４７から切り離される。切り離されると、底部締付機構３３０は、下部フィルタブロック３０４、ここではプレートパック３２０とともにハウジング１００から抜け落ちる。上部締付機構３４０、上部フィルタブロック３０２、ここではプレートパック３１０、および接続ロッド３４７は、押出し機スクリュー（図示せず）によって支持され、ハウジングに収容されたままである。上部締付機構３４０および接続ロッド３４７のハウジング１００から上方への除去により、上部フィルタブロック３０２、ここではプレートパック３１０へのアクセスが可能になり、次いでハウジングからの除去も可能になる。次いで、プレートパック３１０、３２０の形態の上部および下部フィルタブロック３０２、３０４を、分解し、きれいにし、再び組み立て、そして再び取り付けることができる、または、単に交換することができる。押出し機スクリューのまわりおよびハウジングにおけるフィルタユニット３００の組立は逆の順序で行われ、上部フィルタブロック３０２から開始される。組立中、一対のシール３５０は、押出し機スクリューのまわりのフィルタブロックを密閉するために、フィルタブロック３０２、３０４の間に設置され、収集チャンバ１１０からコア流路１１２を密閉する。
【００５５】
上部および下部フィルタブロック３０２、３０４は、フィルタブロックの少なくとも１つが少なくとも１つのろ過流路を含む限り、それぞれ独立した固体ブロック、穴を開けられたろ過流路を有する固体ブロック、または、図７〜９に関して以下でより詳細に論じられる積層ブロックとすることができる。図１〜６に示される例示的な実施形態では、フィルタブロック３０２、３０４はどちらも、以下でより詳細に論じられるように、積層ブロック３１０、３２０である。
【００５６】
図３および６で詳細に示される締付構造の上部および下部締付機構３４０、３３０は、それぞれ、２つ以上の平行な締付バー３４４、３３４を含み、それらは離間し、フィルタユニット３００によって分離される流体がその間を通過することを可能にする。締付バー３４４、３３４は、締付バーがボルト３４８、３３８（図６）でボルト留めされ、積層ブロックのバレルプレートおよび端部プレートの締付縁３２３ｂ（図１０）によって形成される、積層ブロックの一対の横締付ショルダに載置される掛け渡しバー３４２、３３２によって、固定され、離間した関係で維持される。上部および下部締付機構３４０、３３０は、押出し機スクリューおよびフィルタブロック３０２、３０４のまわりで互いに連結され、フィルタブロックを互いに対して締め付けることを可能にし、それによって、押出し機スクリューのまわりでフィルタブロックを密閉する。上部および下部締付機構３４０、３３０は、フィルタブロック３０２、３０４を過ぎて延びる接続ロッド３４７によって接続される。上部および下部締付バー３４４、３３４は、ボルト３４６、３３６によって、接続ロッドにボルト留めされる（図３および６）。上部および下部締付機構３４０、３３０の組立体は、記載されるように、別々の締付バー３４４、３３４および掛け渡しバー３４２、３３２を含む。この構成はモジュラーアプローチを提供し、締付バーを単に追加または除去し、より長いまたはより短い掛け渡しバーを使用することによって、締付機構の長手方向の伸長または短縮を可能にする。代わりに、上部および下部締付機構３４０、３３０はそれぞれ、一体で作製することができる。
【００５７】
図８および７において別々に示される上部および下部積層ブロック３１０、３２０は、バレルプレート３１４、３２４と、端部プレートと、積層構造とから組み立てられる。端部プレートは、前部端部プレート３１１、３２１と後部端部プレート３１２、３２２とを含む。積層構造は、位置合わせロッド３１７と位置合わせボルト３１６とを含む。バレルプレート３１４、３２４は、図９に示されるように、位置合わせロッド３１７のための位置合わせ穴３２５を含む。図９に示される上部積層ブロック３１０の例示的な実施形態では、複数のバレルプレート３１４は、バレルプレート３１４と同じ基本的な全体の輪郭を有するが、プレートパックのさらなる圧縮のために非常に厚い前部および後部プレート３１１、３１２の間で圧縮される。前部および後部端部プレート３１１、３１２は、バレルプレート３１４と同じ位置合わせ穴３２５と、ボルト３１６のための凹部３１８とを含む。前部および後部端部プレート３１１、３１２にはめ込まれる締付ボルト３１６と結合する位置合わせロッド３１７は、端部プレート３１１、３１２の間でのプレートパックの締め付けに使用され、一緒にバレルプレート３１４を密閉し、上部積層ブロック３１０を形成する。下部積層ブロック３２０は、バレルプレート３２４と、前部および後部端部プレート３２１、３２２と、位置合わせロッド３１７と、位置合わせボルト３１６とを使用して、同じ方法で組み立てられ、それによって、バレルプレート３２４および端部プレート３２１、３２２は、バレルプレート３１４および端部プレート３１１、３１２に対する鏡像として形づくられる。
【００５８】
