Установка для гельфитрационного разделения биологических растворов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 39683 0

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено29.10.71 (21) 1 709410/28-13. с присоединением заявки №1710301/28-13 (23) Приоритет (43) Опубликовано25.05.76.Бюллетень № 19 (45) Дата опублико.ания описания 15.06.76 (51) M. Кл.

В 01 Д 15/08

В 01 3 8/02

А 01 3 11/06

Госудврстненна и квинтет

Соввтв Министров СССР но делам нзооретеннй н открытий (53) УДК 637.133.5 (088.8) (72) Автор изобретения

Е. А. Фетисов

Всесоюзный научно-исследовательский институт молочной промышленности (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГЕЛЬ-ФИЛЬТРА11ИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится, в основном, к молочной промышленности, а именно к установкам для разделения жидких молочных продуктов, например, обезжиренного молока и сыворотки путем гель-фильтрации и может найти применение в биохимической промышленности.

Известны установки для гель-фильтрационного разделения биологических растворов, состоящие иэ вертикальной емкости, например, цилиндрической колонны, заполненной молекулярным ситом (декстрановым гелем}, распоееоженных в ней поршней (для подпрессовки сита) с подводящими и отводяшими штуцерами и системы мойки.

Однако эти установки отличаются низкой производительностью, невысокой чистотой разделения фракций и сильным их разбавлением водой.

Невысокая чистота разделения фракций и сильное разбавление их водой обусловлены неравномерностью набивки колонны и. возникающим вследствие этого переносом фронтов фракций во время работы колонны.

Низкая производительность является следствием малой упругости гранул геля, в результате чего при высоких скоростях гротекания жидкости гель в колонне уплотняется, и колонна становится непроницаемой для жидкости. Восстановить исходные свойства гель-фильтрационной колонны в этом случае можно только путем смены геля, что связано со значительными затратами.

1В С целью устранения этого в предлагаемой установке вертикально установленная емкость разделена горизонтальными сетчатыми перегородками, максимальный размер отверстий которых меньше минимальщ ного размера частиц молекулярного сита.

Кроме того, емкость разделена перегородками с образованием не менее двух вертикальных каналов, при этом количест во входных и выходных штуцеров равно количеству каналов.

Для удобства подпрессовки молекулярного сита емкость выполнена из ряда обеча-, ° ек и снабжена механизмом для их взаимно го перемещения вдоль вертикальпой оси

З5 емкости.

3969

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая установка для гель-фильтрационного разделения биологических растворов, емкость которой разделена горизонтальными сетчатыми перегородками; на фиг. 2— емкость с вертикальной перегородкой; на фиг. 3 - установка, емкость которой имеет несколько вертикальных перегородок, не доходящих до поршней; на фиг. 4 — емкость установки, выполненная из ряда обечаек.

Установка состоит иэ вертикально устаN новленной емкости, выполненной в виде цилиндрической колонны 1, разделенной жесткими сетчатыми перегородками 2 на ряд секций; системы мойки, содержашей емкости 3 для раствора мочевины концентрацией !

t

10-70% и теплообменник 4 для поддержания температуры раствора мочевины в пределах 20-60оС, 11илиндрическая колонна снабжена установленными по ее концам поршнями 5, служашими для подпрессовки геля в крайних секциях.

Колонна может быть выполнена и с вертикальными перегородками 6, обеспечивающими образование вертикальных каналов, 26 причем возможны варианты, согласно которым в колонне устанавливают и вертикальные и горизонтальные перегородки или одни из них. Форма вертикальных перегородок может быть любой, Они в горизонтальном 00 сечении могут образовывать систему колец, сот, квадратов и т,д. Согласно изобретению предусмотреио выполнение вертикальных перегородок 6, доходяших до поршней и делящих колонну на ряд самостоятельных ка- 00 налов (см. фиг. 2), и недоходяших до поршней (см. фиг. 3). В последнем случае между поршнями в их нижнем положении и концами перегородок имеются зазоры 7, заполненные гелем. 40

В случае выполнения колонны только с горизонтальными перегородками ее секции, кроме крайних, можно выполнить иэ ряда обечаек и снабдить механизмом 8 для их взаимного перемешения вдоль вертикальной ; 46 оси емкости (см, фиг. 4).

