«

»

Дек 03

Мембранные модули и аппараты

Ультрафильтрационная установка А1-ОУС (рис. 12.28) предназначена для выделения белков из подсырной сыворотки с целью получения белкового концентрата, а также лактозного раствора для пищевых целей.

В состав установки входят: резервуары исходного продукта 1 и 2, трубопроводы 3, 11, 13, 17; отвод 4; манометр 5; расширители 6 и 15; секции модулей 10, 12 и 14; фильтр 7, соединитель 8; ротаметр 9; клапан 16; теплообменник 18; резервуар фильтрата 19, предохранительный клапан 20; установка пластинчатая нагревательная 21; насос 22 и щит контроля и управления.

Ультрафильтрационная установка состоит из шести ультрафильтрационных секций, соединенных последовательно. Каждая ультрафильтрационная секция состоит из параллельно соединенных модулей 10, 12 и 14.

1

Рис. 12.28. Ультрафильтрационная установка А1-ОУС

Конструкция модуля (рис. 12.29) представляет собой плоскорамный фильтр-пресс с плоскими фильтрующими элементами. Модуль состоит из нижней 1 и верхней 4 несущих плит, между которыми расположен пакет 8 фильтрующих элементов, содержащий опорную пластину, дренажный материал и полупроницаемую мембрану 11. Плиты стягиваются с помощью шпилек 2 и 10, гаек 3 и 6 и шайб 5. Фильтрующие элементы в пакете разделяются между собой эластичными прокладками 9.

Опорные пластины имеют отверстия в виде щели, длина которой равна ширине полупроницаемой мембраны 11. Мембрана выполнена в виде полосы, продетой через щель, а эластичная прокладка 9 – в виде рамки, перекрывающей полупроницаемую мембрану по всем ее кромкам.

Модуль комплектуется мембранами типа УАМ-450С и лавсановой фильтровальной тканью. На верхней плите 4 имеется рым-болт 7 для удобства монтажа и обслуживания.

Каждая секция содержит циркуляционный насос и теплообменник. Насос обеспечивает многократную циркуляцию продукта по контуру секции. Производительность насоса подобрана из условий обеспечения скорости жидкости над мембраной не менее 1,5…2,0 м/с. Теплообменник 18 предназначен для охлаждения циркулирующего продукта (см. рис. 12.28). Подающий насос подает подсырную сыворотку в установку. Пластинчатая установка 21 предназначена для нагрева подсырной сыворотки перед подачей в первую секцию ультрафильтрационной установки. Резервуары 1 и 2 служат для накапливания сыворотки перед ультрафильтрацией. Фильтр 7 предназначен для фильтрации подсырной сыворотки перед ее поступлением в первую секцию ультрафильтрационной установки.

Контрольно-измерительные и регулирующие приборы, а также элементы управления технологическим процессом сосредоточены на щите контроля и управления.

Установка снабжена прессом, который используется при сборке модулей и предназначен для сжатия пластин модуля в пакет, обеспечивая тем самым его герметичность. В ультрафильтрационной установке предусмотрено выполнение следующих операций: получение белкового концентрата с выделением фильтрата; нагрев подаваемой сыворотки; охлаждение промежуточного продукта в процессе его рециркуляции; периодическая мойка оборудования.

Работа установки осуществляется следующим образом.

При прохождении подсырной сыворотки через модули шести секций ультрафильтрационной установки происходит наращивание ее концентрации за счет отбора фильтрата, проходящего через полупроницаемые мембраны.

Фильтрат со всех шести секций установки отводится в промежуточный резервуар фильтрата, откуда он поступает в приемные емкости предприятия заказчика для дальнейшего использования.

Выход установки на режим осуществляется при закрытом регулирующем клапане. При достижении заданного значения содержания сухих веществ в шестой секции клапан открывается и производится выход концентрата. В процессе работы установки содержание сухих веществ в концентрате поддерживается автоматически регулирующим клапаном.