プレートスタックで位置合わせされて、圧縮されるバレルプレートを保持するための他の機構も使用することができる。位置合わせ構造は、関連する締付機構（図示せず）と一体化させることができ、それぞれ関連する締付機構とともに上部および下部フィルタブロック３１０、３２０を扱うことを可能にし、それによって、ハウジングへの挿入およびハウジングからの除去をおそらく容易にする。上部および下部積層ブロック３１０、３２０のバレルプレート３１４、３２４のうちの１つまたは複数は、フィルタプレートとして構成することができる。フィルタプレートとして構築されるそれらのバレルプレート３１４、３２４の詳細な構成は、図１０を参照して以下でより詳細に論じられる。
【００５９】
次に図３〜６を参照すると、係止機構４００は、前壁および後壁１０１、１０２の間のハウジング１００に締め付けられたブロック３５５を係止し、締め付けられたブロック３５５内を貫通するコア流路１１２から収集チャンバ１１０を密閉するように機能する。係止機構４００は、コア流路１１２と同心に配置される、前壁および後壁１０１、１０２のうちの１つに取り付けられる、またはそれと一体化される雄ねじの円筒形ベーススリーブ４０６と、ベーススリーブと螺合されるねじ切りされたキャップナット４０４と、キャップナット４０４と締め付けられたブロック３５５との間に配置される環状シール４０２と、締め付けられたブロック３５５とベーススリーブ４０６が取り付けられない前壁および後壁１０１、１０２のうちの他方との間に配置される平坦なシール４０５とを含む。ベーススリーブ４０６上のキャップナット４０４のねじ締めは、キャップナットとハウジング１００の対向する端壁との間の間隔を増加させ、一方、ねじ緩めはこの間隔を減少させる。したがって、キャップナット４０４は、フィルタユニット３００の締め付けられたブロック３５５の設置および除去のためにベーススリーブ４０６上へ完全に通される。フィルタユニット３００をハウジングで密閉するために、締め付けられたブロックがキャップナット４０４とハウジングの対向する端壁との間で密に押圧されるまで、キャップナット４０４はねじ緩めされる（図４および５参照）。図３〜６に示される回転可能な係止機構の使用によりハウジング内での締め付けられたブロックの係止および解除が容易になるが、ハウジングにおける締め付けられたブロックの確実な係止と同時に収集チャンバからコア流路を密閉するために有用な任意の他の係止構造を使用することができる。たとえば、コア開口に適合させるための開口または溝穴を有する一対の対向するくさび（図示せず）を、ベーススリーブ４０６およびキャップナット４０４の代わりに使用し、締め付けられたブロックをハウジングにくさびでとめてもよい。くさびのうちの１つは、容易に係止および解除するために、前壁および後壁１０１、１０２のうちの１つに取り付ける、またはそれと一体化させることができる。
【００６０】
図４、５、および７〜９に示されるように、フィルタユニットは積層バレルプレート３１４、３２４を含み、それらは、フィルタユニット３００で重ねられて、締め付けられると、分離機器２０のバレル２１を通って延びるコア流路１１２の一部を画定する。コア流路１１２は、コア流路に収容される押出し機スクリューの数と等しい数の、１つ、２つ、またはそれ以上の長手軸を有する。積層バレルプレートから作製されるフィルタブロックは、米国特許出願第２０１２／０１１８５１７号明細書で開示されている。しかしながら、この従来のフィルタシステムで開示されるフィルタおよび裏地プレートは、コア開口のまわりで連続的であり、したがって、コンベヤスクリューのまわりから取り外すことができないが、コンベヤスクリューが取り外されると、コンベヤスクリューから取り外す、またはフィルタプレスから分解しなければならない。押出し機スクリューを除去することなく、ハウジングから積層バレルプレートを除去することを可能にするために、本発明によるフィルタユニットは分割フィルタブロックを含む。これは、コア開口１１２の各長手軸を通って延びる対称面に沿って従来の完全バレルプレートを第１および第２の半分に分けること、または、コア開口の半分を形成するように設計されたバレルプレートから別々の分割ブロックの半分を作り上げることの何れかによって達成することができる。後者のアプローチは、以下で論じられるように、バレルプレートおよび積層ブロックの構造の簡略化を可能にするため、より好適である。バレルプレートは、２つの長手軸１１３、１１５を通って上部分割プレート３１４および下部分割プレート３２４（図６）に延びる、コア開口１１２の対称面１１７に沿って分けることができる。あるいは、フルプレートを分ける代わりに、個別の上部および下部バレルプレート３１４、３２４を別々に生成することができ、バレルプレートは、異なる設計、または、図７および８に示される鏡像設計とすることができる。