DD157953A3 - ULTRAFILTER - Google Patents
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- DD157953A3 DD157953A3 DD22946181A DD22946181A DD157953A3 DD 157953 A3 DD157953 A3 DD 157953A3 DD 22946181 A DD22946181 A DD 22946181A DD 22946181 A DD22946181 A DD 22946181A DD 157953 A3 DD157953 A3 DD 157953A3
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Ultrafilter zur Membranfiltration von Loesungen, die echt oder kolloidal geloeste Teilchen enthalten. Das Ultrafilter kann bevorzugt eingesetzt werden zur Trennung, Fraktionierung und Konzentrierung von hochmolekularen Stoffen, wie Milch und Molke. Das Ziel der Erfindung ist es, die Filtrationsleistung von plattenfoermigen Ultrafiltern bei der Trennung von Loesungen hochmolekularer Stoffe zu erhoehen und die unerwuenschte Anreicherung von Mikroorganismen im Ultrafilter zu vermeiden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ultrafilter unter Veraenderung der Filterelemente so zu gestalten, dass bei Einschraenkung des Material- und Herstellungsaufwandes die Konzentrationspolarisation verringert, die Verstopfungen der Membranporen beseitigt und die Bildung von Totraeumen vermieden werden und zusaetzliche Dichtungen nicht mehr erforderlich sind. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass das Ultrafilter aus wechselweise angeordneten mehreren einteiligen Filterelementen und Membranen besteht, die mit einer Spannvorrichtung zwischen einer Ein- und einer Auslaufplatte fest eingespannt werden. Die Spannvorrichtung kann entweder aus mehreren Zugankern am Aussenrand der Ein- und der Auslaufplatte oder je einem Zuganker an den Schmalseiten der Ein- und der Auslaufplatte bestehen. Das Loesungsprinzip der Erfindung wird an fuenf Zeichnungen erlaeutert, wobei Zeichnung 3 den grundsaetzlichen Aufbau angibt.The invention relates to an ultrafilter for membrane filtration of solutions containing true or colloidally dissolved particles. The ultrafilter can be preferably used for the separation, fractionation and concentration of high molecular weight substances, such as milk and whey. The aim of the invention is to increase the filtration performance of plate-shaped ultrafilters in the separation of solutions of high molecular weight substances and to avoid the undesirable accumulation of microorganisms in the ultrafilter. The invention has for its object to make an ultrafilter under modification of the filter elements so that reduces the concentration polarization when restricting the material and manufacturing costs, eliminates the blockages of the membrane pores and the formation of dead space can be avoided and additional seals are no longer required. According to the invention, the object is achieved in that the ultrafilter consists of mutually arranged several one-piece filter elements and membranes, which are firmly clamped with a clamping device between an inlet and a outlet plate. The clamping device can either consist of several tie rods on the outer edge of the inlet and the outlet plate or one tie rod on the narrow sides of the inlet and the outlet plate. The solution principle of the invention is explained in five drawings, with drawing 3 indicates the basic structure.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ultrafilter zur Membranfiltration von Lösungen, die echt oder kolloidal gelöste Teilchen enthalten. Das Ultrafilter kann bevorzugt eingesetzt werden zur Trennung, Fraktionierung und Konzentrierung von hochmolekularen Stoffen, wie Milch, Molke und Eiweißen, besonders in der Lebensmittelindustrie βThe invention relates to an ultrafilter for membrane filtration of solutions containing real or colloidally dissolved particles. The ultrafilter can be preferably used for the separation, fractionation and concentration of high molecular weight substances such as milk, whey and proteins, especially in the food industry β
Die Membranfiltrationsverfahren dienen dem Zerlegen von Flüssigkeiten in gelösten bzw· suspendierten Stoff und Lösungsmittel· Zur Durchführung der Membranfiltration sind zahlreiche Vorrichtungen entwickelt worden, die sich in ihrem prinzipiellen Aufbau unterscheiden, das sind Röhren-, Hohlfaser-, Wickel- und Plattenmodule· Alle Ultrafilter haben das Ziel, die Konzentrationspolarisation und Ablagerungen von Stoffen während der Ultrafiltration auf der Membran zu verhindern.Membrane filtration processes serve to break down liquids into dissolved or suspended substances and solvents. Numerous devices have been developed for carrying out membrane filtration, which differ in their basic structure, ie tube, hollow fiber, wound and plate modules. All ultrafilters the goal is to prevent the concentration polarization and deposition of substances during ultrafiltration on the membrane.