Подпитка системы в связи с непрерывным отбором фильтрата и выпуском готового концентрата при достижении заданного содержания сухих веществ обеспечивается непрерывной подачей сыворотки из резервуаров насосом 22. Подпитка системы обеспечивает заданную производительность по фильтрату и концентрату.

1

Рис. 12.29. Модуль ультрафильтрационной установки

Техническая характеристика ультрафильтрационной установки А1-ОУС

Производительность, л/ч……………………………………………………………. 5000

Общая рабочая поверхность мембран, м2…………………………………….. 152

Давление сжатого воздуха, МПа…………………………………………………. 0,6

Установленная мощность, кВт…………………………………………………….. 77,8

Температура воды, К………………………………………………………………….. 353

Расход горячей воды, м3/ч………………………………………………………….. 17

Температура ледяной воды, К…………………………………………………….. 273,5…274,5

Расход холода, кВт……………………………………………………………………. 45,5

Температура горячей умягченной воды, К…………………………………… 313…318

Расход горячей воды, м3/ч………………………………………………………….. 3

Температура холодной умягченной воды, К………………………………… 291…293

Расход холодной воды, м3/ч……………………………………………………….. 25

Габаритные размеры, мм…………………………………………………………….. 16 500´3005´1828

Площадь установки, м2………………………………………………………………. 80

Масса, кг…………………………………………………………………………………… 16 000

Установка УОВКМ-2,5 очистки воды методом обратного осмоса на композитных мембранах собирается из отдельных цилиндрических фильтрующих модулей (рис. 12.30).

Цилиндрический фильтрующий элемент (рис. 12.31, ав) представляет собой сменный узел, собранный из полупроницаемой мембраны 2 и дренажного каркаса. Дренажный каркас состоит из трубы 1 и пористой «подложки» 3, исключающей вдавливание мембраны в дренажные каналы трубы. Изготовляют цилиндрические фильтрующие элементы трех типов: с расположением мембраны на внутренней поверхности дренажного каркаса, на внешней и с комбинированным расположением мембраны. Аппарат с цилиндрическими фильтрующими элементами имеет следующие преимущества: малую материалоемкость из-за отсутствия напорного корпуса, небольшое гидравлическое сопротивление, возможность механической очистки фильтрующих элементов от осадка без разборки, надежность конструкции.

Недостатки этой конструкции – низкая удельная рабочая площадь поверхности фильтрации мембран, высокие требования к сборке элементов.

Конструкции фильтрующих элементов с наружным расположением мембраны (рис. 12.31, б) имеют большую удельную рабочую площадь поверхности фильтрации. Однако они более металлоемки, а кроме того, механическая очистка фильтрующих элементов практически невозможна.

Цилиндрические фильтрующие элементы с комбинированным расположением мембран (рис. 12.31, в) имеют примерно в два раза большую удельную рабочую площадь поверхности фильтрации, чем описанные. Однако такие конструкции обладают значительно большими гидравлическими сопротивлениями из-за большой длины каналов для отвода фильтрата.

1

Рис. 12.30. Мембранный аппарат с цилиндрическими фильтрующими элементами

1

Рис. 12.31. Цилиндрические фильтрующие элементы с различным расположением мембран: а – на внутренней поверхности дренажного каркаса; б – на внешней; в – комбинированно

Ультрафильтрационные установки с цилиндрическими фильтрующими элементами широко применяют для осветления фруктовых соков. От сока отделяются все вещества, вызывающие помутнение сока, как, например, протеин, крахмал, пектин, дубильные вещества большой молекулярной массы, частицы целлюлозы и другие вещества. В осветленном соке содержатся все вещества в натуральном составе.

Техническая характеристика установки УОВКМ-2,5

Производительность по фильтрату, м3/ч…………………. 2,5

Выход концентрата, м3/ч……………………………………….. 2,0

Селективность, %…………………………………………………. 87

Потребляемая мощность, кВт………………………………… 25

Масса, кг……………………………………………………………… 1300

Добавить комментарий