АППАРАТ ДЛЯ МЕМБРАННОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ
MEMBRANE CONCENTRATION APPARATUS

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 диффузионного слоя [1], состоящее из корпуса, на котором находится кожух со штуцером. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток с конусом. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Устройство присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится подвижный полый вал, присоединенный одним концом к штоку, с насаженными на него лопастями, касающимися мембраны, которые делят канал на четыре сектора, два из которых соединены отверстиями с полостью вала для подачи газа, расположенными под углом 90 град друг к другу, второй конец вала выходит через корпус наружу. Недостатком устройства является сложность конструкции.
Известен аппарат для мембранного концентрирования [2]. Он состоит из корпуса, на котором находится кожух со штуцером. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток с конусом. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Устройство присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится подвижная спираль. Вращение спирали, с одной стороны, приводит к снятию неподвижного слоя на поверхности мембраны и уменьшению сопротивления трансмембранного переноса, а следовательно, увеличению производительности по фильтрату. С другой стороны, спираль, снимая неподвижный слой, турбулизирует отводимый диффузионный слой, что приводит к снижению его концентрации, а значит, и производительности аппарата.
Задачей изобретения является увеличение производительности.
Это достигается за счет того, что внутри мембраны с некоторым зазором от ее поверхности, по всей длине установлена рифленая вставка в виде сектора цилиндра с расположенными на ней каналами, которые размещены под углом к ее оси, крепящаяся одним концом к конусу штока, а другим - к подвижным лопастям.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого устройства, на фиг.2, 3 изображен разрез А-А и увеличенное изображение вставки соответственно.
Устройство состоит из корпуса 1, на котором находится кожух 2, штуцер 3 и 4. Корпус имеет две кольцевые щели 5 и 6. Внутри корпуса находится полый шток 7, на конце которого выполнен конус. Положение штока регулируется при помощи резьбы 8. Устройство присоединяется к трубчатой мембране 9. Внутри полости мембраны находится рифленая вставка 10 в виде сектора цилиндра, приводящаяся во вращение лопастями 11. Вставка одним концом крепится к конусу штока, а другим к лопастям. Через штуцер 12, 13, осуществляется подвод продукта, через 14 - отвод фильтрата.
Устройство работает следующим образом. Исходный раствор под давлением подается в устройство, которое делит поток на две части. Основная его часть непрерывно поступает в мембрану через штуцер 12, а другая - периодически через штуцер 14, приводя во вращение лопасти 11 и соответственно вставку 10. За счет создания движущей силы происходит мембранная фильтрация. При этом на внутренней поверхности мембраны образуется подвижный диффузионный слой с повышенным содержанием растворенных веществ (явление концентрационной поляризации). Диффузионный слой отводится из штуцеров 3 и 4, а основная часть потока - через внутреннюю полость штока 7. Благодаря щелевому зазору между вставкой и мембраной, а также рифленой поверхности вставки происходит увеличение скорости потока и его турбулизация, а значит, очистка части поверхности мембраны в области вставки.
Периодически, через некоторый интервал времени, по мере накопления неподвижного осадка на поверхности мембраны и уменьшения производительности по фильтрату, производится поворот вставки на 90°. Это позволяет постепенно очищать всю рабочую поверхность мембраны, что благоприятно влияет на производительность по фильтрату и приводит к увеличению производительности процесса.
Источники информации
1. Пат. 2286841 РФ, C1 B01 063/06. Мембранное устройство / Б.А.Лобасенко, Е.Е.Истратова (Россия). - 2005116638/15. Заявлено 31.05.2005. Опубл. 10.11.2006. Бюл. №31.
2. Пат. 2217224 РФ, C1 B01 063/06. Аппарат для мембранного концентрирования / Б.А.Лобасенко, В.А.Павский, А.А.Механошина, Т.В.Лощинина (Россия). - №2002113872/12. 3аявлено 27.05.2002,.Опубл. 27.11.2003. Бюл. №33.