MATERIAL DE LÁMINA DE FILTRO DE PROFUNDIDAD Y MÉTODO PARA FABRICAR EL MISMO.

Material de lámina de filtro de profundidad y método para fabricar el mismo Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a un método para la fabricación de un material de lámina de filtro de profundidad, especialmente materiales de lámina flexibles y/o autoportantes que se obtienen a partir de un proceso de extendido en húmedo utilizando una pulpa fibrosa y a tales materiales de lámina de filtro de profundidad que se pueden obtener con dicho método. Los materiales de lámina de filtro extendidos en húmedo a partir de una pulpa se pueden producir fácilmente en grandes cantidades, en diversos tamaños y calidad altamente fiable. Además, estos materiales se pueden adaptar fácilmente a las necesidades de numerosas aplicaciones de filtración. Además, se pueden fabricar a partir de materiales respetuoso con el medioambiente que además están cualificados para el uso en el sector de la alimentación y farmacéutico. Métodos a modo de ejemplo para fabricar tales materiales de lámina de filtro extendidos en húmedo se exponen, por ejemplo en el documento DD 276 427 A1 y DE 199 56 665 A1. Los materiales de lámina de filtro de tal tipo son ampliamente utilizados en una gran variedad de aplicaciones de filtración, que incluyen, pero no se limitan a filtración de bebidas, aceites de alimentación, fármacos así como materias primes, materiales intermedios y productos finales en la industria química, aceites hidráulicos y minerales, sueros de sangre, antibióticos, caldos fermentadores, cosméticos. Aspectos importantes del rendimiento de la filtración de tales materiales de lámina de filtro son, por ejemplo, su volumen de retención de partícula y la resistencia al flujo que presenta el flujo que va a ser filtrado. Breve sumario de la invención El objeto de la presente invención es proporcionar un método para fabricar un material de lámina de filtro de profundidad como se ha definido anteriormente que tiene un rendimiento de filtración mejorado. Un objeto más específico de la presente invención es proporcionar un método para fabricar una material de lámina de filtro de profundidad que tiene un volumen de retención de partícula aumentado. Otro objeto más específico de la presente invención es proporcionar un método prefabricar una material de lámina de filtro de profundidad que constituye una resistencia de flujo de fluido baja para el fluido que va ser filtrado. Los anteriores objetos se cumplen mediante el método de acuerdo con la reivindicación 1. Los inventores de la presente invención reconocieron que el material de lámina de filtro profundo fabricado en un proceso de extendido en húmedo regularmente tiene una estructura en sección transversal no homogénea auque haya sido fabricado a partir de un material de pulpa en un único proceso. Esta estructura incluye una primera y una segunda sección de superficie así como una sección intermedia que difiere en su permeabilidad. En el proceso de fabricación, para materiales de filtro extendidos en húmedo se proporciona el material de pulpa fluido, por ejemplo, como una suspensión acuosa de fibras de celulosa y un agente de unión, incluyendo opcionalmente aditivos de naturaleza orgánica o inorgánica, por ejemplo, fibras y/o ingredientes activos, y es dispensado en un soporte permeable al agua, por ejemplo una cinta sin fin, que permite el drenaje de la mayor parte del contenido en agua en una etapa de eliminación de agua. Posteriormente, el material de lámina escurrido, pero todavía mojado es sometido a un tratamiento de calor para finalmente secar el mismo. Durante el tratamiento de calor, además, el aglutinante es activado y crea una unión entre las fibras del material de lámina. Debido al escurrido y a la posterior etapa de secado del proceso de fabricación de extendido en húmedo, se crea una sección inferior más densa que se apoya en el soporte y se crea una sección más densa en la superficie superior opuesta. Durante el escurrido, un flujo de fluido accionado por gravedad y/o succión mueve la mayor parte del contenido de agua de la suspensión a través del soporte. Este tipo de flujo de fluido implica un efecto de transporte o migración que da lugar a un permeabilidad disminuida de la composición de fibras y, en el caso de que estén presentes aditivos inorgánicos, un contendido de cenizas más elevado de la sección que se apoya en el soporte en la siguiente y llamada sección de superficie inferior, en comparación con el contenido de cenizas del material de lámina de filtro como un todo. Los efectos de la tensión superficial tienden a retener las partículas más pequeñas, incluyendo las fibras, en la superficie del fluido, es decir la superficie