Мембранный элемент

 

Изобретение касается разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации и может быть использовано, например, в пищевой промышленности для концентрирования жидких продуктов. Цель изобретения - повышение производительности мембранного элемента. Элемент содержит пористый трубчатый каркас 1 с расположенной на его внутренней поверхности полупроницаемой мембраной 3, снабженный крышками 14 и 15 соответственно для подвода исходного раствора и вывода концентрата. Новым в элементе является то, что турбилизирующее устройство выполнено в виде трубчатой вставки 4, состоящей из соединенных между собой при помощи перемычек 6 втулок 5, стенки которых в продольном сечении имеют крылевидный профиль и снабжены сквозными каналами 8, наклоненными к продольной оси мембранного элемента. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9I SU()() (51) 4 В 01 D 13 00

ВСЕСОЮЗНАЯ

ПАДГЛЬ. 1 - Г Д (3

Е,, Б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4246142/23-26 (22) 19.05.87 (46) 07.09.89. Вюл. ¹ 33 (75) В.Г. Гнеушев, С.А. Клименко, Г.В. Милях и В.П, Прохорец (53) 66.067.-278.002.73:532.711 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 521902, кл. В 01 D 13/00, 1976. (54) МЕМБРАННЬИ ЭЛЕМЕНТ (57) Изобретение касается разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации и может быть использовано, например, в пищевой промышл нности для концентрирования жидких продуктов.

Цель изобретения — повышение производительности мембранного элемента.

Элемент содержит пористый трубчатый каркас 1 с расположенной на его внутренней поверхности полупроницаемой мембраной 3, снабженный крышками 14 и 15 соответственно для подвода исходного раствора и вывода концентрата. Новым в элементе является то, что турбулизирующее уст— ройство выполнено в виде- трубчатой вставки 4, состоящей из соединенных между собой при помощи перемычек

6 втулок 5, стенки которых в продольном сечении имеют крылевидный профиль и снабжены сквозными каналами

8,наклоненными к продольной оси мембранного элемента. 4 ил.

15055

i«íèе относится к области

"ия, концентрирования и on я различных растворов метода3, атного осмоса и ультрафильтра— и и ожет быть использовано,на:.р, н пищево!1 промышленности для.к II Tpf(poi)a!I(IF(жидких продуктов.

jjo;» изобретения — повышение проII i«;;1(òonhнОсти мембранного элеменПа фиг.1 дан мембранный элемент, пр(> (О.i(>iiьiи разрез; на фиг. 2 — вари;(нт распо.1ожения втулок в турбулизируюш >! ус гройстве (co встроенным

p(1cFio.гожением выпуклых поверхностей крь i(!3;f;I!! го профиля стенок),продоль>и>!и р,(3р«3, на фиг. 3 — сечение А-A !!а фиг. 1; н>а фиг.4 — вариант выполне!!ия вт лок турбулизирующего устt5

20 пр;(-.i,(!Ом с«««IIII,I F(phlJfe(3»nhlh(I I

I I P >ф l I

Н > . (н I(:(х (3 T>,"«> I(5 !!i>!полн сны кана Ihl 8 I(9, наклонные к

ll!) » . (I>! I >>I I >) е! > ">1(1>. и Та Б 1 > :(кИ 5 (!,I!I» f !« fii!:! TpjJО -Iат()11 F3CTËI)ÅÐ с бр.IIII< >!1> ч;. >Иукл,)и поверхн )сти к

40! (> .I»»>II(>ll . C I ) (ЕМ II Tn.

Н I у il к II ) м>> I > T ОЫТ Ь > (Т 1! I О 13JI(> Hhi

45 б l»T: нг; >ILê . 4 так(ни (н)разом, (>I(К>! hl:; В Т > Л (>К 13ЫП I(JIhlt . ПО тl! !Ьмен)т встрсчн )с распосi )же. 1l; пол» >зн >l;1 фи! . "., ) I у(ьи 5 м .гут t>l iт.-, I!I II. л (с(ы раз—

;)«>iil>I)1и с o()j)!1 3>)н;1!!I((. >1 сегм(>нтов 1 0

: Р > !.I т 0 Г>> !11> О(Р! (11 (»(I I I I! е !»(ь(>!и как

;),>д,),,;,!.!>! II 6 > Iк и !1>>!1«!) > 1!1(,Г>(и 1 1

II> >)> Il I>lI(Ë. I1I («б>» !ОВ.IИИ>«! ОкЛИ 1!. !» .";, ".. л.(р ic г:3ора. ! l>! «(, П Ч I!If> УC T(!Г(И(3 Г ) П >ЛС>тр, б 1;(т,,;:«! авки 4:!!!утри мем.,;>,i;I «: )31(м«нт;1, II;> нар жно!! и(. гул >к 5 н(!по>1!1 III>l ранноройства разрезными в виде сегментов трубчатой формы, поперечное сечение.

Мембранныи элемент для разделения растворов содержит пористый трубча— т!!1(каркас 1, на ннутреннеи поверх- 25

:>i >(тlf которого расположена подложка

lIopI(c того или тканевого матери» !а, н;!»ример капрона. На подложку 2 улож II, 1 п()лупроницаемая мембра3. Внутри э.!«мента установлено 30

Т > р б > >I I I 3!i р > I()!I(« « > C Tp >) 1 (с Т В о В1>нlо I

II(ll>I»t I3 !и»i(грубчатои вставки 4, ст )я((!. » Ii (втулок 5 соединенных :!. !> C>>О(>!1 ПРОДО.!ЬНЫМИ ПСРЕМЫЧКаМИ б, бра;ование Окон 7 лля протека35

»>я р, . (и ра. Стснк» втулок 5 имеют

63

4 расположенные по окружности сферические выступы 13.