Колонна выполнена с входными и выходными штуцерами 9, причем число тех и дру- гих равно числу вертикальных каналов в колонне. 50

На фиг. 4 изображена колонна, имеющая внутренний диаметр, равный 100 мм, общую высоту » «SSO мм. Она разделена съемными сетками с ячейками размером О, 1хО, 1 мм на четыре секции, максимальная высота каж-00 .1ой из которых раина 210 мм, минимальная - 200 мм.

При заполнении секций гелем они имеют максимальную высоту, после заполнения их гелем и установки сеток производят под10 4 прессовку геля: в крайних секциях путем перемещения поршней 5, в средних — с помощью механизма 8 путем сближения обечаек 10.

При этом высота каждой секции становится равной 200 мм. Колонну заполняют гелем Сефадекс Г-25. Подпрессовку геля в колонне после ее заполнения производят для предотврашения усадки его во время работы. Усадка приводит к образованию полостей, заполненных жидкостью, и, следовательно, к повышенному разбавлению фракций и снижению чистоты разделения, Разделяемую жидкость в количестве

1,3 л (например молоко) подают через ниж ний штуцер 9 в колонну со скоростью

200 мл/мин, Затем через тот же штуцер и с той же скоростью, подают умягченную воду в количестве 10 л. Порция жидкости, проходя по колонне, делится на несколько фракций, последовательно покидаюших колонну через верхний штуцер 9. После того, как последняя фракция покинет колонну, она становится пригодной для подачи следуюшей порции разделяемой жидкости, В случае разделения обезжиренного молока мойку колонны производят через пятнадцать циклов разделения. В качестве моюшего средства используют 10%-ный раствор мочевины с температурой 30оС, находяшейся в емкости 3. Мочевину из колонны вытесняют водой, Во время подачи в колонну жидкости давление ее на входе в колонну определяют как произведение максимально допустимого давления на гель (около 0,2 кгс/см -) на число секций в колонне. Например, если число секций равно 4 (как в описываемом случае), то давление на входе в колонну может составлять 0 8 кгс/см . Так как а производительность колонны пропорциональна давлению жидкости на входе в нее,,то производительность колонны с горизонтальными перегородками во столько раз выше производи.ельности обычной гель-фильтра- ! ционной колонны, на сколько секций она разделена. жидкость, выходящая из колонны, анализируется разделителем 11 фракций, который в зависимости от состава.элюата направляет его в соответствуюшие сборники 12 и 13.

Обший перекос фронта каждой из фракций может достигать значительной величины, однако прн выполнении колонны с несколькими вертикальными каналами (см. фиг. 3), каждый из которых является как бы самостоятельной колонной, эта величина незначительна, в связи с чем возрастает чистота разделения фракций и уменьшается ,их разбавление. (формула изобре т : н

1. Установка для гель-фильтрационного

;разделения биологических растворов, например молока, состоящая из вертикально установленной емкости, например, цилиндрической колонны, заполненной молекулярным ситом (декстрановым гелем}, размещенных внутри нее уплотнительных поршней с подводящими и отводящими штуцерами, а также системы для мойки колонны, о т л и— ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения ее производительности, емкость разделена горизонтальными сетчатыми пе,регородками, максимальный размер отвер "-нй которых меньше минимального разМе- ра частиц молекулярного сита.

2. Установка по и. 1, о т л и ч а ю » ш а я с я тем, что, с целью повышения еффектит,аости разделения, емкос.гь разделена перегородками с образованием не ме нее двух вертикальных каналов, при этом количество входных и выходных штуцврсв равно количеству каналов.

3. Установка по п. 2., о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью удобства подпрессовки молекулярного сита в средних секциях, емкость выполнена из ряда обечаек и снабжена механизмом для их

15 взаимного перемешения вдоль вертикальной оси емкости.

1 Составитель М. Андреева

Редактор H. Спиридонова Техред С. Габовца Корректор И. Гоксич

Заказ 1171/99 Тираж 864 Подписное

ОНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113G35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4