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"Procédé et appareil pour la purification de liquides contenant des colloïdes et (ou) des dispersions de dimensions plus grandes".
La présente invention se rapporte à un procédé pour la purification au moyen de filtration de liquides contenant des colloïdes et (ou) des dispersions plus grossières, ainsi qu'à un appareil pour l'application de ce procédé.
La purification de liquides au moyen d'une filtration dite technique vise généralement à la séparation de particules dont les dimensions sont au-dessus d'une certaine grandeur, de particules plus petites. Celles-ci forment alors le filtrat tandis que celles-la forment le résidu de la filtration.
Quand il s'agit de liquides qui, à côté de dispersions de dimensions colloïdales ou encore plus grandes, que l'on désire re- trouver dans le filtrat, contiennent encore des matières étrangères g-M1 environ le même ordre de grandeur la purification rapide et com- plète au moyen de la filtration technique est généralement impossi- ble. Il est bien vrai que, si la grandeur des pores de la matière filtrante correspond à celle des particules dispersées, les matières étrangères sont retenues, mais en même temps ces pores s'obstruent rapidement ;
si, au contraire, les pores sont plus grandes,le danger d'obstruction n'est jamais complètement évité et en outre les matiè- res étrangères. passent avec les particules dans le filtrat.
L'invention vise à un procédé pour la séparation rapide et complète de matières étrangères du reste de la matière à
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filtrer.
En principe le procède d'après l'invention consiste en une filtration dite physique de liquides, contenant des matières colloïdales et (ou) des dispersions plus grossières, à travers une couche d'une matière filtrante dent l'épaisseur est de l'ordre du millimètre.
L'invention est fondée essentiellement sur la constation surprenante qu'il est possible sous certaines conditions d'amener de tels liquides entièrement à travers les pores ou ailles d'une couche mince d'une matière filtrante en précipitant presque complètement sur celle-ci les matières étrangères,
Les conditions essentielles, qui doivent être remplies pour atteindre ce but sont
1, que le liquide à purifier soit conduit d'une façon tranquille' à travers et le long de la surface filtrante
2.
que les dimensions des pores soient appropriées à la grandeur des particules dispersées que l'on désire faire passer dans le filtrait
Les résultats peuvent encore être améliorés par l'exploi d'une matière filtrante à fibres aussi nombreuses et aussi fixes que possible, mais ceci n'est pas essentiel* quoique des matières filtrantes de la nature susmentionnée soient généralement à préférer, on peut également faire usage d'autres Matières, par example de métal perfore ou de treillis de fils fins,
La différence dans la conduite des particules dispersées et des matièresétranges doit probablement être attribuée à une action superficielle et à l'adsorption.
La marche d'une filtration d'après l'invention s'effectue comme suit :
Avant le commencement de la filtration on a vérifie quelles matières colloïdales et éventuellement quelles substances plus grossières passeront par la matière filtrante, pour le lait par
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exemple non seulement les matières albuminoides, règlement colloïdales* mais également les globules de graisse, qui ont un diamètre de 1 a 20 devront se retrouver dans le filtrat, Dans ce cas on choisit de préférence une grandeur de mailles d'environ 200 dans la matière filtrante. Aussitôt que le liquide est amené dans le récipient de filtration, il se produit sur la matière filtrante un précipite, soit directement des matières colloïdales, soit d'agglomérés de celles-ci.