Трубчатая вставка 4 может быть изготовлена из полимерного материала,например капрона, одним из известных способов, например литьем.

Трубчатая вставка 4 может быть изготовлена как цельной, так и из отдельных секций или отдельных втулок 5 с последующим их монтажом в мембранном элементе.

Подвод исходного раствора в элемент и вывод из него концентратора производится соответственно через крышки 14 и 15.

Мембранный элемент работает следуюшим образом.

Исходный раствор, предназначенный для разделения, подается через штуцер крышки 14 в элемент под определенным давлением.

При обтекании крылевидного профи.!я стенок втулок 5 за счет увеличения скорости потока, движущегося по выпуклои поверхности, происходит увеличение турбулизации основного потока, которая усиливается от воздействия вихревых потоков, возникающих у задней кромки данного профиля. Одновременно за счет разности давлений у выпуклой и вогнутой поверхностей раствор от выпуклой поверхности, где давление ниже, эжектируется через каналы 8 в сторону вогнутой поверхности. Это приводит к том, что от поверхности мембраны

3 в основнои центральный поток удаляется раствор с повышеннои концентрацией растворенного вещества, уменьшая тем самым концентрационную поляризацию и интенсифицируя массообмен, а также усиливается турбулизация основного центрального потока от воздействия истекающих со значительной скоростью из каналов 8, как из сопел, струй раствора.

При установке в трубчатой вставке

4 смежных втулок 5 со I3còðå÷íh(ì расположением выпуклых поверхностей крылевидногс профиля их стенок втулки 5, выпуклая поверхность которых обращена к продольной оси элемента, обеспечивают протекание процессов.

Что касается втулок 5, выпуклая поверхность к(торых обращена к мембране 3, то при обтекании их потоке! имеет место протекание с повышенной скоростью раствора у поверхности, 150 сопровождаемое усилением турбулизации в зазоре между последней и мембраной 3, а также истечение через каналы 8 струй раствора, оказывающее смывающее воздействие на мембрану с

РС НЕССа РаЗ 7с ЛЕНИН фсР МУ.I а ИЗ»О

10 1ЕМбРаННЫ1! )Л)сЫЕI! Т ристый т ;) бчатый карка р,- -г

С i) t t )ж ill!1

С (;), .i 17 )::,) . :."Ни»11 На ГО ВН Трс Н . .й Ис)ВС pbl}li)С! Ii полупр»ницаемой мембра}.ои и -.у;!с.}из;гэующес ;oòðoèo!.17», » т и l! -; а }Г—

Ш 1 ). С. я ТЕ1, Чт», с. ния произв )ди ft . Ii,ii зст}! бу-изирую}}}с у»T! тp

1)i. . Ii.ы П»ВЫШ;—

) .т. .. )—

}З Ы Г), Ii 11 ) t И 1Е ))) Oil I i)ii ВС ;:. >)И, с Г Ii, . 1 ,! ) ) ) С .,111!!i 1: )) } :: . с -..,, i (7!

Г 7 с. i i b, ) » Г i )

ii)) И . с I 7 К". } I

IiË,», 20 11 В,))q» 1 ..; ; С Ч I»Â11:.,Ik Ï1 П,;!. Ib И

llb1. i l! Кг}Н а:,1 1;! . Н а К. I » fl .. If fib!I! I: К

Дс lьн»й»си ." i bfthP,!!kkf, }, ) !»!:i. k! T;:

15 1 2

1д

Составитель Л.СВитпои

Техрсд 1., 1»рl с.!I7 д.l

Ес)рpс.К 7 .ip

Редактор В.Д".íêà

}с)! . И» II o

Ти}ра)} 600

Заказ 5374/6

1 ) ВНП1111!! Го< удар твенного }с»митета по изобрете .,}яь};; «т};1)ьl :! Ib .: . 181 ССС."

1130 )5, Москва, iH-35, Раушс:,.::: ...».„ .:. †.,5 у 1 ...,!и,, 11)1 I b, }}ро)изводcтa(. Il, ) lf ЗдйГс .I ьский г с)мби!I т )112тс Г одновременным массопереносом раствора из центральной части элемента к мембране.

При обтекании вту.I»K 5, выполненных разрезными в виде сегментов 10 трубчатого профиля, процессы, проис— ходящие в элементе, отл:}чаются от описанных тем, что при встрече - »тока с поперечными перемычками 11 имеет место увеличение е.го турбулизации.

По мере движения раствора в элементе часть его через мембрану 3 гроникает в подложку 2, пористый каркас

1 и выводится наружу в виде !рильтрата. Вывод концентратора осушес:вляется через крышку 15.

Предложенный мембранный э.}емент за счет увеличения турбулизации пот»5563 6 ка разделяемого раствора, lii .тенсификации егo массосбмена l; у.!.l. ния ьыС»КОКОН НЕНтрнрОВ,:.Н}1»Г! В спи»тfl» С ПС— верхности мембраны .".утем bf!,æ.I 11! Ны—

5 !

)1, - - 7 З l! НЧИ Г с "!ЬН ) Il)O»11 >В» 11:". с 11 i . Г 1