ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ФИЛЬТРА ТОНКОЙ ОЧИСТКИ МОЛОКА Российский патент 2004 года по МПК A01J9/02 A01J11/06 B01D27/06 B01D29/48 

Изобретение относится к устройствам для фильтрации молока и может быть в конструкции фильтров, используемых в молочной промышленности.

Известно, что сырое молоко подразделяют на три сорта - высший, первый и второй. При определении сортности молока важнейшими показателями являются требования по чистоте, включающие степень чистоты по эталону, бактериальную обсемененность и содержание соматических клеток. Молоко высшего сорта используют для производства высококачественных продуктов и принимают с соответствующей надбавкой к закупочной цене. Поэтому в хозяйствах, занятых производством молока, большое внимание уделяется его фильтрации - очистке от механических и биологических примесей [1].

В небольших фермерских хозяйствах фильтрование молока производят при переливании молока из доильного ведра во фляги с помощью марлевых, вафельных, фланелевых или лавсановых фильтров, изготовленных из нескольких слоев фильтрующего материала, уложенного между двумя металлическими сетками, изготовленными из нержавеющей пищевой стали [2].

Недостатком указанной конструкции фильтрующего устройства является низкое качество фильтрации молока, обусловленное тем, что в фильтрате остается довольно большое количество механических и биологических примесей. Кроме того, фильтрующий материал имеет ограниченный срок службы: марлевые фильтры служат не более 10 дней, вафельные и фланелевые - 45 дней, лавсановые - 180 дней.

В фермерских хозяйствах на 100 и более голов крупного рогатого скота широкое применение нашел фильтр Ф-01 М, в котором фильтрующими элементами являются гранулы кварцевого песка, помещенные в сетку из нержавеющей пищевой стали [2].

Недостатком этого фильтра является необходимость периодической замены кварцевого песка. Кроме того, данный фильтр не обеспечивает удаление биологических примесей, а это снижает качество молока.

Для очистки молока широко применяются сепараторы ОМ-1А, Г9–ОМА, ОЦМ-5, в которых разделение молока и механических примесей происходит под действием центробежной силы, развиваемой барабаном [2].

Недостатком сепараторов является их сложность и дороговизна.

Известны также многочисленные отечественные фильтрующие элементы для очистки жидкостей и воды, изготовленные из керамики, металлокерамики, проволоки в виде сетки или спирали, навитой на перфорированный стакан, гофрированные в виде многолучевой звезды, а также тканевые и волокнистые [3, стр.18], [4], [5], [6].

Среди зарубежных аналогов известны фильтры патронно-щелевого типа, фильтрующие элементы которых выполнены в виде узких щелей для прохода фильтрата [7].

Английская фирма “Рейс Инжиниринг” изготавливает установку с батарейными фильтрами, в которой фильтрующие элементы выполнены в виде многоугольника, представляющего собой продольные равномерно расположенные стержни, к которым с шагом 0,1; 0,15 и 0,22 мм приварены металлические кольца [3, стр.15-16].

Указанные фильтрующие элементы удобны в эксплуатации, дешевы в изготовлении, долговечны в работе, но не могут быть использованы для фильтрации молока.

Французская фирма “СЭМ” выпускает фильтр “Скаматик-S”, в вертикальном корпусе которого установлен фильтрующий элемент в виде металлического стакана с продольными щелями, на внешнюю поверхность которого наматывают нержавеющую проволоку толщиной 18 мкм, расстояние между витками 2 мкм [3, стр.9-10].

Фильтры “Скаматик-S” предназначены для очистки дизельного топлива, мазута, смазывающе-охлаждающих жидкостей для шлифовальных станков и прокатных станов, но так же, как и фильтры фирмы “Рейс Инжиниринг”, не могут быть использованы для фильтрации молока.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту изобретения является фильтрующий элемент фирмы “Фильтрокс” (Швейцария), выполненный в виде перфорированного цилиндра и приваренной к нему проволоки из нержавеющей стали, намотанной в виде спирали [3, стр.11-12].

Благодаря тщательной отделке и применяемым материалам данный фильтрующий элемент можно использовать в пищевой промышленности. Однако для фильтрации молока использоваться он не может, что и является его недостатком.

Задачей изобретения является создание дешевого в изготовлении и удобного в эксплуатации фильтрующего элемента длительного пользования, предназначенного для высококачественной очистки молока.

Поставленная задача решается тем, что в фильтрующем элементе фильтра тонкой очистки, содержащем каркас в форме цилиндра или многоугольника, собранный из продольных стержней, жестко связанных между собой основаниями в виде колец, на который навита фильтрующая поверхность в виде пружины из нержавеющей проволоки треугольного сечения, фильтрующий зазор между витками пружины со стороны входа выполнен равным 0,070±0,002 мм и увеличивается в сторону выхода. Соотношение площадей фильтрующего зазора и стенки пружины выбрано не менее 1:20, а кромки стенки пружины, образующие фильтрующий зазор, выполнены острыми.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид заявляемого устройства; на фиг.2 - выносной элемент А.

Фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки молока состоит из каркаса 1 и фильтрующей поверхности 2, детали его изготовлены из нержавеющей стали.

Каркас 1 выполнен в форме цилиндра или многоугольника и собран из продольных стержней 3, которые жестко связаны между собой основаниями в виде колец 4 и 5, т.е. каркас 1 представляет собой “беличье колесо”.

На каркас 1 навита и приварена фильтрующая поверхность 2, выполненная в виде пружины из проволоки треугольного сечения с фильтрующим зазором δ между витками пружины. Зазор δ между витками пружины фильтрующего элемента со стороны входа молока выполнен равным 0,070±0,002 мм и увеличивается в сторону выхода молока. Соотношение площадей фильтрующего зазора δ и стенки 6 пружины выбрано не менее 1:20. Кромки 7 и 8 стенки пружины, образующие фильтрующий зазор δ, выполнены острыми.

Работает фильтрующий элемент следующим образом. На фильтрующую поверхность 2, установленную в корпусе фильтра (на чертеже корпус не показан), в направлении стрелки Б подается молоко. При проходе через фильтрующий зазор δ молоко очищается от механических и биологических примесей и через выходной патрубок корпуса выводится из фильтра в приемную технологическую емкость. По окончании работы фильтрующий элемент подвергается санитарно-гигиенической обработке. Она может быть осуществлена как вручную после разборки фильтра, так и автоматически - непосредственно в составе установки по команде, выдаваемой с пульта управления, при этом в фильтр с помощью насоса подается раствор, применяемый в молочной промышленности для промывки доильных установок и молочного оборудования.

Выбранная величина зазора δ=0,070±0,002 мм обеспечивает тонкую фильтрацию молока, препятствуя прохождению механических примесей и обеспечивая прохождение через фильтрующий зазор частиц белка и жировых шариков. Острые кромки 7 и 8 стенки 6 пружины, образующие фильтрующий зазор δ, частично разрушают и бактериальные клетки, что, в итоге, приводит к повышению качества очистки молока, а значит - и его сортности. Указанное выше соотношение площадей фильтрующего зазора δ и стенки 6 пружины (не менее 1:20) создает благоприятные условия для отекания пены, слизи и механических примесей в отстойник фильтра, а увеличение зазора в сторону выхода молока позволяет снизить гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента и уменьшить при этом энергетические затраты. Изготовление фильтрующего элемента из нержавеющей стали позволяет существенно увеличить срок его службы.

На предприятии изготовлен и испытан с положительными результатами опытный образец предложенного фильтрующего элемента фильтра тонкой очистки молока, работающего в составе установки “М-3000” для быстрого охлаждения и хранения молока, который обеспечивает тонкую высококачественную очистку молока. Срок службы разработанного фильтрующего элемента - не менее 10 лет.

Рекомендовано начать его серийный выпуск.

Источники информации

1. Молоко коровье. Требования при закупках. ГОСТ 13264 - 88.

2. И.В.Махновский, А.В.Лупов. Первичная обработка молока и его переработка в условиях фермерских хозяйств. Новости. http://www.agrokom.ru/News/agro_stat.htm, 23.07.2002.

3. Фильтры под давлением. Обзор. Серия ХМ - 1, М: Центральный институт научно-технической информации и технико-экономических исследований по химическому и нефтяному машиностроению, 1969.

4. СССР, авторское свидетельство №1542579, В 01 D 35/06.

5. СССР, авторское свидетельство №1562005, В 01 D 24/00, 24/46.

6. СССР, авторское свидетельство №1562007, В 01 D 27/06.

7. Англия, патент №1113114, В 01 D (B 01 d).

Изобретение относится к устройствам для фильтрации молока и может быть использовано в молочной промышленности. Фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки молока состоит из каркаса и фильтрующей поверхности. Каркас выполнен в форме цилиндра или многоугольника и собран из продольных стержней, которые жестко связаны между собой основаниями в виде колец. Фильтрующая поверхность выполнена в виде пружины из нержавеющей проволоки треугольного сечения с фильтрующим зазором между витками пружины и навита на каркас. Зазор между витками пружины фильтрующего элемента со стороны входа молока выполнен равным 0,070±0,002 мм и увеличивается в сторону выхода молока, а соотношение площадей фильтрующего зазора и стенки пружины выбрано не менее 1:20. Кромки стенки пружины, образующие фильтрующий зазор, выполнены острыми. Это позволяет создать дешевый и удобный в эксплуатации фильтр длительного использования. 2 ил.

Фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки молока, содержащий каркас в форме цилиндра или многоугольника, собранный из продольных стержней, жестко связанных между собой основаниями в виде колец, на который навита фильтрующая поверхность в виде пружины из нержавеющей проволоки треугольного сечения с фильтрующим зазором между витками пружины, отличающийся тем, что зазор между витками пружины фильтрующего элемента со стороны входа молока выполнен равным (0,070±0,002) мм и увеличивается в сторону выхода молока, соотношение площадей фильтрующего зазора и стенки пружины выбрано не менее 1:20, а кромки стенки пружины, образующие фильтрующий зазор, выполнены острыми.