La surface de cette couche filtrante se développera plus ou moins rapidement d'après la finesse et le nombre de fibres élémentaires libres dans la matière filtrante,
Si conformément a l'invention on laisse maintenant passer le liquida à filtrer a travers la matière filtrante d'une façon tellement tranquille, qui la couche filtrante n'est pas dérangée (par exemple pour le lait avec une vitesse d'environ 1,8 m par heure) on obtient une précipitation sur les fibres, non seulement de matières étrangères (boues), .mais aussi de quelques unes des colonies de bactéries, se trouvant éventuellement dans le liquide et qui se présentent sous forme de chaînettes (streptocoques) avec la masse visqueuse qui les entoure,
tandis que les articules colloïdales et également les particules plus grossières, comme par exemple les globules de graisse susmentionnées, passent à travers la couche filtrante*
Il est évident que pendant la marche de la filtration il faut également prendre soin de ne pas déranger la couche filtrante, par conséquent il faut faire passer non seulement le liquide a purifier tranquillement à travers là surface filtrante c.a.d. avec une vitesse qui ne dépasse pas environ 1,8 m. par heure, mais en prenant également soin de ne pas augmenter la vitesse de li- quide le long de cette surface au-delà d'une vitesse d'environ 18 m. par heure*
La méthode de filtration physique c.a.d.
la filtration au moyen de matières plus ou moins finement divisées est connue.@
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Dans cette méthode les coprs quiese trouvent dans la matière à filtrer jouent également un rôle important; c'est que ces corps devront se précipiter préalablement sur la matière fil- trante finement divisée pour obtenir un fonctionnement saitis- ' faisant du filtre, Contrairement à cette méthode connue, dans laquelle on opère généralement avec des couches d'un épaisseur de l'ordre du centimètre, dans le procédé' suivant l'invention on emploie une matière filtrante d'une épaisseur de l'ordre du millimètre, par conséquent le chemin parcouru a travers la matière filtrante est différent dans les deux méthodes ainsi que la vitesse de la matière à filtrer, qui,
dans la filtration physique, est considérablement inférieure et correspond a environ
10 centimètres par heure. ceci ne constitue néanmoins pas une différence essentielle entre les deux procédés car en opérant d'après l'invention on peut obtenir des résultats bien salis*. faisants avec des vitesses a travers la matière filtrante de 10 centimètres par heure.
Les appareils servant a l'application du procédé suivant l'invention doivent être appropries a différentes conditions, auxquelles les appareils de filtration ordinaires ne satisfont guère.
La condition principale, a laquelle les appareils suivant l'invention doivent satisfaire consiste en ce que la matière a filtrer peut être amenée d'une façon égale et tranquille aux éléments de filtration; il faut éviter d'amener le liquide par un seul orifice d'alimentation et en tous cas prendre des pré- cautions afin que les éléments de filtration ne sont pas atteints d'un courant fort de liquide.
Les filtres-presses et les filtres ; sacs du type ordinaire ne satisfont point a cette condition.
On peut saitsfaire a cette condition en disposant un ou plusieurs éléments de filtration dans une partie d'un réservoir, dans lequel le liquide a filtrer peut se déplacer d'une façon
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lente et tranquille; il faut également prendre soin, que ces éléments se trouvent toujours au-dessous du niveau du liquide.
Ceci est oonstructivement a effectuer de maintes façons* En principe un appareil a filtration, qui satisfait aux con- ditionssusmentionnées consiste en un récipient, dans lequel on distingue un réservoir dans lequel le liquide a filtrer est amené du dehors et un réservoir ou sont disposés les éléments de filtration horizontaux ou verticaux qui débouchent au dehors du récipient en bas ou en haut de celui-ci ou du réservoir dans lequel se trouvent ces éléments, On peut séparer le réservoir dans lequel le liquide a filtrer est amené du réservoir ou se trouvent les éléments de filtration au moyen d'une plaque, qui barre pour la plus grande partie la communication entre les deux parties du réservoir, Cette plaque,
qui sépare la partie dans laquelle le liquide est en mouvement de celle dans laquelle le liquide se trouve en état de tranquillité est disposé a un endroit qui dépend du caractère du liquide a filtrer. pour les liquides, dont les dispersions grossières sont spécifiquement plus légères que le fluide, le réservoir d'amenée doit se trouver au-dessus du réservoir de filtration. Pour le lait, qui appartient a cet espèce de liquides, ceci est effec- tué afin d'empêcher le orémage pendant la filtration.