Bei den Röhrenmodulen wird die Lösung durch Rohre gepumpt. In der Innenseite des porösen Rohres ist die Membran aufgetragen. Die poröse Stützschicht dient gleichzeitig als FiI-tratableitung.In the tube modules, the solution is pumped through tubes. In the inside of the porous tube, the membrane is applied. The porous support layer also serves as a FiI-tratritung.
Nachteile derartiger Anlagen sind besonders die geringe Packungsdichte der Anlagen und die notwendige, sehr hohe Überströmgeschwindigkeit über der Membran, verbunden damitDisadvantages of such systems are particularly the low packing density of the systems and the necessary, very high flow velocity over the membrane, associated with it
sind sehr großvolumige Anlagen mit einem hohen Energiebedarf·are very large-scale plants with a high energy requirement ·
Bei den Hohlfaser-Modulen werden zwar hohe Packungsdichten erreicht, jedoch sind wegen der leicht auftretenden Verstopfungen der Membranen sehr gut vorfiltrierte, möglichst ultrafiltrierte Lösungen erforderlich. Für Lösungen, die zu Ablagerungen neigen, wie Eiweißlösungen, Milch und Molke ist dieser Anlagentyp daher nicht geeignet.In the hollow fiber modules, although high packing densities are achieved, but because of the easily occurring blockages of the membranes are very well pre-filtered, preferably ultrafiltered solutions required. For solutions that are prone to deposits, such as protein solutions, milk and whey, this type of plant is therefore not suitable.
Die Wickelmodule erreichen ebenfalls relativ hohe Packungsdichten, jedoch besteht auch hier das Problem der leichten Ablagerung von hochmolekularen Stoffen auf den Membranen, so daß auch diese Module nicht für die Membranfiltration von Lösungen mit kolloidal gelösten, zur Ablagerung neigenden Teilchen, wie Eiweißen, genutzt werden können.The winding modules also achieve relatively high packing densities, but there is also the problem of easy deposition of high molecular weight substances on the membranes, so that these modules can not be used for the membrane filtration of solutions with colloidally dissolved, prone to deposition particles such as proteins ,
Zahlreiche Ultrafilter weisen einen plattenförmigen Aufbau auf und bestehen aus abwechselnd angeordneten Platten für die Abstützung der Membran und Ableitung des Filtrates sowie Platten, die eine hohe Turbulenz der Flüssigkeit über der Membran hervorrufen.Numerous ultrafilters have a plate-like construction and consist of alternately arranged plates for supporting the membrane and discharging the filtrate as well as plates which cause a high turbulence of the liquid above the membrane.
So ist in dem DD-1JP 130 449 (B 01 D, 13/00) eine Membran-Trennvorrichtung beschrieben, die aus einem oder mehreren Filterpaketen, einer Verteiler- und einer Sammelplatte besteht. Ein Filterpaket enthält eine Strömungsführungsplatte, eine Filtratableitplatte sowie eine Membran. Auf der Strömungsführungsplatte sind zu beiden Seiten Strömungskanäle mit einem Seitenverhältnis von 1 : 20 angeordnet, die auf der einen Seite in Überströmöffnungen zur anderen Plattenseite und auf der anderen Seite in Überströmkanäle enden. Die Überströmkanäle sind mit einer Dichtleiste abgedeckt, die die Aufgabe hat, das Unterspülen der Membran mit Flüssigkeit zu verhindern. Die Filtratableitplatten haben zu beiden Seiten eine mit ableitfähigem Material ausgefüllte VertiefungThus, in DD- 1 JP 130 449 (B 01 D, 13/00) a membrane separation device is described, which consists of one or more filter packs, a manifold and a collection plate. A filter pack contains a flow guide plate, a filtrate drain plate and a membrane. On the flow guide plate, flow channels with an aspect ratio of 1:20 are arranged on both sides, which ends on one side in overflow openings to the other plate side and on the other side in overflow channels. The overflow channels are covered with a sealing strip, which has the task of preventing the flushing of the membrane with liquid. The Filtratableitplatten have on both sides filled with Ableitfähigem material well