鏡像設計の上部および下部バレルプレートを作製することにより、図１０に示されるような単一の種類の汎用フィルタプレート３７０を使用することが可能になり、それは上部および下部両方のバレルプレートパック３１０、３２０で使用することができる。単一の設計の汎用バレルプレート３７０は、平坦な前面および後面を有する本体３７２と、前面と後面との間で延びる内縁３２８と、前面と後面との間で延びる外縁３２９と、横タブ３２３とを含む。内縁３２８は、対称面１１７の一方側に設置される中央コア開口１１２の一方の半分を正確に画定する。外縁３２９は、収集チャンバ１１０（図３）との接触のためであり、内縁３２８と外縁３２９との間で最小本体幅を維持するように凸状に湾曲している。横タブ３２３は、積層ブロックの一部のとき、同様の積層ブロックの積層バレルプレートに対して対称面１１７に沿って汎用バレルプレート３７０を締め付けるために提供される。汎用バレルプレート３７０は、積層ブロックに重ねられるとき、それぞれ、対称面の対向する側に鏡像で配置される同様の汎用バレルプレート３７０のシール縁との係合のために対称面１１７で延びるシール縁３２３ａを含む。横タブ３２３はそれぞれ、掛け渡しバー３４２、３３２（図３）のうちの１つによって、係合のための、シール縁３２３ａと平行して延びる締付縁３２３ｂをさらに含む。プレートスタックのバレルプレート３７０の締付縁３２３ｂは、それぞれ上部および下部締付機構３４０、３３０の掛け渡しバー３４２、３３２のうちの１つによって、係合のための締付ショルダを一緒に形成する。汎用バレルプレート３７０は、図９に示されるように、位置合わせロッド３１７を受け入れるための位置合わせ穴３２５を含む。図９に示される例示的な実施形態では、複数の汎用バレルプレート３７０が、前部および後部端部プレート３１１、３１２によって、上部積層ブロック３１０に圧縮される（下部積層ブロック３２０は同一で、単に上下反対に使用される）。締付ボルト３１６と結合する位置合わせロッド３１７は、端部プレートの間でのプレートパックの締付に使用され、一緒にバレルプレート３７０を密閉し、積層ブロック３１０、３２０を形成する。
【００６１】
加圧された流体／固体混合物からの流体の分離をコア開口１１２で達成するために、積層ブロック３１０、３２０の汎用バレルプレート３７０のうちの１つまたは複数は、内縁３２８から延びるフィルタプレート３７２で流体通路をそれぞれ画定する１つまたは複数のフィルタ流路３６０を含むフィルタプレート３７２として構成することができる。フィルタ流路３６０は、内縁３２８から外縁３２９まで、あるいは、内縁３２８から、収集チャンバとの流体連通のために同じプレート上または内あるいは直接隣接したプレート上／内の何れかに設けられる別の流体通路と接続するコア開口から離れた位置まで、全体にわたって延びてもよい。フィルタ流路３６０は、バレルプレート３１４、３２４、３７０の切断、刻み、エッチング、または曲げによって設けることができるが、流路を作成する厳密な方法は、本発明に対して特に重要ではないため、本明細書ではさらには論じられない。フィルタ流路３６０がフィルタプレートの前面で内縁３２８から外縁３２９まで延びる場合、このフィルタプレートが他の同様のフィルタプレートと前後に重ねられるとき、１つのフィルタプレートの後面はすぐ後ろの同様のフィルタプレートのフィルタ流路３６０の覆いとして常に機能するため、１つの種類のみのフィルタプレートが必要である。内縁から延在するフィルタ流路の第１の部分が１つのバレルプレートに設けられ、第１の部分を外縁と接続させる相補的な流体通路が別のバレルプレートに設けられる場合、それらの２つの種類のプレートは常に積層ブロックのプレート対として使用しなければならない。
【００６２】
１つの実施形態では、各バレルプレート３１４、３２４または汎用バレルプレート３７０は、フィルタプレートとして構成され、フィルタユニット設計を簡略化し、フィルタユニットのろ過能力を最大化する。積層ブロックの空隙率を最大化するために、各フィルタプレートは、フィルタプレートの、そしてそれが含まれる積層ブロックの構造的完全性および圧力保持性能を損なうことなくフィルタプレートに含むことができる最大数のフィルタ流路３６０を含む。製造コストを低減し、組立を容易にするために、分離モジュール２００で使用されるすべてのバレルプレートは、同一の構成のフィルタプレート３７２とすることができる。
【００６３】
分離モジュール２００に含まれるバレルプレート３１４、３２４の数は、プレート厚さ、ハウジング１００の寸法、および所望のフィルタ空隙率によって調整することができる。例示される実施形態では、各積層ブロック３１０、３２０は、積層長さ１インチあたり２００枚のフィルタプレート３７２を含み、各プレートは０．００５インチ厚で、０．８６４平方インチの全体開口面積を有していた。図示される実施形態によって、７２％の乾燥塊含量が、約６００ｐｓｉｇのバレル圧力で達成できる。継続的に、４０ｇの固体と６０ｇの水を含有する１００ｇのバイオマスを、１００℃の温度において６００ｐｓｉｇの内力を用いてフィルタモジュール３００から搾り出し、３９ｇの懸濁された固体と１５ｇの水を含有する乾燥バイオマス排出物（液体／固体バイオマスの固体部）を得ることができる。得られるろ液は約９５ｇの水を含有し、それは比較的きれいであり、少量（約１ｇ）のフィルタ流路３６０の孔径と等しい平均粒度を有する懸濁された固体のみ含有する。