Pour les liquides, dont les dispersions grossières sent spécifiquement plus lourdes que le liquide, le réservoir d'amenée doit se trouver au-dessous du réservoir de filtration, atin d'empêcher la sédimentation deces dispersions.
Les pores ou mailles de la matière filtrante doivent être appropriées expérimentalement aux dimensions des particules que l'on désire retrouver dans le filtrat,
Pour la construction d'un appareil pour l'application du procédé selon l'invention, il faut tenir compte de la surface totale de filtration et de la circonférence totale de cette surface comme fonction de la pression qui fournit
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l'énergie de courant du liquide en rapport a la viscosité et au coefficient de frottement de celui-ci ainsi qu'aux dimensions et à la forme des orifices d'écoulement des éléments à filtra- tion,
Afin de résumer le rapport entre les différentes dimen- sions de l'appareil a filtration et les vitesses admises on désigne par:
A:
la distance en mètres entre deux éléments de filtra- tion (ou bien le double de la distance entre un élément de fil. tration et la paroi voisine), V: la vitesse moyenne admise du liquideà travers la matière filtrante en mètres par heure.
V1:la vitesse moyenne admise du liquide le long d es éléments dafiltration en mètres par heure.
0; la surface active totale d'un élément de filtration en mètres carres.
L: la circonférence maximale d'un élément de filtration en mètres,
La capacité d'un élément de filtration est alors:
0 V = A L V' dont suit l'équation;
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dans laquelle A est la distança minimale entre deux éléments de filtration, pour le lait par exemple V < 1,8 mètres par heure et V' < 18 mètres par heure on trouve pour le rapport
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= (=0) OU bien.- v1 10 A = 0 -r (1) en éteignant par une constante par exemple 1/10# pourles éléments de filtration àpeu près carres on a L = 2 #2.0 d'ou résulte enfin pour A;
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L' appareil doit en outre suffire à la condition V<1,8 mètres par heure.
On peut se servir de tout moyen connu pour maintenir une différence de pression désirable dans l'appareil comme il sera démontré ci-dessous.
Les dessina annexés représentent, à titre d'exemples et de manière schématique, quelques formes de réalisation d'un appareil pour l'application du procédé suivant l'invention, Il est a remarquer encore, que l'invention n'est point limitée a oes formes de réalisation et que notamment les appareils de filtration connus peuvent être reconstruits de telle façon, qu'ils suffisent aux conditions susmentionnées,
La fig. 1 représente un appareil, dans lequel les élé- ments de filtration sont disposes horizontalement. Dans le récipient 1 à fond conique 2 se trouve un réservoir cylindrique 4, pourvu d'un fond perforé 5. Ce fond sert aussi bien pour le renforcement du réservoir 4 que pour protéger la toile filtrante 6 tandue en dessous de ce rond.
Le liquide colloidal a purifier entre par le tuyau avec robinet 7, dont l'embouchure se trouve au-dessus de fond 5.
L'écoulement du liquide filtre s'effectue dans la direotion in- diquée par des flèches, par le tuyau à syphon 8, qui débouche d'une part dans un petit réservoir 9 et d'autre part dans le petit réservoir 10, qui se trouve dans la gouttière d'écoulement 11 avec décharge 12.
Le- rendement de l'appareil décrit peut être augmente con- venablement en employant différents éléments de filtration en forme de disques 6', ainsi qu'il est indiqué sur la figure en pointillé.
Le fonctionnement de l'appareil décrit .s'opère comme suit.