zur Ableitung des Filtrats. Die Vertiefungen sind durch Bohrungen mit einer Kanüle zum Ableiten des Piltrats verbunden. Die Filterpakete werden mittels Bolzen zwischen die Verteiler- und Sammelplatte gespannt· In der Verteiler- und Sammelplatte sind Bohrungen für die zu filtrierende Flüssigkeit und das Konzentrat angebracht«for the derivation of the filtrate. The wells are connected by bores to a cannula for draining the pilate. The filter packages are clamped between the distributor plate and collecting plate by means of bolts. · Drilling holes are provided in the distributor and collector plate for the liquid to be filtered and the concentrate. «
Nachteilig bei dieser Anordnung ist die Verwendung von zwei verschiedenen Plattentypen sowie einer Dichtleiste. Diese Anordnung führt an bestimmten Stellen der Platte zur Ablagerung von Biweiß und zum unerwünschten Wachstum von Mikroorganismen. Trotz der Dichtleiste ist die Abdichtung der Membran gegenüber dem Piltratraum unvollständig, so daß Konzentrat in den Piltratraum gelangen kann. Es besteht weiterhin die Gefahr der Zerstörung der Membran durch die Dichtleiste·A disadvantage of this arrangement is the use of two different types of plates and a sealing strip. This arrangement leads at certain points of the plate for the deposition of bi white and the unwanted growth of microorganisms. Despite the sealing strip, the sealing of the membrane with respect to the Piltratraum is incomplete, so that concentrate can get into the Piltratraum. There is also the risk of destruction of the membrane by the sealing strip ·
In der DE-OS 2 304 702 (B 01 D 13/00) ist der grundsätzliche Aufbau eines Ultrafilters zur Trennung von Flüssigkeiten angegeben, das aus einem Stapel von abwechselnd angeordneten verschiedenen Strömungsführungsplatten und Membranträgerplatten sowie zwei Endplatten und einem Zentralbolzen besteht. Auf den Membranfilterplatten sind beidseitig jeweils ein Filterpapier und eine Membran mittels Klemmring befestigt. Im Zentrum der Platten befindet sich eine Bohrung für den Zentralbolzen, um diese Bohrung ist ein Kanal für die filtrierte Flüssigkeit angeordnet. Ein weiterer Kanal wird durch einen ringförmigen Schlitz in den Strömungsführungsplatten gebildet. Die Endplatten sind mit Bohrungen für die Zuführung von Flüssigkeit sowie für die Ableitung des Konzentrats versehen. Das Filtrat wird mit jeweils einer Kanüle aus den Membranträgerplatten abgeleitete Einige Strömungskanäle über der Membran sind durch Bohrungen in einigen Strömungsführungsplatten mit dem ringförmigenIn DE-OS 2 304 702 (B 01 D 13/00) the basic structure of an ultrafilter for the separation of liquids is given, which consists of a stack of alternately arranged different flow guide plates and membrane support plates and two end plates and a central bolt. On the membrane filter plates, a filter paper and a membrane are fastened on both sides by means of a clamping ring. In the center of the plates is a hole for the central bolt, around this hole is a channel for the filtered liquid arranged. Another channel is formed by an annular slot in the flow guide plates. The end plates are provided with holes for the supply of liquid and for the discharge of the concentrate. The filtrate is withdrawn from the membrane carrier plates with one cannula at a time. Some flow channels over the membrane are through holes in some flow guide plates with the annular one
Kanal für die zu filtrierende Flüssigkeit verbunden, andere wiederum mit dem ringförmigen Kanal für die filtrierte Flüssigkeit. Diese Anordnung ermöglicht eine Reihen- und/oder Parallelschaltung der Strömungsräume über den Membranen.Channel connected to the liquid to be filtered, others in turn with the annular channel for the filtered liquid. This arrangement allows a series and / or parallel connection of the flow spaces over the membranes.
