Аппарат для измерения параметров процессов микрои ультрафильтрации

 

AIQIAPAT ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА l-imCPO- И УЛЬТРАФШШТРАЦИИ , содержащий корпус, вьтолненный из двух частей, между которыми размещена герметизирукицая прокладка камеру приема фильтрата, размещенную в нижней части корпуса, и штуцера для подвода исходной жидкости и выхода концентрата, размещенные в верхней части корпуса, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в верхней, части корпуса выполнен паз, в кото- . ром установлен с возможностью вертикального перемещения плунжер, образующий с поверхностью герметизирующей прокладки полость, причем плунжер, снабжен штуцерами для подключения дифманометра и ввода индикатора, а ,камера приема фильтрата вьшолнена секционной с каналом для отвода (Л фильтрата в каждой секции.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51 ) 6 01 N 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3597216/24-25 (22 ) 27.05.83 (46) 07.02.85. Бюл. М 5 (72 ) В.Ы.Ракитин, И,К,Федоров и В.!!.Финогенов (71 ) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии (53 ) 542,67 (088.8 ) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 209825, кл. 6 О! N 15/08, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

М 334508, кл, С 01 N 15/08., 1969 (прототип ). (54)(57) А1П!АРАТ Д1И ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА МИКРО- И УЛЬТРАФИПЫРАЦИИ, содержащий корпус, выполненный из двух частей, между которыми раз,80„„1138710 А мещена герметизирующая прокладка, камеру приема фильтрата, размещенную в нижней части корпуса, и штуцера для подвода исходной жидкости и выхода концентрата, размещенные в верхней части корпуса, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в верхней части корпуса выполнен паз, s кото- . ром установлен с возможностью вертикального перемещения плунжер, образующий с поверхностью герметизирующей прокладки полость, причем плунжер. снабжен штуцерами для подключения дифманометра и ввода индикатора, а ,камера приема фильтрата выполне- е

Ф на секционной с каналом для отвода фильтрата в каждой секции. т мер, по вязкости, плотности, фракционно-дисперсионному составу.и т.п.

К таким параметрам, например,, относится длина .рабочего канала фильтрующего элемента. Увеличивать длину рабочих каналов фильтрующих эле- . ментов в проектируемых установках более предпочтительно, чем соединять параллельно короткие фильтрующие элементы (при одинаковой поверхности-фильтрации ),так как уменьшаются расходы на перекачивание разделяемой жидкости. Однако при неоправданном увеличении длины рабочих каналов удельная производительность мембраны по длине фильтрующего элемента уменьшается, Это происходит как в результате потери напора движущей силы процесса (за счет сил трения ), так и за счет уменьшения линейной скорости потока над поверхностью мембраны в результате уменьшения объемного расхода эа счет отвода фильтрата, что приводит к образованию осадка или.увеличению гелевой поляризации мембраны.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для измерения параметров процесса микро- и ультрафильтрации, содержащем корпус, выполненный из двух частей, между которыми размещена герметизирующая прокладка, камеру приема фильтрата, размещенную в нижней части корпуса, и штуцера для подвода исходной жидкости и выхода концентрата, размещенные в верхней части корпуса, в верхней части корпуса выполнен паз,в котором установлен с возможностью вертикального перемещения плунжер, образующий с поверхностью герметизирующей прокладки полость, причем плунжер снабжен штуцерами для подключения дифманометра и ввода индикатора, а камера приема фильтрата выполнена секционной с каналом для отвода фильтрата в каждой секции.

На фиг.l приведен предлагаемый аппарат, общий внд; на фиг.2 — принципиальная схема установки.

Аппарат состоит из корпуса 1 с верхней частью 2, между которыми размещены исследуемый фильтрующий материал 3, подложка 4 и герметизирующая прокладка 5, Подложка 4

1 1138710 2

Изобретение относится к производ-. ству оборудования для разделения жидких сред методами микро- и ультрафильтрацни, в частности к аппаратам для разделения биологических жидкостей, содержащих клетки микроорганизмов, и может быть использовано в микробиологической, медицинской, химической и других смежных отрас— лях промышленности при разработке 10 технологических процессов разделения и соответствующей аппаратуры в условиях, когда поток разделяемой жидкости движется тангенциально поверхности фильтра. 15

Известно устройство для опреде- . ления пористости пленок, состоящее из камеры, образованной двумя дисками со спиралеобразными канавками.

Между дисками зажимается испытываемый образец пленки, который разделяет камеру на две полости. Начало и конец канавки верхнего диска подсоединены к регистрирующему приборугазовому хроматографу (1).