Le récipient 1 est rempli jusqu'au dessus du fond 5 de liquide colloïdal a purifier venant du tuyau d'amenée 7, de telle façon qu'entre le cylindre 4 et la paroi du récipient 1
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on obtienne une colonne circulaire de liquide, En réglant con- venablement l'amenée et l'écoulement du liquide, on peut maintenir une différence de niveau appropriée 'a, qui fait monter le liquide travers de la matière filtrante avec une vitesse constante, exactement réglable, par exemple 1,8 m par heure,
Comme par suite de cet écoulement lent les constituante, à poids spécifique léger du liquide colloïdal, par exemple la crème du lait, auront une tendence a se séparer, le liquide surnageant sera décharge du petit réservoir 9 par la gouttière de décharge 11, en vue de l'obtention ci 'un produit homogène,
Dans la forme d'exécution d'après la fig. 2, 13 est un récipient rectangulaire, dans lequel un certain nombre d'éléments de filtration 14 sont suspendus verticalement et parallèlement Ces éléments s-ont composés essentiellement, comme le montre la figure 3, d'un cadre 141, dans lequel se trouve disposé un treilli
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métallique ou une tôle ondulée 14 entouré d'un ses 14 f er de nréférence d'une matière filtrante fibreuse*: Le tissu 14 empêche les parois du eau 14 de se rapprocher,.
Au-dessus le
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treillis 142 est relie a un tuyau d'écoulement 14 4 qui est pourvu d'une série d'ouvertures 14 Le tuyau 14 repose avec son extrémité fermée d'une façon facilement démontable dans -au sunnort 15, tandis que son extrémité ouverte débouche par ilori. fice 16 dans la gouttière de 6echarge 17, Les orifices d locale- ment peuvent toutefois être arranges à tout autre endroit approprié, Au-dessus des différents éléments de filtration est dis-
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posée une plaque 18, de pref-erenoe dans un plan légèrement in- cliné* Autour de cette plaque se trouvent des ouvertures de passage 19.
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Le liquide a purifier est amené par la conduite 80 deze la récipient 13. Pour éviter une séparation des -éléments à poids spécifique plus léger, la conduite 20 t disposée < 0 hauteur telle que le liquide. est maintenu en mouvement dans la partie supérieure du récipient., En vue cependant d'obtenir un
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repos aussi oomplet que possible du liquidependant son passage a travers des éléments de filtration, on a prévu la plaque in- olinée 18, qui pour le lait sert également à empêcher la séparation de crème dans la partie supérieure du récipient 13.
Cette plaque 18 sépare la partie supérieure du liquide, qui est en mouvement, de la partie inférieure qui est en repos et qui passe avec une,vitesse constante,, exactement réglable par la matière filtrante 14 pour être ensuite déchargée par ies ouver- tures 14 et le tuyau 14 dans la gouttière 17. A l'endroit 21 on peut arranger près du fond un robinet de purge pour éloigner la boue qui s'y assemble.
Il est très important de disposer le sao filtrant 143 de telle façon autour du cadre des éléments de filtration 14, que toute possibilité de passage de liquide non filtre par les ouver- tures 145 dans le tuyau 144 soit exclue, A cet effet les coutures latérales du sac ne sétendent que jusqu'au point ou le sac vient en contact avec-le tuyau 14 ,Les extrémités libres des sacs, ainsi que cela ressort de la figure 3, sont repliées l'une après l'autre autour du tuyau 14 et liées, afin d'obtenir une fermeture parfaite.
Comme chaque élément de filtration possède un écoulement sépare, dans la gouttière 17, on peut contrôler facilement chaque élément* Lorsqu'on constate ainsi que chaque él'ement fonctionne d'une manière satisfaisante, on peut admettre avec certitude qu'un bon fonctionnement est assure pendant quelques heures, parce que la matière filtrante n'est pas touchée ertre temps à la main ou d'une autre façon. Un autre avantage est encore que dans le cas de mavais fonctionnement d'un élément quelconque, celui-ci peut être élimine, pendant que tous les autres éléments continuent à fonctionner normalement.
