ЭлБиб

•

2009

ПИВО

НАПИТКИ

ОБОРУДОВАНИЕ и УПАКОВКА

Рис. 2.

Организация процесса фильтрования через полупроницаемую мембрану:

— фронтальная (тупиковая);

— тангенциальная (кросс-флоу)

Рис. 4.

Мембранный аппарат типа фильтр-пресса

ческое давление морской воды около

20 атм.

В зависимости от размеров пор в на-

стоящее время различают мембраны

с ситовым разделением смеси под дей-

ствием приложенного давления: ми-

крофильтрование (0,1–1,0 мкм) —

удаление бактерий, вирусов, механи-

ческих примесей и ультрафильтрова-

ние (0,01–0,1 мкм) — удаление вы-

сокомолекулярных веществ (белки,

крахмал, жиры и пр.), вирусов. При

нанофильтровании и обратном осмо-

се (0,0001–0,001 мкм) из растворов

извлекаются молекулы и ионы низ-

комолекулярных веществ, т.е. разде-

ление происходят на молекулярном

уровне.

Основные характеристики мем-

бранного процесса:

проницаемость, или удельная про-

изводительность

где

— расход фильтрата;

— по-

верхность мембраны;

селективность (избирательность),%:

=(1–

)·100,

где

— концентрация рассма-

триваемого компонента в исходной

смеси и фильтрате.

По способу организации процесса

фильтрования различают (рис. 2) фрон-

тальную (тупиковую) и тангенциаль-

ную (режим кросс-флоу) фильтрацию.

При тупиковой фильтрации филь-

труемая жидкость подается на поверх-

ность мембраны с образованием на ней

слоя осадка и постепенным снижени-

ем скорости фильтрации. Как правило,

регенерацию мембраны не проводят

(одноразовое использование), поэто-

му тупиковуюфильтрациюприменяют

преимущественно для слабозагрязнен-

ных сред. Большинство картриджных

(сменных) фильтров работает именно

в этом режиме.

В режиме кросс-флоу для осла-

бления явления концентрационной

поляризации и снижения произво-

дительности над поверхностью мем-

браны создают турбулизованный по-

ток жидкости при помощи механиче-

ской мешалки или циркуляционного

насоса.

В зависимости от вида использу-

емых мембран различают основные

типы аппаратов: пленки и пласти-

ны — плоскорамные (типа фильтра-

пресса); трубки — трубчатые; свер-

нутые пленки — рулонные; полое

волокно — половолоконные.

Основные требования к аппара-

там: большая удельная рабочая по-

верхность мембран в единице объ-

ема аппарата; равномерное распре-

деление разделяемой смеси вдоль

поверхности мембраны; создание

относительно высоких скоростей ее

движения относительно мембраны

с целью уменьшения влияния эффек-

та поляризационной концентрации;

герметичность; прочность; простота

сборки и монтажа; надежность в экс-

плуатации.

В России мембраны выпускают

только два предприятия: ЗАО НТЦ

«Владипор» и ООО «Экофил».

Типовая аппаратурная схема со-

стоит из нескольких частей (рис. 3):

емкости фильтруемого раствора

циркуляционного насоса

, филь-

трационного модуля

, состоящего

из нескольких фильтрующих конту-

ров, которые могут быть соединены

как последовательно, так и парал-

лельно, и емкости для фильтрата

Организация потоков в плоско-

рамном модуле и типичная кон-

струкция модуля с плоскими мем-

бранными элементами (типа филь-

тра-пресса) показаны на рис. 4.

В корпусе аппарата на трубчатом

коллекторе герметично закрепле-

ны мембранные плоские элементы.

Во фланцах находятся отверстия

для ввода исходной смеси и отвода

транзита (концентрата) соответ-

ственно. Между элементами парал-

лельно расположены вставки, изго-

Рис. 3.

Типовая аппаратурная схема реализации мембранного фильтрования

Плоская мембрана

на носителе

Транзит

Разделительные пластины

Пермеат

Исходный

поток

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека