Аппарат для мембранного концентрирования

 

Изобретение относится к области концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Технический результат: интенсификация процесса разделения. Аппарат для мембранного концентрирования включает кожух с патрубком для отвода продукта. Внутри кожуха находится корпус с двумя кольцевыми щелями. В полости корпуса находится полый шток переменной конфигурации. Перед штоком по диаметру канала мембранного аппарата по всей длине установлена подвижная, с регулируемой частотой вращения спираль. 1 ил.

Изобретение относится к области концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для отвода поляризационного слоя [1]. Оно включает в себя корпус, крышку со штуцером для ввода исходного раствора и патрубок для дисперсной фазы. Отвод раствора осуществляется через конус, а дисперсной фазы с концентратом через патрубок. В корпусе при помощи втулок крепится мембрана, внутри которой расположена сетка, установленная с некоторым зазором с ее поверхностью. Недостатком этого устройства является трудоемкость отделения дисперсной фазы от концентрата.

Известно также устройство для отвода поляризационного слоя [2], включающее в себя корпус с двумя кольцевыми щелями, с внешней стороны которого присоединен кожух со штуцером, внутри корпуса находится полый шток переменной конфигурации, выполненный таким образом, что его передняя часть представляет конус, за торцевой поверхностью которого имеется цилиндрическая проточка меньшего диаметра и резьба, с помощью которой он перемещается в осевом направлении в корпусе, причем в корпусе имеется канал, соединяющий полость цилиндрической проточки со штуцером для отвода продукта. Недостатком этого устройства является уменьшение производительности по отводимому фильтрату вследствие того, что с течением времени на мембране образуется неподвижный слой геля и возникает необходимость ее очистки.

Целью изобретения является увеличение производительности аппарата. Для реализации указанной цели в аппарате для мембранного концентрирования, включающего кожух с патрубком для отвода продукта, внутри которого находится корпус с двумя кольцевыми щелями, в полости корпуса находится полый шток переменной конфигурации, предлагается перед штоком, по диаметру канала мембранного аппарата на всей длине установить подвижную, с регулируемой частотой вращения спираль, которая обеспечивает продвижение неподвижной части поляризационного слоя, образующегося на поверхности мембраны, по направлению к штоку.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из корпуса 1 с двумя кольцевыми щелями 4 и 5, находящегося внутри кожуха 2 с патрубком для отвода продукта 3. В полости корпуса находится полый шток переменной конфигурации 6. Положение конуса регулируется при помощи резьбы 7. Устройство присоединяется к трубчатой мембране 8. Внутри полости мембраны находится спираль 9, приводящаяся во вращение лопастями 10. Лопасти расположены в корпусе 11. На корпусе имеются штуцера 12, 13 для подвода продукта.

Устройство работает следующим образом. Основная часть исходного раствора под давлением подается в канал мембранного аппарата, другая часть поступает на лопасти, которые приводят во вращение спираль. За счет создания движущей силы в канале аппарата происходит мембранная фильтрация. При этом на внутренней поверхности мембраны образуется слой с повышенным содержанием растворенных веществ (явление концентрационной поляризации). Поток и верхняя часть образовавшегося слоя устремляются в корпус 1, где происходит их разделение. Поток поступает во внутреннюю полость штока 6, а слой - в кольцевую щель 4 и область, ограниченную проточкой штока и внутренней поверхностью корпуса. Далее они выводятся из аппарата.

Через некоторое время на мембране вследствие концентрационной поляризации образуется устойчивый неподвижный слой с повышенным содержанием растворенных веществ, который в дальнейшем может преобразоваться в слой геля. Это значительно снижает скорость процесса, а следовательно, и производительность. Для его предотвращения предлагается производить постоянное вращение спирали 9, скорость которой зависит от свойств перерабатываемой среды и условий образования слоя. В случае необходимости при интенсивном образовании последнего увеличивают частоту вращения спирали.

Таким образом, установка и использование подвижной спирали позволяет добиться постоянной очистки мембраны от накопившегося на ней слоя и способствует отводу продукта с большим содержанием растворенных веществ, что в целом приводит к интенсификации процесса разделения.

Литература 1. Лобасенко Б. А., Иванец В.Н., Космодемьянский Ю.В, Фахрутдинов Ю.Г. Аппарат для мембранного разделения: Патент 2162008. - Опубл. 20.01.2001 в Б. И. 2.

2. Лобасенко Б.А., Сафонов А.А., Лобасенко Р.Б., Черданцева А.А. Аппарат для мембранного концентрирования: Патент 2181619. -Опубл. 27.04.2002. Б.И. 12.

Формула изобретения

Аппарат для мембранного концентрирования, включающий кожух с патрубком для отвода продукта, внутри которого находится корпус с двумя кольцевыми щелями, в полости корпуса находится полый шток переменной конфигурации, отличающийся тем, что перед штоком по диаметру канала мембранного аппарата на всей длине установлена подвижная с регулируемой частотой вращения спираль.

РИСУНКИ

Рисунок 1