de la pulpa. De ese modo, se crea una estructura en la sección de superficie superior que muestra también una permeabilidad disminuida y, en caso de que estén presentes aditivos 2   inorgánicos, por ejemplo fibras o ingredientes activos, también un elevado contenido de cenizas comparado con el material de lámina de filtro como un todo. Además, una parte del contenido de agua de la suspensión se evapora de la superficie superior lo que puede inducir a un efecto de transporte o migración en una dirección opuesta al agua que fluye hacia abajo a través del soporte. En la sección entre las dos secciones de superficie, la masa fibrosa tiene una permeabilidad diferente. Tal parte es denominada en lo que sigue sección intermedia. La permeabilidad observada para la sección intermedia es algo mayor que para la secciones superficiales superior e inferior, el contenido de ceniza está en un nivel más bajo en el caso de que estén presentes aditivos inorgánicos. Además, también las dos secciones de superficie difieren con frecuencia una de otra, la sección de superficie superior que tiene una permeabilidad mayor que la sección de superficie inferior. Tal fenómeno se puede demostrar fácilmente colocando un material de filtro de lámina tendido en húmedo en un módulo de filtro en dos orientaciones diferentes. Se observa un comportamiento de filtrado diferente una vez que la superficie superior y la superficie inferior son utilizadas como secciones de aguas arriba, respectivamente. Los inventores de la presente invención admitieron que la retirada de una de las secciones superficiales en parte o totalmente y proporcionar un acceso menos obstruido para el fluido que va a filtrado a la sección intermedia proporciona un incremento sustancial en el rendimiento de la filtración. Sorprendentemente, un volumen retención de partícula incrementado drásticamente es observado cuando una sección de superficie está hecha en el lado de aguas arriba del filtro dando lugar a un incremento en la producción total. Adicional o alternativamente, un material de filtro de lámina más denso puede ser utilizado sin incrementar la resistencia al flujo del fluido en comparación con el material de lámina de filtro convencional. Por eso, se puede conseguir una separación claramente mejorada. Además, en un proceso de filtración que hace uso de los materiales de filtro de la invención, la diferencia de presión se puede reducir sin afectar el rendimiento de la filtración. Especialmente, el efecto en la capacidad de filtración es sorprendente ya que con la retirada parcial de materiales de filtro de profundidad de la masa de filtro de profundidad normalmente se reduce la capacidad de filtración. De una forma bastante inesperada, un incremento de la capacidad de filtración, es decir volumen de retención de partícula, se puede obtener, incluso si una sección de superficie es retirada de manera cuidadosa y selectiva de manera que el cuerpo de la sección intermedia permanezca sustancialmente sin afectar. De este modo, de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención el material de filtro de profundidad está fabricado a partir de una masa fibrosa extendida en húmedo de manera que puede consistir sustancialmente en una primera y segunda sección integralmente formadas, tendiendo dicha primera sección un espesor mayor que el espesor de la segunda sección, y teniendo dicha primera sección una permeabilidad mayor que la permeabilidad de la segunda sección. La primera sección sustancialmente corresponde a la sección intermedia obtenida en el proceso de extendido en húmedo. La segunda sección corresponde a la superficie superior o a la sección de superficie inferior. La otra respectiva de las secciones superficiales ha sido completamente retirada. De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención el material de lámina de filtro de profundidad está fabricado a partir de una masa fibrosa extendida en húmedo y comprende una primera y una segunda sección de superficie y una sección intermedia colocada entre y formada integralmente con la primera y la segunda secciones de superficie. Es decir, la estructura de sección transversal... [Seguir leyendo]