【００６４】
図１０の汎用フィルタプレート３７２の図示される実施形態では、フィルタ流路３６０は、フィルタプレート厚さのごく一部の深さに切られる凹部の形態であり、プレートの構造的完全性における凹部の影響を最小化し、設置または運転中のプレートのそりまたは座屈を可能な限り防止する。好ましくは、凹部は、多くともプレート厚さの１／３、より好ましくはプレート厚さの１／５、最も好ましくは多くともプレート厚さの１／１０の深さを有する。非常に小さいフィルタ孔は、非常に薄いフィルタプレートと非常に浅い凹部とを使用することによって、このように達成することができる。たとえば、フィルタプレート３７２に０．０５インチの幅および０．００１インチの深さのフィルタ流路３６０を切り込むことによって、わずか０．００００５平方インチの孔径を達成することができる。さらに微細なろ過のために、０．０１インチ幅のフィルタ流路を使用することができる。フィルタ流路３６０は、たとえばレーザ切断または酸エッチングによって生成することができる。示される例示的な実施形態では、フィルタプレート３７２は３１６ステンレス鋼から作製され、流路３６０は酸エッチングによって切られた。従来のフォトリソグラフィプロセスは、切られる流路の形状およびパターンをフィルタプレート３７２上に画定するのに使用することができる。
【００６５】
フィルタプレートとして構築されてもよい、重ねられた同一のバレルプレートからバレル２１の一部を組み立てる基本構成は、かなりの設計変更性を可能にし、個々の分離モジュール２００のろ過能力を変化させることによってだけでなく、１つまたは複数のろ過プレートを含む積層ブロック３１０、３２０を、バレルプレートのみ含みフィルタプレートを含まない積層ブロックまたはさらに全体的に固体構成のブロックに単に置き換えることにより、分離モジュール２００をバレルモジュール１２に変換することによっても、押出し機プレスのろ過または分離能力、および挙動を変化させることを可能にする。１つの可能な実施形態では、バレル全体が分離モジュールを使用して構成され、そのいくつかは、バレルプレートを有する積層ブロック３１０、３２０へのフィルタプレートの交換によって、バレルモジュール１２に変換されている。別の実施形態では、各分離モジュールは固体フィルタブロックと積層フィルタブロックとを含み、それによって、固体ブロックはフィルタユニットの上部フィルタブロックを形成し、積層ブロックは下部フィルタブロックを形成する。バレルの任意の部分をバレル部またはフィルタユニットとして使用でき、バレルの分解を必要とせずに単にフィルタブロックを交換することによって一方から他方へと変換できることは、各バレルモジュールが本発明による分離モジュールである機構の大きな利点である。バレルに沿ったフィルタブロックのそれぞれは、固体フィルタブロック、または特に選択された空隙率を有する積層ブロックとすることができる。そのため、上部および下部フィルタブロックが任意のフィルタ流路が欠けた両方の固体ブロックまたは積層ブロックである分離モジュールは、標準的なバレルモジュール１２として機能する。さらに、バレルの任意の部分での詰まりは、分離／ろ過領域の何れの場合でも、押出し機プレスの分解またはコンベヤスクリューの除去の必要なく、目詰まりしたフィルタブロックをきれいな同様のフィルタブロックに単に置き換えること、および／または、コンベヤスクリューを囲み、コア流路１１２をふさぐ密集した固体を除去することによって、きれいにすることができることは、このような機構の別の大きな利点である。
【００６６】
概して、より高い圧力能力を用いて、より多くの液体を固体から搾り取ることができ、または同じ材料乾燥率の場合、単位ろ過領域あたり、より高い生産率を達成することができる。ろ過（固体捕捉）の質は、プレート構造および厚さに応じて制御することができる。ろ過／圧力定格／資本費を、特定バイオマスのろ過要件に応じて最適化することができる。プレート構造を押出し機（シングル、ツイン、またはトリプルスクリュー）に導入して、高圧、高処理量、連続的分離を生じさせることができる。固体／流体分離モジュールは、コンベヤスクリュー自体の間およびコンベヤスクリューと内縁との間に十分に密な間隔を有して構成することができ、スクリューのワイプ作用、および交差軸方向流れパターンによって（ツインおよびトリプルスクリューの）自動清浄効果を達成する。プレートパックの長さを特定要件に対して簡単に適合させることができるので、ろ過領域はプロセス要件に応じて柔軟的である。モジュールを使用して、１つの機械内で単一または複数の段階で、並流または向流構成において固体を洗浄することができ、これにより資本費およびエネルギー要件が低減する。液体ろ過の圧力は、必要であれば真空状態からフィルタブロック内圧（２，０００〜３，０００ｐｓｉｇ）をはるかに超えるまで制御することができる。これにより、液体ストリーム（例、高圧下超臨界ＣＯ２、高圧下洗浄用アンモニア液体、または真空を用いた液体分離チャンバ中のＶＯＣおよびアンモニアガスの放出）中のさらなる分離に対して優れたプロセス融通性が提供される。
