ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ПИЩЕВЫХ СРЕД В ТАНГЕНЦИАЛЬНОМ РЕЖИМЕ

Полезная модель относится к технике лабораторных исследований процесса мембранного разделения пищевых сред с использованием трубчатых мембранных фильтров и может быть использовано в пивоваренной, безалкогольной, молочной и других отраслях промышленности.
Технической задачей полезной модели является регулирование и контроль процесса мембранного разделения пищевых сред, а также обеспечение надежной герметизации в процессе работы и удобной разборки для технического обслуживания.
Для решения поставленной технической задачи полезной модели предложена экспериментальная установка для лабораторных исследований процесса мембранного разделения пищевых сред в тангенциальном режиме, характеризующаяся тем, что она состоит из циркуляционной емкости, снабженной манометром, предохранительным клапаном и краном для создания противодавления, фильтрационного аппарата, состоящего из цилиндрической обечайки, снабженной штуцерами для присоединения крана вывода фильтрата и манометра, двух крышек, снабженных штуцерами для ввода и вывода разделяемой пищевой среды, причем штуцер для ввода разделяемой пищевой среды соединен трубопроводом с краном выхода разделяемой пищевой среды из циркуляционной емкости, снабженным центробежным насосом и расходомером, а штуцер для вывода разделяемой пищевой среды соединен трубопроводом с краном входа разделяемой пищевой среды в циркуляционную емкость, оснащенным манометром, при этом крышки имеют пазы, выполненные в виде двух концентрических окружностей с размещенными в них прокладками, контактирующие с цилиндрической обечайкой и мембранным модулем, цилиндрические торцы которых входят в пазы крышек, которые стянуты между собой шпильками с болтовым соединением, причем мембранный модуль, размещенный внутри цилиндрической обечайки, состоит из двух трубных решеток, по оси отверстий которых через прокладки установлено восемь трубчатых мембранных фильтров, а по центральной оси мембранного модуля расположен стягивающий трубчатые мембранные фильтры и трубные решетки шток, имеющий болтовое соединение.
Технический результат заключается в регулировании и контроле процесса мембранного разделения пищевых сред, а также обеспечении надежной герметизации в процессе работы и удобной разборки для технического обслуживания.
На фиг.1 показана трехмерная модель экспериментальной установки для лабораторных исследований процесса мембранного разделения пищевых сред в тангенциальном режиме, на фиг.2 - фотография экспериментальной установки для лабораторных исследований процесса мембранного разделения пищевых сред в тангенциальном режиме, на фиг.3 - разрез фильтрационного аппарата.
Экспериментальная установка для лабораторных исследований процесса мембранного разделения пищевых сред в тангенциальном режиме (фиг.1-3) содержит циркуляционную емкость 1, снабженную манометром 2, предохранительным клапаном 3 и краном для создания противодавления 4, фильтрационный аппарат, состоящий из цилиндрической обечайки 5, снабженной штуцерами 6, 7 для присоединения крана вывода фильтрата 8 и манометра 9, двух крышек 10, 11, снабженных штуцерами для ввода и вывода разделяемой пищевой среды 12, 13. Причем штуцер для ввода разделяемой пищевой среды 12 соединен трубопроводом 14 с краном выхода разделяемой пищевой среды 15 из циркуляционной емкости 1, снабженным центробежным насосом 16 и расходомером 17, а штуцер для вывода разделяемой пищевой среды 13 соединен трубопроводом 18 с краном входа разделяемой пищевой среды 19 в циркуляционную емкость 1, оснащенным манометром 20. При этом крышки 10, 11 имеют пазы, выполненные в виде двух концентрических окружностей с размещенными в них прокладками 21, 22, контактирующие с цилиндрической обечайкой 5 и мембранным модулем, цилиндрические торцы которых входят в пазы крышек 10, 11, которые стянуты между собой шпильками 23 с болтовым соединением. Причем мембранный модуль, размещенный внутри цилиндрической обечайки 5, состоит из двух трубных решеток 24, 25, по оси отверстий которых через прокладки 26, 27, установлено восемь трубчатых мембранных фильтров 28, а по центральной оси мембранного модуля расположен стягивающий трубчатые мембранные фильтры 28 и трубные решетки 24, 25 шток 29, имеющий болтовое соединение.
Предложенная экспериментальная установка для лабораторных исследований процесса мембранного разделения пищевых сред в тангенциальном режиме работает следующим образом.
После наполнения циркуляционной емкости 1 разделяемой пищевой средой открывают краны 15, 19 в результате чего происходит заполнение системы разделяемой пищевой средой и вытеснение воздуха, которым была заполнена система, через штуцер 7, к которому затем присоединяют манометр 9 и осуществляют подачу углекислого газа через кран для создания противодавления 4, после чего в системе устанавливается его избыточное давление. После этого разделяемая пищевая среда с помощью центробежного насоса 16 нагнетается в фильтрационный аппарат, которая проходит через расходомер 17, где определяется ее расход, и затем поступает в мембранный модуль. Здесь разделяемая пищевая среда движется тангенциально, т.е. параллельно фильтрующей поверхности трубчатых мембранных фильтров 28. При этом пищевая среда фильтруется через мембранные фильтры 28 и ее фильтрат поступает во внутреннюю кольцевую полость между цилиндрической обечайкой 5 и мембранным модулем, давление в которой контролируется манометром 9, откуда он вытесняется через кран вывода фильтрата 8 за пределы установки. Оставшаяся часть пищевой среды в виде концентрата отводится из фильтрационного аппарата через трубопровод 18, давление в котором контролируется манометром 20, в циркуляционную емкость 1, после чего его цикл рециркуляции повторяется до достижения в нем заданного содержания сухих веществ.
Предложенная экспериментальная установка для лабораторных исследований процесса мембранного разделения пищевых сред в тангенциальном режиме позволяет:
- регулировать и контролировать процесс мембранного разделения пищевых сред путем включения в контур циркуляции разделяемой пищевой среды манометра, предохранительного клапана и крана для создания противодавления циркуляционной емкости, крана вывода фильтрата и манометра фильтрационного аппарата, крана входа разделяемой пищевой среды в циркуляционную емкость, крана выхода разделяемой пищевой среды из циркуляционной емкости, расходомера, манометра трубопровода, соединяющего штуцер для вывода разделяемой пищевой среды из фильтрационного аппарата с краном входа разделяемой пищевой среды в циркуляционную емкость;
- обеспечить надежную герметизацию в процессе работы и удобную разборку для технического обслуживания благодаря тому, что фильтрационный аппарат состоит из цилиндрической обечайки, снабженной штуцерами для присоединения крана вывода фильтрата и манометра, двух крышек, снабженных штуцерами для ввода и вывода разделяемой пищевой среды, при этом крышки имеют пазы, выполненные в виде двух концентрических окружностей, с размещенными в них прокладками, контактирующие с цилиндрической обечайкой и мембранным модулем, цилиндрические торцы которых входят в пазы крышек, которые стянуты между собой шпильками с болтовым соединением, причем мембранный модуль, размещенный внутри цилиндрической обечайки, состоит из двух трубных решеток, по оси отверстий которых через прокладки установлено восемь трубчатых мембранных фильтров, а по центральной оси мембранного модуля расположен стягивающий трубчатые мембранные фильтры и трубные решетки шток, имеющий болтовое соединение.