La distance mutuelle des éléments est choisie de telle façon qu'avec une vitesse du liquide d'environ 1,8 m par heure à travers la surface filtrante, une vitesse d'amenée de 18 m par heure le long de la surface des éléments de filtration n'est pas
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dépassée,
La figure 4 représente une disposition ou% deux éléments de filtration horizontaux sont disposes dans un récipient, muni àsa paroi latérale d'une chambre distincte 23, dans laquelle débouchent les tuyaux 24 relies aux éléments de filtration,
Dans la forme d'exécution représentée dans la figura le lait ou l'autre liquide à purifier coule dans le récipient
13 en un courant uniforme, toutefois,
notamment pour de Petites installations, il peut être désirable de pouvoir verser le lait directement des cruches à lait* Le lait subirait alors des mouvement brusques contre le bord de la plaque protectrice et empêchera 11 un fonctionnement convenable du filtre* pour obvier à cet inconvénient, la construction d'après la figure 2 peut être modifiée comme représentée dans la figure 5. Une plaque 18' correspond à la plaque 18 de la figure 2 et est pourvue à son bord d'un collier 25, tandis que dans la partie supérieure du réservoir se trouve un entonnoir 26.
Le niveau du lait dans l'entonnoir se trouve au-dessus de la plaque 18', du fait que la partie supérieure des tuyaux recourbée 27, reliée d'une façon ..démontable avec les éléments de filtration au moyen de l'écrou 29, s'élève au-dessus de la plaque 18'. Aussbien dans cette formé d'exécution que dans celle d'après la fige 2, il pout y avoir plusieurs éléments de filtration et plusieurs tuyaux re- courbes 29.
Le but de maintenir les éléments de filtration et le plaques constamment submerges nécessaire pour le fonctionnement continu, peut également être atteint d'une autre manière, par exemple par la disposition d'après la fig. 6* Dans cette forme d'exécution, les tuyaux de décharge des éléments de filtration débouchent dans un petit réservoir latéral lote aveu écoulement 31, dont le niveau se trouve au-dessus de la plaque protectrise 18".
L'orifice de décharge 32 sert au contrôle et permet le réglage de chaque élément de filtration.
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L'appareil d'après la fig. 6 peut également, comme in- diqué dans la tige 5, être pourvue d'un entonnoir 26, de sorte que le liquide peut être verse dans l'appareil sens mesures de précaution spéciales*
Il est encore à remarquer, que dans le procède d'après la présente invention, on obtient une purification très intense de liquides oolloidaux, tels que le lait, sans chauffage du liquide ou sans aucun antre traitement préalable. Ceci contraire- ment aux procédés et appareils connus, avec lesquels on n'ob- tient en général des résultat* avantageux qu'avec le lait chaude par exemple du lait après la pasteurisation.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Method and apparatus for the purification of liquids containing colloids and (or) dispersions of larger dimensions".
The present invention relates to a process for the purification by means of filtration of liquids containing colloids and (or) coarser dispersions, as well as to an apparatus for the application of this process.
The purification of liquids by means of a so-called technical filtration generally aims at the separation of particles whose dimensions are above a certain size, from smaller particles. These then form the filtrate while those form the residue from the filtration.
When it comes to liquids which, besides dispersions of colloidal or even larger dimensions, which it is desired to find in the filtrate, still contain foreign matter g-M1 approximately the same order of magnitude rapid purification and complete by means of technical filtration is generally not possible. It is quite true that, if the size of the pores of the filter material corresponds to that of the dispersed particles, the foreign matter is retained, but at the same time these pores quickly clog;
if, on the contrary, the pores are larger, the danger of clogging is never completely avoided and moreover foreign matter. pass with the particles in the filtrate.
The invention aims at a process for the rapid and complete separation of foreign matter from the rest of the material to be
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filter.
In principle, the process according to the invention consists of a so-called physical filtration of liquids, containing colloidal materials and (or) coarser dispersions, through a layer of filtering material, the thickness of which is of the order of the millimeter.