【００６７】
記載される例示的な固体／流体分離装置では、分離装置内で材料を内部に移送するスクリュー要素は、フィルタブロックの内面と非常に近い公差を有し、材料をフィルタ表面から連続的に掻き取る。少量の繊維がフィルタ表面に捕捉された場合、繊維は、押出し機要素によってせん断され、より小さい片になり、最終的にフィルタを通過し、液体ストリームとともに放出される。フィルタの目詰まりまたは汚れ落としの場合、ハウジングの（内側フィルタブロック圧より高い）高い背圧能力を使用して、運転中にフィルタを逆流させることができ、休止時間が最小化される。もちろん、逆洗によってきれいにすることができない目詰まりは、分離機器２０からの分離モジュール２００全体の除去または押出し機スクリューの除去を行うことなく、目詰まりしたフィルタユニット３００のみの分解によって除去することができる。
【００６８】
本発明による固体／流体分離モジュールは、固体／流体混合物の固体／流体部を分離するために多くの異なる利用において使用できることが容易に理解される。
【００６９】
さまざまなフィルタユニット１００が作製され、試験が行われた。１つの実施形態では、フィルタユニット１００は、微細な固体の分離のための０．００００５平方インチの孔径を有するフィルタ孔を含み、５．７％の空隙率を有し、２，５００ｐｓｉｇの圧力耐性を有した。別の実施形態では、フィルタユニット１００は、０．００５平方インチの孔径を有するフィルタ孔を含み、２０％の空隙率と５，０００ｐｓｉｇの圧力耐性とを有した。さらなる実施形態では、フィルタユニット１００は、０．００００５平方インチの孔径のフィルタ孔を含み、１１．４％の空隙率を有した。さらに別の実施形態では、フィルタユニット１００は、０．００５平方インチの孔径を有するフィルタ孔を含み、２０％の空隙率を有した。
【００７０】
フィルタプレートの合計数は、分離される固体／流体混合物、たとえばバイオマスの種類に応じて変えることができ、それは全フィルタ面積に影響する。同じ液体分離状態では、より多くのプレート／より多くの表面積が、より小さい孔の場合に必要とされる。孔の寸法が液体部に移動する固体の量を制御する。各固体／流体混合物は、最適な固体捕捉（液体ろ液中の懸濁された固体の量）を達成するために、特定の孔径を必要とすることがある。本発明による分離モジュールを使用することによって、装置の分解またはコンベヤスクリューの除去を行うことなく、固体／流体分離装置の空隙率、孔径、全フィルタ面積、および圧力収容能力を変化させ、調整することができ、「動作中に」分離装置の分離特性を調整することを可能にする。
【００７１】
本開示を特定の実施形態によって記載し説明したが、記載したシステム、機器、および方法はこれら特定の実施形態に制限されないことも理解される。むしろ本明細書に記載し説明した特定の実施形態および特徴の機能的または機械的等価物であるすべての実施形態が含まれることが理解される。実施形態の１つまたはその他を参照してさまざまな特徴を記載したが、さまざまな特徴および実施形態は、本明細書に記載し説明した他の特徴および実施形態と併せて組み合わせてもよい、または使用してもよいことは理解されよう。
【図１】
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【図２】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成27年10月19日(2015.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体／流体分離プレスのための固体／流体分離モジュールであって、前記プレスが、固体／流体混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、前記少なくとも１つのコンベヤスクリューのためのコア流路を画定するバレルとを含み、前記コア流路が各押出し機スクリューのために長手軸を有する、固体／流体分離モジュールにおいて、
前記押出し機バレルへの一体化および加圧可能な流体収集チャンバの画定のためのハウジングであって、前記少なくとも１つのコンベヤスクリューのためのコア開口と一対の対向する取り外し可能な蓋とをそれぞれ有する前壁および後壁を含む、ハウジングと、
前記流体収集チャンバから前記フィルタユニットの前記コア流路を密閉するために前記前壁と後壁の間で前記ハウジングに密閉式に取り付けられるフィルタユニットであって、