Однако данное устройство имеет ограничения по диапазону измеряемых параметров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ап30 парат для измерения параметров процесса микро- и ультрафильтрации, содержащий корпус, выполненный из двух частей, межпу KQToDblMB размещена герметизирующая прокладка, камеру приема фильтрата, размещенную в нижней части корпуса, и штуцера для подвода исходной жидкости и выхода концентрата, размещенные в верхней части корпуса 1 2"1, Однако известный аппарат имеет 40 ряд недостатков, которые влияют на точность измерения фильтрационных свойств пористых материалов.оптимальных параметров процесса фильтрации. Например, не учтены факторы 45 образования осадка на фильтрующей поверхности и закупорки пор фильтра, которые, в свою очередь, зависят от гидродинамических условий потока разделяемой жидкости и 50 влияют на результаты измерений фильтрационных свойств материала, Кроме того, известный аппарат не позволяет определить оптимальные размеры рабочих каналов фильтрующнх элементов для широкого круга объектов разделения микро- и ультрафнльтрацией, отличающихся, напри1138710

3 является опорным элементом для фильтра и представляет собой крупнопористый материал, например, в виде сетки саржевого плетения. Нижняя .часть корпуса 1 содержит камеру

5 приема фильтрата, разделенную на секции 6. Каждая секция 6 имеет канал 7 для отвода фильтрата.

В верхней части 2 корпуса 1 установлен подвижный плунжер 8 с минимальным зазором, который уплотняется с помощью прокладок 9, уложенных в канавках плунжера 8.

Нижняя поверхность плунжера 8 и поверхность фильтрующего материала 3 образует полость. рабочего канала 10 с переменным проходным сечением, B верхней части 2 корпуса 1 имеются штуцер 11 для входа в рабочий канал !О исходной жидкости и штуцер 12 для выхода из концентрата.

Высота рабочего канала 10 регулируется механизмами, состоящими из опор

13, закрепленных на верхней части 2 корпуса 1, и винтовых пар, регулировочные винты 14 которых укреплены на опорах 13, резьбовые втулки 15 впрессованы в плунжер 8. Высота рабочего канала 10 устанавливается ручками 16 по шкалам 17 и стрелочным. указателям 18. Взаимное смещение нижней части корпуса 1 подложки 4, фильтрующего материала 3 и верхней части 2 корпуса 1 исключено наличием направляющих штифтов (не показано ), а их уплотнение достигается

35 с помощью шпилек 19 и герметизирующей прокладки.

В подвижном плунжере 8 имеются каналы 20 для подсоединения диф4С ференциального манометра и канал 21 для ввода индикатора.

Измерение параметров процесса .микро- и ультрафильтрации осуществляется на установке, принципиальная схема которой показана на фиг.2.

В состав установки входит расхожая емкость 22 с теплообменником 23 для поддержания постоянной температуры исходной жидкости насоса 24, расходомера 25, манометров 26 с мемб50 раиными разделителями 27, аппарата для измерения параметров процесса микро- и ультрафильтрации, дифференциального манометра 28 и венти55 лей 29 регулировки.

Составляющие элементы установки соединяются гибкими пластиковыми шлангами.

Предлагаемый аппарат и установка работают следующим образом.

Исходная жидкость иэ расходной емкости 22 с постоянной температурой, которая поддерживается теплообменником 23, подается в аппарат, при этом с помощью расходомера 25 и манометров 26 происходит измерение ее расхода и давления на входе и выходе из аппарата соответственно.

Величина расхода жидкости и давления на входе в аппарат могут задаваться с помощью соответствующих вентилей. Пройдя аппарат, жидкости, как и фильтрат, могут возвращаться в емкость 22 или отводиться иэ установки. Исходная жидкость,поступая в рабочий канал 10 аппарата через штуцер 11 с заданным расходом и давлением, разделяется, фильтрат, пройдя фильтрующий материал 3 и.под-, ложку 4, собирается в камере приема фильтрата, которая разделена на секции 6 по длине аппарата и отводится из каждой секции 6 через канал 7 на измерение, а жидкость, пройдя рабочий канал 10, отводится из аппарата через штуцер 12, при этом осуще:ствляют измерение перепада давле ния по длине рабочего канала 10 с. помощью дифманометра, подсоединенного к каналу 21, Для визуального контроля характера потока разделяемой жидкости через канал 21 под давлением, превышающим давление в аппарате, вводят индикатор.

Для измерения гидродинамического режима потока разделяемой жидкости вращением ручек 16 по шкалам 17 и стрелочным указателям 18 устанавливают нужную высоту рабочего канала 10, меняя тем самым его проходное сечение, и повторяют его измерение.

Выполнение в верхней части корпуса паза, в котором смонтирован с возможностью вертикального перемещения плунжер, образуюшчй с поверх ностью фильтрующего материала полость рабочего канала с переменным проходным сечением, позволяет по ходу фильтрации без его остановки изменять гидродинамические условия потока, например режим ламинарный или турбулентный, или линейную скорость потока в каждом режиме.

Камера приема фильтрата, расположенная в нижней части корпуса и выполненная секционной с каналом для отвода фильтрата в каждой секции, 1138710

Составитель А.Бровко

Редактор П. Коссей ТехредЛ.Коцюбняк Корректор С.Шекмар

Заказ 10б79/33 Тираж 897 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П1Ш "Патент ", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 позволяет определить характер зависимости удельной производительности мембраны от длины рабочего канала и гидродинамйческих условий в нем, так как имеется возможность непосредственного измерения удельной производительности на различн х участках мембраны.

Знание таких зависимостей для конкретных объектов разделения позволяет определить оптимальную. геометрию рабочих каналов фильтрующих злемеитов