Установка для гельфитрационного разделения биологических растворов Советский патент 1976 года по МПК B01D15/08 B01J8/02 A01J11/06 

(54) УСТАНСеКА ДЛЯ ГЕЛЬ-ФИЛЬТРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ

1

Изобретение относится, в основном, к молочной промышленности, а именно к установкам для разделения жидких молочных продуктов, например, обезжиренного молока и сыворотки путем гель-фильтрации и может найти применение в биохимической промышленности.

Ичестны установки для гель-фильтрационного разделения биологических растворов состоящие из вертикальной емкости, например, цилиндрической колонны, заполненной молекулярным ситом (декстрановым гелем) расположенных в ней поршней (для подпрес ссюки сита) с подводящими и отводящими штуцерами и системы мойки.

Однако эти установки отличаются низкой производительностью, невысокой чистотой разделения фракций и сильным их разбавлением водой,

Невысокая чистота разделения фракций н сильное разбавление их водой обусл1юлены неравномерностью набивки колонны ивозникающим вследствие этого переносом фронтов фракций во время работы колонны. Низкая производительность является след--

ствием малой упругости гранул геля, в результате чего при высоких скоростях гротекания жидкости гель в колонне уплотняется, и колонна становится непроницаемой для ЖИДКОСТИ. Всх;стайовить исходные свойства гель-фильтрационной колонны в этом случае можно только путем смены геля, что связано со значительными затрата ™.

С целью устранения этого в предлагаемой установке вертикально установленная емкость разделена горизонтальными сетчатыми перегородками, максимальный раз- мер отверстий которых меньше минимального размера частиц молекулярного сита.

Кроме того, емкость разделена пераго родками с образова.цием не менее двух вертикальных каналов, при этом количество входных и выходных штуцеров равно количеству каналов.

Для удобства подпрессовки молекулярно го сита емкость выполнена из ряда обечаек и снабжена механизмом для их взаимно го перемещения вдоль вортик лыгой оси емкости. На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая установка для гель-фильтрсшно ного разделения биологических растворов, емкость которой разделена горизонтальными сетчатыми перегородками; на фиг. 2 емкость с вертикальной перегородкой; на фиг. 3 - установка, емкость которой имеет несколько вертикальных перегородок, не доходящих до поршней; на фиг. 4 емкость установки, выполненная из ряда обечаек. Установка состоит из вертикально установленной емкости, выполненной в виде цилиндрической колонны 1, разделенной жесткими сетчатыми перегородками 2 на ряд секций; системы мойки, содержащей емкости 3 для раствора мочевины концентрацией 10-7 О% и теплообменник 4 для поддержания температуры раствора мочевины в пределах 20-6 . Цилиндрическая колонна снабжена установленными по ее концам поршнями 5, служашими для подпрессовки геля в крайних секциях. Колонна может быть выполнена и с вертикальными перегородками 6, обеспечивающими образование вертикальных каналов, причем возможны варианты, согласно которым в колонне устанавливают и вертикальные и горизонтальные перегородки или одни из них. Форма вертикальных перегородок может быть любой. Они в горизонтальном сечении могут образовывать систему колец сот, квадратов и т.д. Согласно изобретению предусмотрено выполнение вертикальных перегсфодок 6, доходящих до поршней и делящих колонну на ряд самостоятельных каналов (см. фиг. 2), и не доходящих до порш ней {см. фиг. З). В последнем случае меж ду поршнями в их нижнем положении и концами перегородок имеются зазоры 7, запол ненные гелем. В случае выполнения колонны только с горизонтальными перегородками ее секции, кроме крайних, можно выполнить из ряда обечаек и снабдить механизмом 8 Для их (Взаимного перемещения вдоль вертикальной /оси емкости (см, фиг. 4). Колонна выполнена с входными и выход ными штуцерами 9, причем число тех и др гих равно числу вертикальных каналов в ко лонне, На фиг. 4 изображена колонна, имеющая внутренний диаметр, равный 100 мм, общую высоту 85О мм. Она разделена съе нымиреткамис ячёйкамиразмерюм 0,1хО, 1 м на четыре секции, максимальная высота ка 4ой из которых равна 210 мм, минимальная - 2ОО мм. При заполнении секций гелем они имеют максимальную высоту, после заполнения их гелем и установки сеток производят подпрессовку геля: в крайних секциях путем перемещения поршней 5, в средних с помощью механизма 8 путем сближения обечаек 10, При этом высота каждой секции становится равной 200 мм. Колонну заполняют гелем Сефадекс Г-25. Подпрессовку геля в колонне после ее заполнения производят для предотвращения усадки его во время работы. Усадка приводит к образованию полостей, заполненных жидкостью, и, следовательно, к повышенному разбавлению фракций и снижению чистоты разделения. Разделяемую жидкость в количестве 1,3 л (например молоко) подают через ниж|ний штуцер 9 в колонну со скоростью 200 мл/мин. Затем через тот же штуцер и с той же скоростью, подают умягченную воду в количестве 10 л. Порция жидкости, проходя по колонне, делится на несколько фракций, последовательно покидаюших колонну через верхний штуцер 9. После того, как последняя фр.акция покинет колонну, она становится пригодной для подачи следующей порции разделяемой жидкости. В случае разделения обезжиренного молока мойку колонны производят через пятнадцать циклов разделения. В качестве моющего средства используют 10%-ный раствор мочевины с температурой , находящейся в емкости 3. Мочевину из колонны вытесняют водой. Во время подачи в колонну жидкости давление ее на входе в колонну определяют как произведение максимально допустимого давления на гель (около 0,2 кгс/см) на число секций в колонне. Например, если число секций равно 4 (как в описьтаемом случае), то давление на входе в колонну может составлять кгс/см. Так как производительность колонны пропорциональна давлению жидкости на входе в нее,,т6 производительность колонны с горизонтальными перегородками во столько раз выше производи хельнсх;ти обычной гель-фильтра- |ционной колонны, на сколько секций она I разделена. Жидкость, выходящая из колонны, анализируется разделителем 11 фракций, который в зависимости от состава. элюата направляет его в соответствующие сборники 12 и 13. Общий перекос фронта каждой из фракций может достигать значительной величины, однако при выполнении колонны с несколькими вертикальными каналами (см. фиг. 3), каждый из которых является как бы самостоятельной колонной, эта величина незначительна, в связи с чем возрастает чистота разделения фракций и уменьшается ,их разбавление.

p м у л a и u о б р о т fc и и

1. Установка для гель-фильтрацноннО1-о (разделения биологических растворов, например молока, состоящая из вертикально установленной емкости, например, цилиндрической колонны, заполненной молекулярным ситом (декстрановым гелем), размещенных внутри нее уплотнительных поршней с подводящими и отводящими штуцерами, а также системы для мойки колонны, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее производительности, емкость разделена горизонтальными сетчатыми пе.регородками, максимальный размер отвер06

.:ткГ Kcrnjpbfx меньше минимального paaivfopa частил молекулярного сита.

2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения

эффекти51ности разделения, емкость разделена пер-егородками с образованием не менее двух вертикальных каналов, при атом количество входных и выходных штуцеров равно количеству каналов.

3.Установка по п. 1, отличаюш а я с я тем, что, с целью удобства подпрессовкк молекулярного сита в средних секциях, емкость выполнена из ряда обечаек и снабжена механизмом для их взаимного перемещения вдоль вертикальной оси емкости.

Риг.1

fuz. 2

иг.з

U2.