対称面に沿って接合されるとき、前記コア流路を画定するための前記コア流路の縦対称面に沿って接合可能な第１および第２のフィルタブロックであって、前記フィルタブロックが、前記コア流路の前記長手方向部分を一緒に画定する前記ハウジングおよび接合されるフィルタ部分のために、前記ハウジングに密封可能に取付け可能である、第１および第２のフィルタブロック
を含む、フィルタユニットと
を備え、
前記フィルタブロックのうちの少なくとも１つが、平坦な前面および後面と、前記コア開口に設置される内縁と、前記収集チャンバとの接触のための外縁とを有する複数のバレルプレートを含む積層ブロックであり、前記バレルプレートがプレートスタックで前後に密閉式に重ねられ、
前記フィルタブロックのうちの少なくとも１つが前記内縁から前記外縁まで延びるフィルタ流路を含む
ことを特徴とする、固体／流体分離モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の分離モジュールにおいて、前記バレルプレートのうちの少なくとも１つが、フィルタプレートとして構成され、前記フィルタ流路を含むことを特徴とする分離モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の分離モジュールにおいて、前記フィルタ流路が前面および／または後面にあることを特徴とする分離モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の分離モジュールにおいて、前記バレルプレートのうちの少なくとも１つの対が、前記フィルタ流路を画定するフィルタプレート対として構成されることを特徴とする分離モジュール。
【請求項５】
２つのコンベヤスクリューを含む分離プレスで使用する請求項１乃至４の何れか１項に記載の分離モジュールにおいて、前記コア流路の前記対称面が、各コンベヤスクリューの長手軸を通って延びることを特徴とする分離モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の分離モジュールにおいて、各フィルタブロックが積層ブロックであることを特徴とする分離モジュール。
【請求項７】
請求項５に記載の分離モジュールにおいて、前記フィルタブロックの一方が固体ブロックであり、他方のフィルタブロックが積層ブロックであることを特徴とする分離モジュール。
【請求項８】
請求項６または７に記載の分離モジュールにおいて、各積層ブロックでは、前記プレートスタックが一対の端部プレートの間で圧縮されることを特徴とする分離モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の分離モジュールにおいて、各積層ブロックが、前記プレートスタックの前記バレルプレートを位置合わせするための、および前記プレートスタックおよび端部プレートを前記バレルプレートが前後に重ねられるフィルタブロックに圧縮するための積層構造を含むことを特徴とする分離モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の分離モジュールにおいて、対称面に沿って前記第１および第２のフィルタブロックを一緒に締め付け、前記コア流路の一部を画定する締め付けられたブロックを形成する締付構造をさらに備えることを特徴とする分離モジュール。
【請求項１１】
請求項１０に記載の分離モジュールにおいて、各フィルタプレート、またはフィルタプレート対が、複数のフィルタ流路を含むことを特徴とする分離モジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の分離モジュールにおいて、各フィルタプレート、またはフィルタプレート対が、あらかじめ選択された孔径を有し、各フィルタ流路が前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口面積を有することを特徴とする分離モジュール。
【請求項１３】
請求項１１に記載の分離モジュールにおいて、各プレートスタックがあらかじめ選択されたフィルタ孔径と、あらかじめ選択された空隙率とを有し、各フィルタ流路が前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口領域を有し、各フィルタプレートまたはフィルタプレート対が、前記コア開口の合計表面、前記あらかじめ選択された孔径、およびフィルタ流路の数から計算されるプレート空隙率を有し、前記プレートスタックが、あらかじめ選択された空隙率／プレート空隙率の比と少なくとも等しい、多数のフィルタプレートまたはフィルタプレート対を含むことを特徴とする分離モジュール。
【請求項１４】
固体／流体分離プレスのための固体／流体分離モジュールであって、前記プレスが、固体／流体混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、前記少なくとも１つのコンベヤスクリューのためのコア流路を画定するバレルとを含み、前記コア流路が各押出し機スクリューのために長手軸を有する、固体／流体分離モジュールにおいて、