Nachteilig bei dieser Anordnung iöt, daß für die Reihen- und Parallelschaltung der Strömungsräume mindestens drei verschiedene Strömungsführungsplatten benötigt werden. Zusätzlich werden Membranträgerplatten, Klemmring sowie Filterpapier verwendet. Die Abdichtung der einzelnen Kanäle untereinander erfordert eine präzise Ausführung der einzelnen Platten. Nachteilig ist weiterhin der komplizierte Wechsel einzelner Membranen, da es erforderlich ist, jeweils die gesamte Anlage zu demontieren.A disadvantage of this arrangement iöt that at least three different flow guide plates are required for the series and parallel connection of the flow spaces. In addition, membrane carrier plates, clamping ring and filter paper are used. The sealing of the individual channels with each other requires a precise execution of the individual plates. Another disadvantage is the complicated change of individual membranes, since it is necessary to dismantle the entire system.
In der DE-OS 2 426 262 (B 01 D 31/00) ist die grundsätzliche Gestaltung einer weiteren Anlage zur Trennung von Flüssigkeiten beschrieben, die aus Stützplatten, Rahmendichtungen sowie zwei Endplatten und Bolzen besteht. Die Stützplatten bestehen aus zwei tiefgezogenen, aus dünnem Material gestalteten Grundplatten sowie zwei zwischen den Grundplatten angeordneten Dichtungselementen· Die Grundplatten sind derart gestaltet, daß zwischen den Grundplatten sich ein Hohlraum für das anfallende Filtrat befindet und sie zwei voneinander entfernte Öffnungen als Durchgang für die zu filtrierende Flüssigkeit enthalten. Zwischen den beiden Öffnungen ist auf jeder Grundplatte ein flaches und mit porösem Material ausgefülltes Becken angeordnet, das durch Bohrungen mit dem Hohlraum verbunden ist. Die zwischen den Grundplatten angeordneten Dichtungselemente schließen den Hohlraum nach außen hin ab und bewirken eine Abdichtung des Hohlraumes zu den Öffnungen. Die Membranen werden jeweils zu beiden Seiten der Stützplatten auf die Grundplatte aufgeklebt. Zwischen den einzelnen Stützplatten sind. Rahmendichtungen angeordnet, die die Aufgabe haben, den Abstand zwischen zwei Stützplatten zum Durch-In DE-OS 2 426 262 (B 01 D 31/00), the basic design of another system for the separation of liquids is described, which consists of support plates, frame seals and two end plates and bolts. The support plates consist of two deep-drawn, made of thin material base plates and two arranged between the base plates sealing elements · The base plates are designed such that between the base plates is a cavity for the resulting filtrate and they two spaced apart openings as a passage for the filtered Contain liquid. Between the two openings a flat and filled with porous material tank is arranged on each base plate, which is connected by holes with the cavity. The sealing elements disposed between the base plates close off the cavity to the outside and cause a seal of the cavity to the openings. The membranes are glued to both sides of the support plates on the base plate. Between the individual support plates are. Arranged frame seals, which have the task of the distance between two support plates for Durch-
strömen der Flüssigkeit und die Abdichtung zwischen zwei gegenüberliegenden Membranen zu gewährleisten.flow the liquid and ensure the seal between two opposing membranes.
Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß ein Filterpaket aus vielen verschiedenen Teilen, mindestens aus drei verschiedenen Dichtungselementen und zwei Grundplatten besteht. Beim Zusammenbau der Anlage werden spezielle Klebemittel zum Kleben der Membran auf die Stützschicht verwendet· Das Kleben der verwendeten feuchten Membranen ist nicht möglich· Die trockenen Membranen weisen gegenüber feuchten Membranen eine wesentlich geringere Leistungsfähigkeit auf, so daß zum Erreichen der gleichen Leistung bei diesem Anlagentyp der Materialaufwand größer ist. Die Anlage ist nicht zur Filtration von eiweißhaltigen Lösungen geeignet, da durch Verwendung von verschiedenen Dichtelementen Toträume entstehen, in denen sich Eiweiß ablagern kann und ее somit zu unerwünschtem Y/achstum von Ilikroorganismen kommen kann·A disadvantage of this arrangement is that a filter pack consists of many different parts, at least three different sealing elements and two base plates. When assembling the system, special adhesives are used to bond the membrane to the support layer · Sticking of the moist membranes used is not possible · The dry membranes have a considerably lower performance compared to wet membranes, so that in order to achieve the same performance in this type of plant Material cost is greater. The plant is not suitable for the filtration of protein-containing solutions, since the use of different sealing elements creates dead spaces in which protein can deposit and thus undesirable growth of iliac organisms can occur.
