Центробежный фильтр Советский патент 1992 года по МПК B01D25/24 

Изобретение относится к промывке микробного белка от культуральной жидкости и может быть использовано при производстве белково-витаминных концентратов, кормовых дрожжей и бактериального протеина очистных сооружений в сельском хозяйстве.

Известен центробежный фильтр, содержащий корпус со сборниками и патрубками подвода и отвода сред, приводной вал, верхний и нижний диски, установленные на валу, нежесткую фильтровальную перегородку, размещенную между дисками и выполненную из карт, сопла, размещенные с внешней стороны перегородки, в котором возможна технологическая операция промывки микробного белка от культуральной жидкости и освобождения от промывных вод, но эффективность данного процесса остается невысокой.

Цель изобретения - повышение эффективности промывки и качества микробного белка.

Указанная цель достигается тем, что в центробежном фильтре, содержащем корпус со сборниками и патрубками подвода и отвода сред, приводной вал, верхний и нижний диски, установленные на валу, нежесткую фильтровальную перегородку, размещенную между дисками и выполненную из карт, сопла, размещенные с внешней стороны перегородки, согласно изобретению, он снабжен лопастями, установленными с возможностью радиального перемещения на стояке корпуса внутри фильтровальной перегородки, сопла направлены в зазоры между картами, в нижней части перегородки выполнены отверстия, сквозь которые продет бесконечный шнур, размещенный последовательно на внутренней и наружной поверхности карт.

Отказ от подачи промывной жидкости на поверхность и подача ее в зазоры между картами сокращает до минимума потери с ее распылением, а сведения до минимума влияния центробежной силы, на подававё

1

ГО 01

о

,0

ю

мую жидкость, приводит к снижению давления подачи, а соответственно к сокращению расхода энергии. Во внутреннем объеме перегородки возникает воздушный поток, который отстает в своем вращении от частоты вращения перегородки и за счет контакта с лопастями разность частот вращения перегородки и воздушного потока возрастает, а соответственно возрастает сдвиг промывной жидкости в направлении, противопо- ложном направлению вращения перегородки, а соответственно повышается эффективность промывки. Перемещением лопастей в радиальном направлении можно регулировать сдвиг промывной воды отно- сительно поверхности перегородки. Условие перемещения микробного белка по перегородке - это соответствие угла наклона перегородки коэффициенту трения осадка о материал перегородки. Коэффициент трения осадка зависит от его сухости, которая изменяется при отклонении от технологического регламента. При изменении концентрации суспензии производится переналадка расширением или сужением ко- нуса, перестановкой отверстий в картах и последующей фиксацией бесконечным шнуром, с выходом осадка на заданную степень отделения промывных вод. При выращивании белка в культуральную жидкость добав- ляют биогенные вещества (азот, фосфор) в виде вытяжки из раствора минеральной соли, которые содержат примеси тяжелых металлов, особенно фосфорные удобрения. При отсутствии промывки к тяжелым метал- лам добавляются метаболиты жизнедеятельности дрожжей и других микроорганизмов, которые вырабатываются по существующей технологии, исключающей промывку, что отражается на конечном продук- те - мясе, молоке и мясомолочных продуктах - и по биологической цепочке на здоровье человека. Отделение культуральной жидкости, промывка и отделение промывных вод устраняет токсичность, т.е. выпол- нение цели изобретения.

На фиг.1 показан общий вид в продольном разрезе (при снятых лопастях); на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг,4 - узел фильт- ровальной перегородки с лопастями и спрыском; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4.

Центробежный фильтр содержит корпус 1 со сборником 2 фильтрата и патрубком 3 его отвода, сборником 4 осадка и патруб- ком 5 его отвода, патрубком 6 подвода культуральной среды, приводной вал 7, верхний 8 и нижний 9 диски, установленную на валу 7, нежесткую фильтровальную перегородку, размещенную между дисками 8 и 9 и выполненную из карт 10, сопла 11, размещенные с внешней стороны перегородки 10. Фильтр снабжен лопастями 12, установленными с возможностью радиального перемещения на стояке 13 корпуса внутри фильтровальной перегородки 10, сопла 11 направлены в зазоры 14 между картами, в нижней части перегородки 10 выполнены отверстия 15, сквозь которые продет бесконечный шнур 16, размещенный последовательно на внутренней и наружной поверхности карт 10.

Центробежный фильтр работает следующим образом.