1. Un método para fabricar un material de lámina de filtro de profundidad, comprendiendo dicho método: - preparar una composición de pulpa acuosa que puede fluir, que está compuesta por material fibroso y un agente aglutinante; - dispensar la composición de pulpa acuosa, que puede fluir, en un soporte permeable al agua en una cantidad predeterminada por unidad de área; - drenar, al menos parcialmente, el contendido de agua de la composición de pulpa acuosa a través de dicho soporte permeable al agua; -someter dicha composición de pulpa al menos parcialmente drenada a una etapa de secado a una temperatura elevada hasta formar un material no procesado de lámina de filtro de profundidad que comprende una primera y una segunda secciones de superficie que forman una superficie superior e inferior del material de lámina no procesado, respectivamente, y una sección intermedia colocada entre e integralmente formada con la primera y la segunda secciones de superficie, teniendo dicha sección intermedia una permeabilidad mayor que la primera y la segunda secciones de superficie; caracterizado por: - someter al material de lámina sin procesar a un tratamiento con el fin de extraer o desplazar al menos partes de una de la primera o de la segunda sección de superficie del material sin tratar. 2. El método de la reivindicación 1, en el que en dicho tratamiento al menos parte de dicha primera sección de superficie es retirada o desplazada. 3. El método de la reivindicación 1 ó 2, en el que en dicho tratamiento la primera sección de superficie del material sin procesar es retirada o desplazada en una magnitud que corresponde a aproximadamente el 5 % del área de la superficie superior o más. 4. El método de la reivindicación 3, en el que la primera sección de superficie del material sin procesar es retirada en una magnitud que corresponde a aproximadamente el 100 % del área de superficie. 5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho tratamiento incluye abrasión, pelado, ataque químico, perforación con agujas y/o tratamiento de láser. 6. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho tratamiento genera una pluralidad de aberturas en una de la primera o la segunda secciones de superficie, estando dichas aberturas distribuidas en un diseño regular alrededor de la correspondiente superficie del material de lámina. 7. El método de la reivindicación 6, en el que dicha área media cubierta por una abertura alcanza aproximadamente 1µm 2 o más. 8. El método de la reivindicación 7, en el que el área media cubierta por una abertura alcanza aproximadamente 100 mm 2 o menos. 9. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho tratamiento retira o desplaza partes de dichas secciones de superficie en una magnitud que alcanza aproximadamente el 5 % del espesor del material de lámina o más. 10. El método de la reivindicación 9, en el que dicho tratamiento retira o desplaza partes de dichas secciones de superficie en una magnitud que alcanza aproximadamente el 90 % del espesor del material de lámina o menos. 11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicho material fibroso de dicha composición de pulpa acuosa, que puede fluir, comprende fibras de origen celulósico y/o polímero sintético y opcionalmente comprende además un ingrediente activo y/o un material de carga. 12. Un material de lámina de filtro de profundidad obtenible de acuerdo con un método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11. 13. El material de lámina de filtro de profundidad de la reivindicación 12, en el que dicha primera sección de superficie constituye una superficie de aguas arriba del material de lámina y dicha segunda sección de superficie define una superficie de aguas abajo; teniendo dicha sección intermedia una permeabilidad mayor que la permeabilidad de la primera sección de superficie. 11   14. El material de lámina de filtro de profundidad de la reivindicación 13, en el que dicho material de lámina comprende una pluralidad de aberturas se extienden desde la superficie de aguas arriba del material de lámina a través de la primera sección de superficie hacia abajo y el interior de la sección intermedia y proporcionan una trayectoria de fluido directa y no obstruida desde la superficie de aguas arriba de la sección intermedia. 15. El material de lámina de filtro de profundidad de la reivindicación 14, en el que dichas aberturas proporcionan un incremento del área de superficie de aguas arriba de aproximadamente el 300 % o menos comparado con el área de superficie que contiene aberturas. 16. El material de lámina de filtro de profundidad de la reivindicación 14 ó 15, en el que dicho material de lámina comprende aproximadamente 600 aberturas por cm cuadrado o menos en su primera sección de superficie. 17. El material de lámina de filtro de profundidad de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en el que dicha sección intermedia tiene una estructura sustancialmente homogénea. 18. El material de lámina de filtro de profundidad de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en el que dicha sección intermedia tiene una estructura con una densidad decreciente en la dirección desde la primera sección de superficie a la segunda sección de superficie. 12   13   14     16   17   18   19