Bei allen plattenförmigen Anlagen ist der Uachteil zu verzeichnen, daß trotz aller Bemühungen zur Verhinderung der Konzentrationspolarisation und von Ablagerungen auf der Membran im Laufe der Ultrafiltration, besonders bei Lösungen hochmolekularer Stoffe wie zum Beispiel von Eiweißen, sich Partikel, wie Kalzium-Salze, Siweißmoleküle und Fett, auf der Membranoberfl'iche ablagern und auch teilweise in die Membranporen eindringen. Nur die auf der Uembranoberfläche abgelagerten Stoffe lassen sich durch entsprechende Reinigungsverfahren wieder entfernen, während die in die Poren eingedrungenen Partikel die Leistung der Membran irreversibel verringern·In all plate-shaped systems, the disadvantage is that despite all efforts to prevent the concentration polarization and deposits on the membrane in the course of ultrafiltration, especially in solutions of high molecular weight substances such as proteins, particles such as calcium salts, Siweißmoleküle and Grease, deposit on the membrane surface and also partially penetrate into the membrane pores. Only the substances deposited on the surface of the membrane can be removed again by appropriate cleaning methods, while the particles which have penetrated into the pores irreversibly reduce the performance of the membrane.
Es ist weiterhin nachteilig, daß die Ultrafilter aus vielen verschiedenen Elementen, wie Strömungsführungsplatteri, luembranträgerplatten und Stützplatten bestehen· Durch die Vielzahl der verwendeten Dichtungselemente entstehen Toträume, die bei der Membranfiltration von ζ·Β· Ei-It is also disadvantageous that the ultrafilters consist of many different elements, such as flow guide plates, luembranträgerplatten and support plates · Due to the large number of sealing elements used create dead spaces in the membrane filtration of ζ · Β · egg
weißlösungen zu unerwünschter Anreicherung von Mikroorganismen führen.white solutions lead to unwanted accumulation of microorganisms.
Das Ziel der Erfindung ist es, die Filtrationsleistung von plattenförmigen Ultrafiltern bei der Trennung von Lösungen hochmolekularer Stoffe zu erhöhen und die unerwünschte Anreicherung von Mikroorganismen im Ultrafilter zu vermeiden.The object of the invention is to increase the filtration performance of plate-shaped ultrafilters in the separation of solutions of high molecular weight substances and to avoid the undesirable accumulation of microorganisms in the ultrafilter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ultrafilter unter Veränderung der Filterelemente so zu gestalten, daß bei Einschränkung des Material- und Herstellungsaufwandes die Konzentrationspolarisation verringert, die Verstopfungen der Membranporen beseitigt und die Bildung von Toträumen vermieden werden und zusätzliche Dichtungen nicht mehr erforderlich sindoThe invention has for its object to make an ultrafilter changing the filter elements so that reduces the concentration polarization when limiting the material and manufacturing costs, eliminates the blockages of the membrane pores and the formation of dead spaces are avoided and additional seals are no longer necessary
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ultrafilter aus wechselweise angeordneten mehreren einteiligen Filterelementen un« Membranen besteht, die mit einer Spannvorrichtung zwischen einer Ein- und einer Auslaufplatte fest eingespannt werden. Die Spannvorrichtung kann entweder aus mehreren Zugankern am Außenrand der Ein- und der Auslaufplatte oder je einem Zuganker an den Schmalseiten der Ein- und der Auslaufplatte bestehen.According to the invention, the object is achieved in that the ultrafilter consists of alternately arranged several one-piece filter elements un «membranes, which are clamped firmly with a tensioning device between an inlet and a outlet plate. The clamping device can either consist of several tie rods on the outer edge of the inlet and the outlet plate or one tie rod on the narrow sides of the inlet and the outlet plate.