The invention is based essentially on the surprising finding that it is possible under certain conditions to bring such liquids entirely through the pores or gills of a thin layer of a filtering material while precipitating them almost completely thereon. foreign matter,
The essential conditions, which must be fulfilled to achieve this goal are
1, that the liquid to be purified is conducted in a quiet manner 'through and along the filtering surface
2.
that the dimensions of the pores are appropriate for the size of the dispersed particles that it is desired to pass through the filter
The results can be further improved by using a filter material with as many and as fixed fibers as possible, but this is not essential * although filter materials of the aforementioned nature are generally to be preferred, it is also possible to do so. use of other materials, for example perforated metal or fine wire mesh,
The difference in the behavior of dispersed particles and strange matter is probably to be attributed to surface action and adsorption.
The operation of a filtration according to the invention is carried out as follows:
Before the beginning of the filtration it has been checked which colloidal matter and possibly which coarser substances will pass through the filtering material, for the milk by
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example not only the albuminoid materials, colloidal regulation * but also the fat globules, which have a diameter of 1 to 20 should be found in the filtrate, In this case we preferably choose a mesh size of about 200 in the material filtering. As soon as the liquid is brought into the filter vessel, a precipitate occurs on the filter material, either directly from the colloidal materials or from agglomerates thereof.
The surface of this filter layer will develop more or less quickly depending on the fineness and the number of free elementary fibers in the filter material,
If in accordance with the invention the liquida to be filtered is now allowed to pass through the filter material in such a quiet way that the filter layer is not disturbed (for example for milk with a speed of about 1.8 m per hour) we obtain a precipitation on the fibers, not only of foreign matter (sludge), but also of some of the colonies of bacteria, possibly found in the liquid and which are in the form of chains (streptococci) with the viscous mass that surrounds them,
while the colloidal joints and also the coarser particles, for example the aforementioned fat globules, pass through the filter layer *
It is obvious that during the filtration process it is also necessary to take care not to disturb the filtering layer, consequently it is necessary to pass not only the liquid to be purified quietly through the filtering surface ie with a speed which does not exceed approximately 1.8 m. per hour, but also taking care not to increase the liquid velocity along this surface beyond a velocity of about 18 m. per hour*
The method of physical filtration i.e.
filtration using more or less finely divided materials is known. @
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In this method, the fibers which are found in the material to be filtered also play an important role; it is that these bodies will have to precipitate beforehand on the finely divided filtering material in order to obtain a known operation of the filter, Unlike this known method, in which one generally operates with layers of a thickness of order of the centimeter, in the process according to the invention a filter material with a thickness of the order of a millimeter is used, therefore the path traversed through the filter material is different in the two methods as well as the speed of the filter. material to be filtered, which,
in physical filtration, is considerably lower and corresponds to approximately
10 centimeters per hour. however, this does not constitute an essential difference between the two methods since, by operating according to the invention, it is possible to obtain very dirty results *. doing so with speeds through the filter material of 10 centimeters per hour.
The apparatuses for the application of the process according to the invention must be suitable for various conditions, which ordinary filtration apparatuses hardly satisfy.
The main condition which the apparatus according to the invention must satisfy is that the material to be filtered can be fed evenly and quietly to the filter elements; it is necessary to avoid bringing the liquid through a single supply opening and in any case take precautions so that the filtration elements are not affected by a strong current of liquid.
Filter presses and filters; bags of the ordinary type do not satisfy this condition.
This condition can be achieved by arranging one or more filter elements in a part of a tank, in which the liquid to be filtered can move in a manner.
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slow and quiet; care must also be taken that these elements are always below the liquid level.
This has to be done constructively in many ways. In principle, a filtration apparatus which satisfies the above-mentioned conditions consists of a receptacle, in which there is a reservoir in which the liquid to be filtered is brought in from outside and a reservoir where the horizontal or vertical filtration elements which open out from the container at the bottom or at the top of the latter or from the tank in which these elements are located, It is possible to separate the tank in which the liquid to be filtered is brought from the tank where the filtration elements by means of a plate, which for the most part blocks the communication between the two parts of the tank, This plate,
which separates the part in which the liquid is moving from that in which the liquid is in a state of tranquility is placed in a place which depends on the nature of the liquid to be filtered. for liquids, the coarse dispersions of which are specifically lighter than the fluid, the inlet tank must be located above the filter tank. For milk, which belongs to this species of liquids, this is done in order to prevent storming during filtration.