При пуско-наладочных работах устанавливают оптимальный угол раствора конуса нежесткой фильтровальной перегородки 10 отверстиями 15, продевая бесконечный шнур и совмещая соответствующие отверстия Ж, 3, И. При больших растворах конуса нежесткой фильтровальной перегородки 10 культуральная жидкость будет проходить по внутренней поверхности без разделения, а при малых фильтрат будет отделен, но осадок не будет перемещаться. Одновременно, перемещая лопасти 12 в стояке 13, устанавливают зазор 17 между ними и нежесткой фильтровальной перегородкой 10 из условия достижения оптимальной сухости осадка. После завершения пуско-наладочных работ центробежный фильтр включается в непрерывный режим эксплуатации. По патрубку 6 на нежесткую фильтровальную перегородку 10 поступает культуральная жидкость, фильтрат отделяется от осадка и в факеле распыла из сборника 2 отводится по патрубку 3. При движении осадка он промывается водой, поступающей через зазоры 14 между картами 10 из сопла 11, при направлении вращения нежесткой фильтровальной перегородки 10 по стрелке Г промывная вода с наружной стороны перемещается по стрелке Д, а с внутренней по стрелке Е. Концентрация микроорганизмов, в поступающей на разделение суспензии, не превышает 20-40 г/л, причем в каждом грамме их содержится сотни миллионов единиц, которые на нежесткой фильтровальной перегородке 10 образуют сгустки- агглютинаты, величина которых сопоставима с размерами пор. В условиях касательного движения культуральной жидкости задерживающий фактор проявляется при значительном превышении размера пор перегородки 10 размерам агглютинатов, Осадок под действием тангенциальной составляющей центробежной силы, направленной вниз, и под действием воздушного потока, вовлекаемого во вращение перегородкой 10 и затормаживаемого лопастями 12. смещается по окружности, а отсюда результирующее перемещение осадка по спиральным траекториям. При движении субстрата по фильтровальной перегородке с отводом жидкости через ее поры увеличивается концентрация, а соответственно вязкость. Увеличение трения о перегородку 10 замедляет скорость перемещения осадка и набегающие порции его образуют валки, пересекающие спиральные силовые линии, результирующего воздействия факторов. При движении концентрата возникает мик- ровращение на уровне агглютинатов и макровращение для валков, способствующее водоотдаче. Перемещению субстрата способствует ввод промывной воды из сопла 11 в зазоры 14, которая сдвигает валкообраз- ные формации осадка и одновременно освобождает от вязкой культу рал ь ной жидкости, отводимой вместе с проемом через патрубок 3. Концентрат микроорганизмов разгру- жается с нежесткой фильтровальной перегородки 10 и в факеле распыла отводится из сборника 4 по патрубку 5.

Технико-экономический эффект заключается втом, что по расчета микробиологов, дрожжи, размер которых составляет порядка 5-6 мкм, а период генерации 2-4 ч, наращивают биомассу в 500 раз быстрее чем растения и в 1000 раз быстрее чем животные, причем первые и вторые имеют 40-

50% нетоварной массы. Бактерии, размер которых порядка 1 мкм, а период генерации 15-30 мин имеют продуктивность в 8-10 раз выше чем бактерии и продуцируют свою биомассу практически на любых беззольных органических веществах, что создает предпосылки сырьевые для выработки микробного белка, который не отделяется в условиях центробежной седиментации в отличии от дрожжей.

Формула и з о б р е т е н и я Центробежный фильтр, содержащий корпус со сборниками и патрубками подвода и отвода сред, приводной вал, верхний и нижний диски,, установленные на валу, нежесткую фильтровальную перегородку, размещенную между дисками и выполненную из карт, сопла, размещенные с внешней стороны перегородки, отличаю щийся тем, что, с целью повышения эффективности промывки и качества микробного белка, он снабжен лопастями, Установленными с возможностью радиального перемещения на стояке корпуса внутри фильтровальной перегородки, сопла направлены в зазоры между картами, в нижней части перегородки выполнены отверстия, сквозь которые продет бесконечный щнур, размещенный последовательно на внутренней и наружной поверхностях карт;

6-5

Изобретение относится к разделению неоднородных сред и позволяет повысить эффективность промывки и качества микробного белка. Изобретение содержит корпус со сборниками фильтрата и осадка, патрубками отвода фильтрата и осадка, патрубок подвода культуральной жидкости, приводной вал, нижний и верхний, фильтровальную перегородку, сопла, лопасти, установленные с возможностью радиального перемещения внутри перегородки, сопла направлены в зазоры между картами перегородки, в нижней части которой выполнены отверстия, сквозь которые продет бесконечный шнур, размещенный последовательно на внутренней и наружной поверхностях карт. 5 ил.