Die Ein- und die Auslaufplatte enthalten Bohrungen für die Zuführung des zu ultrafiltrierenden Produkts und der Spülflüssigkeit in das Plattenpaket und für die Ableitung des Konzentrates und des Ultrafiltrates. Das einteilige Filterelement ist eine rechteckige bis quadratische Kompaktplatte, die mit mindestens zwei Bohrungen versehen ist und auf der einen Seite einen Strömungsraum und auf der anderen Seite einen Filtratableitraum enthält. Mindestens eine der Bohrungen istThe inlet and outlet plates contain holes for feeding the product to be ultrafiltered and the rinsing liquid into the plate pack and for the discharge of the concentrate and the ultrafiltrate. The one-piece filter element is a rectangular to square compact plate, which is provided with at least two holes and on one side a flow space and on the other side contains a Filtratableitraum. At least one of the holes is
durch innenliegende Sammelkanäle mit dem Filtratableitraum und mindestens zwei andere Bohrungen durch innenliegende Einspritz- und Sammelkanäle mit dem Strömungsraum verbunden. Der Filtratableitraum ist mit ableitfähigem Material ausgefüllt oder mit einem System kleiner Kanäle durchzogen, die in den Sammelkanälen enden. Der Strömungsraum ist mit strukturiertem Material versehen oder von einem Kanalsystem durchzogen, das mit den Einspritz- und Sammelkanälen verbunden ist. Diese Gestaltung bezweck^ einen guten Kontakt zwischen dem zu ultrafiltrierenden Produkt und der aktiven Seite der Membran zu schaffen und das Produkt mit einer hohen Turbulenz bei geringer Strömungsgeschwindigkeit in dem Strömungsraum fließen zu lassen.by internal collecting channels with the Filtratableitraum and at least two other holes connected by internal injection and collecting channels with the flow space. The filtrate discharge space is filled with dissipative material or traversed by a system of small channels that terminate in the collection channels. The flow space is provided with structured material or traversed by a channel system connected to the injection and collection channels. This design aims to provide good contact between the product to be ultrafiltered and the active side of the membrane and to allow the product to flow with high turbulence at low flow velocity in the flow space.
Durch die mit strukturiertem Material ausgefüllten oder mit Kanälen durchzogenen Strömungs- und Piltratableiträume wird die Membran beidseitig fest eingespannt, so daß die Flüssigkeit auch mit hohem Druck von beiden Seiten auf die Membran wirken kann, ohne daß ein Reißen der Membran erfolgt. Dadurch ist es möglich, vom Filtratraum aus eine Spülflüssigkeit durch die Membran zu pumpen, um die bei der Ultrafiltration in die Poren der Membran eingedrungenen Partikel zu beseitigen, die mit der üblichen Reinigung nicht entfernt werden können. Diese Rückspülung ermöglicht eine Steigerung der Leistungsfähigkeit des Ultrafilters, besonders bei Verwendung von die Membran leicht verstopfenden Produkten.By filled with structured material or channeled flow and Piltrtrittsraum the membrane is firmly clamped on both sides, so that the liquid can act on both sides of the membrane with high pressure, without tearing of the membrane takes place. This makes it possible to pump a rinsing liquid through the membrane from the filtrate space in order to remove the particles which have penetrated into the pores of the membrane during the ultrafiltration, which particles can not be removed with the customary cleaning. This backflushing allows the efficiency of the ultrafilter to be increased, especially when using products that clog the membrane easily.
Die Verwendung von polymerem Material, wie Polypropylen, Polyäthylen, PVC für die Herstellung der Filterelemente, das die für eine Abdichtung bei entsprechander Druckbeauflagung erforderlichen Festigkeits- und Zähigkeitsmerkmale aufweist, gestattet eine Abdichtung des Ultrafilters ohne zusätzliche Dichtungen.The use of polymeric material, such as polypropylene, polyethylene, PVC for the manufacture of the filter elements, which has the strength and toughness characteristics required for a seal with appropriate pressure build-up, allows the ultrafilter to be sealed without additional seals.
Auch zusätzliche Dichtvmlste und Dichtleisten sind nicht erforderlich.Also additional Dichtvmlste and sealing strips are not required.
Die in bekannten Anlagen verwendeten Dichtungen oder Dichtleisten zum Abdichten der Membran gegenüber dem Filtratableit-The seals or sealing strips used in known systems for sealing the membrane against the filtrate
raum sind durch den innen gelagerten Einspritzkanal nicht erforderlich.Space are not required by the injection channel mounted inside.