For liquids, the coarse dispersions of which smell specifically heavier than the liquid, the inlet tank should be located below the filter tank, in order to prevent sedimentation of these dispersions.
The pores or meshes of the filtering material must be experimentally appropriate to the dimensions of the particles that are to be found in the filtrate,
For the construction of an apparatus for the application of the process according to the invention, it is necessary to take into account the total filtration surface and the total circumference of this surface as a function of the pressure which provides
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the current energy of the liquid in relation to the viscosity and the coefficient of friction thereof as well as to the dimensions and shape of the flow openings of the filter elements,
In order to summarize the relationship between the different dimensions of the filtration apparatus and the admitted speeds, we denote by:
AT:
the distance in meters between two filter elements (or twice the distance between a filter element and the neighboring wall), V: the average admitted speed of the liquid through the filtering material in meters per hour.
V1: the average permissible speed of the liquid along the filtration elements in meters per hour.
0; the total active area of a filter element in square meters.
L: the maximum circumference of a filtration element in meters,
The capacity of a filtration element is then:
0 V = A L V 'from which follows the equation;
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in which A is the minimum distance between two filtration elements, for milk for example V <1.8 meters per hour and V '<18 meters per hour we find for the ratio
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= (= 0) OR good.- v1 10 A = 0 -r (1) by extinguishing by a constant for example 1/10 # for the filtration elements to almost squares we have L = 2 # 2.0 from which finally results for AT;
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The apparatus must also be sufficient for the condition V <1.8 meters per hour.
Any known means can be used to maintain a desirable pressure difference in the apparatus as will be demonstrated below.
The accompanying drawings represent, by way of examples and schematically, some embodiments of an apparatus for the application of the method according to the invention. It should also be noted that the invention is not limited to oes embodiments and that in particular the known filtration devices can be reconstructed in such a way that they are sufficient for the aforementioned conditions,
Fig. 1 shows an apparatus in which the filter elements are arranged horizontally. In the container 1 with a conical bottom 2, there is a cylindrical tank 4, provided with a perforated bottom 5. This bottom is used both for the reinforcement of the tank 4 and for protecting the filtering cloth 6 stretched below this circle.
The colloidal liquid to be purified enters through the pipe with tap 7, the mouth of which is located above bottom 5.
The filter liquid flows through the direction indicated by arrows, through the siphon pipe 8, which opens out on the one hand into a small reservoir 9 and on the other hand into the small reservoir 10, which is located in the drain 11 with discharge 12.
The efficiency of the apparatus described can be suitably increased by employing various disc-shaped filter elements 6 ', as indicated in the dotted figure.
The operation of the apparatus described is as follows.
The container 1 is filled to the top of the bottom 5 with colloidal liquid to be purified coming from the inlet pipe 7, so that between the cylinder 4 and the wall of the container 1
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a circular column of liquid is obtained. By suitably adjusting the supply and flow of the liquid, a suitable level difference 'a can be maintained, which causes the liquid to rise through the filter material with a constant speed, exactly adjustable, for example 1.8 m per hour,
As as a result of this slow flow the constituents, with a light specific weight of the colloidal liquid, for example cream of milk, will have a tendency to separate, the supernatant liquid will be discharged from the small reservoir 9 through the discharge gutter 11, in order to of obtaining a homogeneous product,
In the embodiment according to FIG. 2, 13 is a rectangular container, in which a number of filter elements 14 are suspended vertically and in parallel. These elements consist essentially, as shown in figure 3, of a frame 141, in which is arranged a trellis
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metal or a corrugated sheet 14 surrounded by a reference iron 14 of a fibrous filter material *: The fabric 14 prevents the walls of the water 14 from approaching ,.