前記押出し機バレルへの一体化および加圧可能な流体収集チャンバの画定のためのハウジングであって、前記少なくとも１つのコンベヤスクリューのためのコア開口と一対の対向する取り外し可能な蓋とをそれぞれ有する前壁および後壁を含む、ハウジングと、
前記流体収集チャンバから前記フィルタユニットの前記コア流路を密閉するために前記前壁と後壁の間で前記ハウジングに密閉式に取り付けられるフィルタユニットであって、
平坦な前面および後面と、前記コア流路と寸法および形状が略等しいコア開口を画定する内縁と、外縁とを有する複数のバレルプレートであって、各バレルプレートが前記コア流路の対称面に沿って第１および第２の分割プレートに分けられる、複数のバレルプレートと、
前記第１の分割プレートを第１のプレートスタックに、および前記第２の分割プレートを第２のプレートスタックに位置合わせするための積層構造であって、前記第１および第２の分割プレートがそれぞれ前記第１および第２のプレートスタックで前後に重ねられ、前記第１および第２のプレートスタックを第１および第２のフィルタブロックに圧縮するためであり、前記第１および第２の分割プレートがそれらのそれぞれのプレートスタックで互いと密閉式に係合される、積層構造と、
前記対称面に沿って前記第１および第２のフィルタブロックを一緒に締め付け、前記コア流路の一部および前記バレルの一部を形成する締め付けられたブロックを形成するための締付構造と
を含むフィルタユニットと
を備え、
前記第１および第２のプレートスタックのうちの少なくとも１つにおける前記第１および第２の分割プレートのうちの少なくとも１枚が、前記内縁から前記外縁まで延びるフィルタ流路を画定する
ことを特徴とする、固体／流体分離モジュール。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の固体／流体分離モジュールにおいて、前記ハウジングが、液体および気体のための別々のドレンを含むことを特徴とする固体／流体分離モジュール。
【請求項１６】
請求項１５に記載の固体／流体分離モジュールにおいて、前記前壁と後壁の間で前記ハウジングに前記締め付けられたブロックを係止し、前記収集チャンバから前記コア流路を密閉するための、前記前壁および後壁と前記締め付けられたブロックとの間の係止構造をさらに備え、前記係止構造が、前記締め付けられたブロックが前記前壁と後壁の間で締まりなく設置され、前記フィルタブロックを前記ハウジングから除去することができる開位置と、前記係止構造が前記前壁と後壁の間で前記締め付けられたブロックを係止し、前記締め付けられたブロックで画定される前記コア流路を前記収集チャンバから密閉する閉位置との間で可動である、ことを特徴とする固体／流体分離モジュール。
【請求項１７】
固体／流体含有混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、前記少なくとも１つの押出し機スクリューのためのコア流路を画定するバレルとを含む固体／流体分離プレスであって、前記コア流路が各押出し機スクリューのために長手軸を有し、前記バレルが、少なくとも１つが請求項１〜１６のいずれか一項で定義される固体／流体分離モジュールである少なくとも２つのバレルモジュールを含むことを特徴とする、固体／流体分離プレス。
【請求項１８】
請求項１７に記載の固体／流体分離プレスにおいて、すべてのバレルモジュールが固体／流体分離モジュールであることを特徴とする固体／流体分離プレス。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の固体／流体分離プレスにおいて、各固体／流体分離モジュールがあらかじめ選択された孔径を有し、各フィルタ流路が前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口面積を有することを特徴とする固体／流体分離プレス。
【請求項２０】
請求項１９に記載の固体／流体分離プレスにおいて、各固体／流体分離モジュールが、前記あらかじめ選択された孔径によって分けられる前記コア開口の合計表面と、前記フィルタブロックのフィルタ流路の数とから計算されるあらかじめ選択された空隙率を有することを特徴とする固体／流体分離プレス。
【請求項２１】
請求項２０に記載の固体／流体分離プレスにおいて、各固体／流体分離モジュールが異なる孔径および／または空隙率を有することを特徴とする固体／流体分離プレス。
【請求項２２】
固体／流体含有混合物から流体を分離するための、請求項１７乃至２１の何れか１項に記載の固体／流体分離プレスの使用。
【請求項２３】
請求項２２に記載の使用において、前記固体／流体混合物がバイオマスであることを特徴とする使用。
【請求項２４】
