Brevet FR2615750A1 — publié le 19881202

L'invention a pour objet un appareil d'ultrafiltration conçu pour La concentration de mélanges liquides, de solutions, de suspensions ou d'émulsions, notamment dans l'industrie alimentaire. On connait déjà un appareil d'ultrafiltration, selon la description du brevet U.S. 3 872 015. Cet appareil est constitué par des plaques elliptiques de filtration serrées par deux plaques dlextrémités au moyen de vis de pression passant par des orifices aménagés sur le rebord des plaques suivant l'axe longitudinal de l'ellipse. Les fentes ménagées entre les vis et les bagues d'étanchéité encastrées dans les orifices servent à L'écoulement de la matière brute jusqu'aux diverses parties de l'appareil. La plaque extrême supérieure comporte un orifice d'admission de La matière brute, tandis que la plaque extrême inférieure comporte un orifice de sortie.La plaque de filtration présente sur les surfaces extérieures de son rebord périphérique annulaire une bride d'étanchéité, tandis que les surfaces de la partie interne présentent des nervures, entre lesquelles sont aménagés, parallèlement à ces nervures, des trous de drainage dont les sorties se présentent sous forme de filtre d'évacuation. La matière brute est admise par cet orifice d'admission, et elle s'écoule le long des vis par les fentes d'écoulement et elle s'écoule sur une membrane par des canaux d'écoulement aménagés entre les plaques voisines. Après le passage par la membrane, la rondelle et les trous de drainage, le filtrat est évacué vers l'extérieur. On connaît de même un appareil d'ultrafiltration selon le contenu du brevet CS 220 868. La plaque de filtration présente une forme rectangulaire et sur les rebords longitudinaux des deux côtés on a prévu des orifices rectangulaires de passage à canaux encochés débouchant de l'autre coté de La plaque. On a prévu perpendiculairement aux orifices de passage des saillies semi-rondes aménagées parallèlement et perpendiculairement, constituant un réseau de canaux d'écoulement de la matière brute. L'autre coté de la plaque présente des canaux parallèles de drainage qui sont réunis par des canaux collecteurs aménagés le long des bords courts de la plaque de filtration, lesdits canaux communiquant avec les orifices de passage aménagés dans Les coins de la plaque.La plaque de filtration est insérée dans l'appareil de telle façon que du côté des canaux de drainage on a prévu pour L'écoulement du filtrat un cadre d'étanchéité garni d'un insert textile, par contre du côté du réseau de canaux d'écoulement de la matière brute on a prévu une membrane. L'appareil d'ultrafiltration, selon l'invention, comporte une plaque de butée et une plaque de pression entre lesquelles on insère tour à tour une plaque de filtration et une plaque membrane. L'essentiel de L'invefltion est la construction de la plaque de filtration, qui présente la forme d'un Losange à sommets arrondis. Au voisinage des sommets arrondis à angles aigus, on a prévu des orifices d'écoulement ayant la forme d'un triangle à sommets arrondis. D'un côte, La plaque de filtration présente des canaux d'écoulement de la matière brute qui sont disposés radialement à partir de l'un des orifices d'écoulement jusqu'à l'axe le plus court, puis se rassemblent radialement vers le second orifice d'écoulement, lesdits canaux d'écoulement se séparent et se rassemblent d'un point constituant le sommet d'un angle formé par les bras constituant le prolongement des bords extrêmes des canaux extrêmes.Au fur et à mesure de l'élargissement de chaque canal vers l'axe court du losange,la profondeur du canal décroît de manière que La résistance d'écoulement sur toute la longueur ait une valeur sensiblement stable, en outre au fur et à mesure de L'écartement des canaux par rapport au grand axe du losange s'accroît L'angle d'ouverture du bord des canaux. De l'autre côté de la plaque de filtration, on a prévu Ides canaux de drainage à travers lesquels le filtrat, après avoir passé par la membrane, s'écoule vers un canal coLlecteur et sort à l'extérieur. L'appareil d'ultrafiltration, selon l'invention, permet d'obtenir des valeurs de résistance d'écoulement de la matière brute sensiblement égales dans tous les canaux et sur toute la longueur de chaque canal d'écoulement, grâce à quoi on obtient un écoulement homogène de la matière brute ainsi qu'un rendement optimal de filtrat de la surface active de la membrane avec un moindre besoin en énergie pour conduire le processus. L'objet de L'invention est illustré à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés, où la figure 1 représente une coupe verticale de l'appareil d'ultrafiltration ; la figure 2 une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1. L'appareil d'ultrafiltration comporte essentiellement un jeu de plaques de filtration 1 entre lesquelles sont insérées des membranes 2 rendues étanches par un rebord 3 de La plaque de filtration. L'ensemble du jeu de plaques de filtration est Logé entre une plaque de butée 4 et une plaque de pression 5 par serrage d'une ou plusieurs vis de pression 6 Chaque plaque de filtration 1 présente la forme d'un losange à sommets arrondis. Au voisinage des sommets arrondis à angles aigus, on a prévu des orifices d'écoulement 7 et 8 pour alimenter en matière première l'ensemble au moyen d'une pompe 9 et une conduite 10. Ces orifices d'écoulement présentent une forme triangulaire à sommets arrondis.Sur l'un des côtés de la plaque de filtration 1, on a aménagé des canaux d'écoulement 11 qui sont répartis radialement depuis l'un des orifices d'écoulement 7 vers l'axe court du Losange et se rassemblent de même radialement auprès d'un second orifice d'écoulement 8. Les canaux d'écoulement se séparent et se rassemblent enun point qui est le sommet d'un angle formé par les bras constitués par Le prolongement des bords extrêmes des canaux extrêmes. Au fur et à mesure que les canaux 11 d'écoulement s'élargissent, leur profondeur décroît de manière que la résistance d'écoulement à travers un canal 11 soit constante sur toute la longueur. De l'autre côté de la plaque de filtration 1 on a aménagé des canaux de drainage 12, au moyen desquels le filtrat après la traversée de la membrane 3 s'écoule vers l'extérieur par une conduite collecteur 13 vers le réservoir 14. REVENDICATIONS 1. Appareil d'ultrafiltration comportant un jeu de plaques de filtration, entre lesquelles sont insérées des membranes au moyen de vis et d'une plaque de butée et une de pression, caractérisé en ce que chaque plaque de filtration (1) présente la forme d'un losange à sommets arrondis, et en ce qu'au voisinage de ces sommets arrondis à angles aigus sont aménagés des orifices d'écoulement de la matière brute, par contre sur la surface de la plaque de filtration (1) on a aménagé des canaux d'écoulement (11) qui se séparent radialement d'un orifice (7) vers l'axe court du Losange et se rassemblant radialement vers un second orifice (8), et en ce qu'au fur et à mesure de Leur éloignement par rapport aux orifices (7) et (8) vers l'axe court du losange s'accroît la largeur du canal et décroît sa profondeur, et en outre l'angle d'ouverture des bords de chaque canal est d'autant plu#s grand que le canal est plus écarté de l'axe long du losange. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices d'écoulement (7) et (8) présentent la forme d'un triangle à sommets arrondis. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux d'écoulement (11) se séparent et se rassemblent radialement d'un point constituant le sommet d'un angle formé par des bras constituant le prolongement des bords extrêmes des canaux extrêmes (11).