Above the
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mesh 142 is connected to a drain pipe 14 4 which is provided with a series of openings 14 The pipe 14 rests with its closed end in an easily removable manner in the sunnort 15, while its open end opens out through ilori. fice 16 in the discharge gutter 17, The holes d locally can however be arranged at any other suitable place, Above the different filter elements is placed
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laid a plate 18, pref-erenoe in a slightly inclined plane * Around this plate are passage openings 19.
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The liquid to be purified is brought through line 80 to the container 13. To avoid separation of the lighter specific weight elements, the line 20 t disposed <0 height such as the liquid. is kept in motion in the upper part of the container., In order however to obtain a
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As full as possible of the liquid resting during its passage through filter elements, there is provided the lubricated plate 18, which for the milk also serves to prevent the separation of cream in the upper part of the container 13.
This plate 18 separates the upper part of the liquid, which is in motion, from the lower part which is at rest and which passes with a constant speed, exactly adjustable by the filtering material 14 to be then discharged through the openings 14 and the pipe 14 in the gutter 17. At the location 21 it is possible to arrange near the bottom a purge valve to remove the sludge which collects there.
It is very important to arrange the filter filter 143 in such a way around the frame of the filter elements 14, that any possibility of the passage of unfiltered liquid through the openings 145 in the pipe 144 is excluded, for this purpose the side seams. of the bag extend only to the point where the bag comes into contact with the pipe 14, The free ends of the bags, as shown in Figure 3, are folded one after the other around the pipe 14 and linked, in order to obtain a perfect closure.
As each filtration element has a separate flow, in the gutter 17, each element can be easily checked * When it is thus observed that each element is functioning in a satisfactory manner, it can be assumed with certainty that proper operation is ensures for a few hours, because the filter material is not touched in some way by hand or in any other way. Yet another advantage is that in the event that any element fails to operate, it can be eliminated, while all the other elements continue to operate normally.
The mutual distance of the elements is chosen such that with a liquid velocity of about 1.8 m per hour through the filtering surface, a supply speed of 18 m per hour along the surface of the elements of filtration is not
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outdated,
Figure 4 shows an arrangement where% two horizontal filtration elements are arranged in a container, provided àsa side wall with a separate chamber 23, into which open the pipes 24 connected to the filtration elements,
In the embodiment shown in the figure, the milk or other liquid to be purified flows into the container
13 in a uniform current, however,
especially for small installations it may be desirable to be able to pour the milk directly from the milk jugs * The milk would then experience sudden movements against the edge of the protective plate and prevent proper operation of the filter * to obviate this drawback, the construction according to figure 2 can be modified as shown in figure 5. A plate 18 'corresponds to the plate 18 of figure 2 and is provided at its edge with a collar 25, while in the upper part of the reservoir is a funnel 26.
The level of the milk in the funnel is above the plate 18 ', due to the fact that the upper part of the curved pipes 27, connected in a removable way with the filter elements by means of the nut 29 , rises above the 18 'plate. As well in this form of execution as in that according to fig 2, there may be several filtration elements and several curved pipes 29.
The object of keeping the filter elements and the constantly submerged plates necessary for continuous operation, can also be achieved in another way, for example by the arrangement according to fig. 6 * In this embodiment, the discharge pipes of the filtration elements open out into a small side tank with flow opening 31, the level of which is located above the protective plate 18 ".
The discharge port 32 serves for the control and allows the adjustment of each filter element.
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The apparatus according to fig. 6 can also, as indicated in the rod 5, be provided with a funnel 26, so that the liquid can be poured into the apparatus in the sense of special precautionary measures *
It should also be noted that in the process according to the present invention, a very intense purification of oolloidal liquids, such as milk, is obtained without heating the liquid or without any other prior treatment. This is in contrast to the known methods and apparatus, with which generally advantageous results are obtained only with hot milk, for example milk after pasteurization.
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