固体／流体分離プレスのためのフィルタユニットであって、前記プレスが、固体／流体混合物を搬送するための少なくとも１つのコンベヤスクリューと、前記少なくとも１つのコンベヤスクリューを収容するための、コア流路の長手方向部分をそれぞれ画定する少なくとも２つのバレルモジュールに分けられるバレルとを有し、前記バレルモジュールのうちの少なくとも１つが、流体収集チャンバを画定するハウジングを有するフィルタモジュールである、フィルタユニットにおいて、
対称面に沿って接合されるとき、前記コア流路を画定するための前記コア流路の縦対称面に沿って接合可能な第１および第２のフィルタブロックであって、前記フィルタブロックが、前記コア流路の前記長手方向部分を一緒に画定する前記ハウジングおよび接合されるフィルタ部分のために、前記ハウジングに密封可能に取付け可能である、第１および第２のフィルタブロックを備え、
前記フィルタブロックのうちの一方が、平坦な前面および後面と、前記コア開口に設置される内縁と、前記収集チャンバとの接触のための外縁とを有する複数のバレルプレートを含む積層ブロックであり、前記バレルプレートがプレートスタックで前後に密閉式に重ねられ、前記フィルタブロックのうちの前記一方が前記内縁から前記外縁まで延びるフィルタ流路を含み、
前記フィルタブロックの他方が固体ブロックである
ことを特徴とする、フィルタユニット。
【請求項２５】
請求項２４に記載のフィルタユニットにおいて、前記バレルプレートのうちの少なくとも１つが、フィルタプレートとして構成され、前記フィルタ流路を含むことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項２６】
請求項２５に記載のフィルタユニットにおいて、前記フィルタ流路が前面および／または後面にあることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項２７】
請求項２４に記載のフィルタユニットにおいて、前記バレルプレートのうちの少なくとも１つの対が、前記フィルタ流路を画定するフィルタプレート対として構成されることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項２８】
２つのコンベヤスクリューを含む分離プレスで使用する請求項２４乃至２７の何れか１項に記載のフィルタユニットにおいて、前記コア流路の前記対称面が、各コンベヤスクリューの長手軸を通って延びることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項２９】
請求項２４乃至２８の何れか１項に記載のフィルタユニットにおいて、前記積層ブロックでは、前記プレートスタックが一対の端部プレートの間で圧縮されることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項３０】
請求項２９に記載のフィルタユニットにおいて、前記積層ブロックが、前記プレートスタックの前記バレルプレートを位置合わせするための、および前記プレートスタックおよび端部プレートを前記バレルプレートが前後に重ねられるフィルタブロックに圧縮するための積層構造を含むことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項３１】
請求項３０に記載のフィルタユニットにおいて、対称面に沿って前記第１および第２のフィルタブロックを一緒に締め付け、前記コア流路の一部を画定する締め付けられたブロックを形成する締付構造をさらに備えることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項３２】
請求項３１に記載のフィルタユニットにおいて、各フィルタプレート、またはフィルタプレート対が、複数のフィルタ流路を含むことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項３３】
請求項３１に記載のフィルタユニットにおいて、各フィルタプレート、またはフィルタプレート対が、あらかじめ選択された孔径を有し、各フィルタ流路が前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口面積を有することを特徴とするフィルタユニット。
【請求項３４】
請求項３１に記載のフィルタユニットにおいて、前記プレートスタックがあらかじめ選択されたフィルタ孔径と、あらかじめ選択された空隙率とを有し、各フィルタ流路が前記内縁で前記あらかじめ選択された孔径に対応する開口領域を有し、各フィルタプレートまたはフィルタプレート対が、前記コア開口の合計表面、前記あらかじめ選択された孔径、およびフィルタ流路の数から計算されるプレート空隙率を有し、前記プレートスタックが、あらかじめ選択された空隙率／プレート空隙率の比と少なくとも等しい、多数のフィルタプレートまたはフィルタプレート対を含むことを特徴とするフィルタユニット。
【国際調査報告】
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