ЭлБиб

20 / 66

Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» № 4, 2017
20
УДК 66.067.122.2:66.067.15
Самоочищающийся фильтр на основе магнитоуправляемых частиц
Канд. техн. наук И.А. Шорсткий, i-shorstky@mail
К.Ю. Савенков,
Кубанский государственный технологический университет
350072, Россия, Краснодар, ул. Московская, 2
Обсуждены основные проблемы использования и управления осадкообразованием для
повышения эффективности процесса фильтрации. Предложена конструкция и описан принцип
работы самоочищающегося фильтра на основе магнитоуправляемых частиц. В качестве
основного подхода к разработке конструкции рассмотрен метод управления структурой массива
частиц внешним вращающимся магнитным полем. Показана возможность создания
динамичной пористой структуры фильтроэлемента с плотной упаковкой частиц, а также процесс
самоочистки установки, не требующей дополнительных инженерных коммуникаций. На основе
данных рентгенографического анализа получен состав используемых микрочастиц
фильтроэлемента, определенных как оксид железа Fe3O4. С использованием сканирующего
электронного микроскопа были получены изображения пористой структуры фильтроэлемента.
Полученные результаты станут основой для проведения ряда исследований по определению
функциональных возможностей разработанной установки, а также для подтверждения или
опровержения гипотезы об изменении показателей качества пищевых сред при прохождении
через предлагаемый фильтроэлемент с динамичной пористой структурой.
Ключевые слова: фильтровальные материалы; самоочищающийся фильтр; управление осадкообразованием;
микрофильтрация; вращающееся магнитное поле; микросферические частицы; фильтроэлемент.
DOI: 10.17586/2310-1164-2017-10-4-20-26
Self-cleaning filter based on magnetically controlled particles
Ph.D. Ivan A. Shorstky , i-shorstky@mail
Kirill Yu. Savenkov,
Kuban State University of Technology
2, Moskovskaya str., Krasnodar, 350072, Russia
The main problems of sedimentation using and control to improve efficiency of filtration process are
discussed. To solve the problem of precipitation a new machine design is proposed and the principle
of the self-cleaning filter operation, based on magnetically controlled particles, is described. As a basic
mechanism for machine design a method of particles array structure control by external rotating
magnetic field is proposed. The results of research show the possibility of creating a dynamic porous
filter cake structure with close packing of particles, as well as the self-cleaning process of filter machine,
that does not require additional engineering communications. Based on the X-ray analysis data the
composition of the microparticles of filter cake is defined as Iron Oxide Fe3O4. SEM-images of porous
structure of the filter cake were obtained using a scanning electron microscope. Results of current work
serve as the basis for conducting further researchers related to determining the functionality
parameters of filter machine, as well as confirming or refuting the hypothesis of the influence on the
quality of food media when their passing through the filter cake with a dynamic porous structure.
Keywords: filtering materials; self-cleaning filter; sedimentation control; microfiltration; rotating magnetic field;
microspheroidal particles; filter element.
Введение
Микрофильтрация – широко распространенный процесс очистки различного рода жидкостей
от взвешенных частиц в технологиях осветления, пастеризации и стерилизации соков [1], вин [2], пива
[3], молочных продуктов, а также в процессах водоподготовки.
В наиболее часто применяемом процессе фильтрации с использованием полупроницаемых
мембран пропускаемые через капилляры мембраны компоненты раствора удаляются из напорного
канала, тогда как задерживаемые компоненты собираются на поверхности мембран, что приводит
к концентрационной поляризации. В такой системе за счет возрастания осмотического давления
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека