Устройство для ультрафильтрации пищевых жидкостей Советский патент 1982 года по МПК A01J11/06 B01D13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ ПИЩЕВЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к пищевому машиностроению, в частности к устройствам для ультрафильтрации пищевых жидкостей, и может быть использовано в мясо-молочной и др. отраслях пищевой промышленности в процессах получения концентрированных продуктов (молочного и яичного порошка, концентрированных соков), а также в микробиологической промышленности при получении сухой кислой сыворотки.

Известно устройство для ультрафильтрации пищевой жидкости, включающее герметизированный корпус с патрубками для входа и выхода продукта и полупроницаемые мембрань, смонтированные внутри корпуса 1 .

Недостатками этого устройства являются небольщая скорость процесса ультрафильтрации и низкая производительность устройства, обусловленные наличием явления концентрационной поляризации продукта у поверхности мембран.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для ультрафильтрации пищевых жидкостей, содержащее корпус с установленным внутри

него ротором, выполненным в виде набора дисковых мембран с прокладками, укрепленного на полом перфорированном валу. и привод 2 .

Недостатком этого устройства является

неполное снятие эффекта концентрационной поляризации вследствие того, что скорость движения поверхности мембран, зависящая от радиуса, будучи достаточно большой на периферии, относительно мала

10 вблизи вала ротора, что обуславливает невысокую эффективность процесса и соответственно низкую производительность устройства, а также нежелательное высокое содержание сухих веществ, выводимых с фильтратом.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет снижения концентрационной поляризации.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для ультрафильтрации пищевых

20 жидкостей, включающее корпус с установленным внутри него ротором, выполненным в виде набора дисковых мембран с прокладками, укрепленного на полом перфорированном валу, и привод, снабжено дополнительным ротором аналогичной конструкции, установленным параллельно основному на расстоянии между их валами, равном 0,6- 1,05 диаметра мембраны, при этом корпус устройства представляет собой два цилиндра, сопряженных при помощи вогнутых криволинейных поверхностей с радиусом кривизны, составляющим 0,25-0,5 диаметра мембраны.

Кроме того, роторы связаны между собой приводом с возможностью изменения направления вращения.

На фиг. 1 изображено устройство (основной вид и вид сверху при расстоянии между валами основного и дополнительного роторов, равном 1,05 от наружного диаметра дисковой мембраны и радиусе сопряжения корпуса, равном 0,25 от наружного диаметра мембраны); на фиг. 2 - то же, при минимальных значениях выщеуказанных показателей (0,6).

Устройство содержит корпус 1 с установленным внутри него ротором, выполненным в виде перфорированного полого вала 2 с набором дисковых мембран 3 с прокладками 4, дополнительный ротор аналогичной конструкции, который установлен параллельно основному на расстоянии между их валами, равном 0,6-1,05 диаметра мембраны, и привод 5, выполненный с возможностью периодического изменения направления вращения роторов. Корпус 1 представляет собой два цилиндра, сопряженных при помощи вогнутых криволинейных поверхностей с радиусом кривизны, составляющим 0,25-0,5 диаметра мембраны. Концы валов 2 основного и дополнительного роторов выведены наружу через сальниковые уплотнения и соединены с приводом 5 посредством клиноременной передачи.

Корпус 1 снабжен штуцерами 6-8 соответственно для подачи нативного продукта, выгрузки концентрированного продукта и Для подачи воздуха при создании рабочего давления в камере.

Для контроля рабочего давления установлен манометр 9.

Устройство работает следующим образом.

Концентрируемую жидкость через щтуцер 6 подают в корпус 1, поднимают в нем давление посредством подачи воздуха через штуцер 8 и включают -привод 5. Часть жидкости, обогащенная низкомолекулярными компонентами, проходит через мембраны 3 и по перфорированному валу 2 выводится из аппарата. После достижения заданной степени концентрирования жидкость выводят через штуцер 7.

В случае минимального расстояния (0,6 наружного диаметра дисковой мембраны) между валами роторов достигается равномерная турбулизация по всей площади мембран, так как относительная скорость перекрывающих друг друга мембран разных роторов везде одинакова. Расстояние между соседними мембранами устанавливается такое, чтобы исключить возможность их соприкосновения при вращении.

При разведении роторов до максимального расстояния (1,05 наружного диаметра мембраны) между валами роторов уменьщается расстояние между соседними мембранами и увеличивается плотность упаковки мембран. В этом случае турбулизация осуществляется за счет возникновения центробежных потоков вещества, проникающих в пространство между мембранами.

Существенным признаком предлагаемой конструкции является то, что радиус сопряжения огибающих поверхностей корпуса 1 составляет 0,25-0,5 наружного диаметра мембраны 3. При этом исключается вредное мертвое пространство, внутри которого возникают вихри, гасящие центробежные потоки вещества, обеспечивающие турбулизацию жидкости в пространстве между мембранами 3.

Таким образом, применение двух роторов с противоположным направлением вращения позволяет снять эффект концентрационной поляризации, увеличить производительность устройства и снизить количество выводимых с фильтратом сухих веществ, т. е. увеличить эффективность процесса.

Формула изобретения

5 два цилиндра, сопряженных при помощи вогнутых криволинейных поверхностей с радиусом кривизны, составляющим 0,25-0,5 диаметра мембраны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 586919, кл. В 01 D 13/00, 1975 (прототип). нотивиыи продукт Фильтрат Давление I Концвнтрированнбш продукт Натиёныи |vxi-J продулт Фи,/ ьтрат. Давление Ионцентриробанкыи фильтрат