Die Verwendung von strukturiertem Material bzw. Kanälen im Strömungsraum führt zu einer hohen Turbulenz über der Membran und verhindert weitgehend die Konzentrationspolarisation und Eiweißablagerungen auf den Membranen. Je nach Bedarf kann auf die turbulenzbildende Wirkung des strukturierten Materials verzichtet und ohne dasselbe mit einer laminaren Strömung über der Membran gearbeitet werden.The use of structured material or channels in the flow space leads to a high turbulence over the membrane and largely prevents the concentration polarization and protein deposits on the membranes. Depending on requirements, it is possible to dispense with the turbulence-forming effect of the structured material and to work without the same with a laminar flow over the membrane.
Das erfindungsgemäße Ultrafilter arbeitet nach folgendem Punktionsprinzip.The ultrafilter according to the invention operates according to the following puncture principle.
Das zu ultrafiltrierende Produkt, z.B. Milch wird mittels einer Pumpe aus einem Zirkulationstank in den Produktverteilerkanal gepumpt, fließt von hier aus durch die Einspritzkanäle in den Strömungsraum der Kompaktplatte. Durch das im Strömungsraum befindliche strukturierte Material wird eine hohe Turbulenz der Strömung der Flüssigkeit entlang der Membran, damit verbunden eine geringe Konzentrationspolarisation, erreicht« V/asser und niedermolekulare Stoffe, wie Laktose, Salze, durchdringen die Membran und fließen in den Filtratraum. Im Produkt dagegen reichern sich die hochmolekularen Stoffe, wie z.B. Eiweiße an. Diese eiweißangereicherte Lösung wird aus dem Strömungsraum durch Sammelkanille in den Konzentratsammeikanal und von hier aus in den Zirimlationstank gepumpt. Von hier aus wird die Lösung solange durch das Ultrafilter gepumpt, bis die gewünschte Konzentration an hochmolekularen Stoffen erreicht ist. Das Piltrat wird aus dem Piltratraum durch Sammelkanäle in den Piltratsamme!kanal und von hier aus in einen Lagerbehälter gepumpt. Die Anordnung der Kompaktplattsn läßt wahlweise eine Parallel- und/oder Reihenströmung des zu ultrafiltrierenden Produktes durch die Kompaktplatten zu. Zur Reihenschaltung wird dev Verteilerkanal oder der Konzentratsammelkanal an der gewünschten Stelle verschlossen.The product to be ultrafiltered, eg milk, is pumped by means of a pump from a circulation tank into the product distributor channel, flows from here through the injection channels into the flow space of the compact plate. Due to the structured material in the flow space, a high turbulence of the flow of the liquid along the membrane, associated with a low concentration polarization, is achieved and low molecular weight substances, such as lactose, salts, penetrate the membrane and flow into the filtrate space. In the product, however, the high molecular weight substances, such as proteins, accumulate. This protein-enriched solution is pumped from the flow space through the collection channel into the concentrate collection channel and from here into the zirimlation tank. From here, the solution is pumped through the ultrafilter until the desired concentration of high molecular weight substances is reached. The Piltrate is pumped from the Pilatratraum through collection channels in the Piltratsamme! Channel and from here into a storage container. The arrangement of Kompaktplattsn allows either a parallel and / or series flow of the product to be ultrafiltered by the compact disks. The series circuit dev distribution channel or the concentrate collecting duct is closed at the desired location.
Die Reinigung des Ultrafilters kann nach zwei Arbeitsweisen erfolgen. Heben dem bei allen Plattenanlagen angewendeten Reinigungsverfahren, bei dem anstelle des zu ultrafiltrierenden Produktes eine Reinigungslösung durch das Ultrafilter gepumpt wird, besteht hier die Möglichkeit, eine Rückspülung vorzunehmen. Reinigungslösung, Wasser oder Filtrat wird durch den Rückspülkanal oder den FiItratsanmelkanal in den Piltraträum gepumpt und durchdringt die Membran von der Rückseite zur aktiven Seite, wobei die verstopften Poren freigespült werden. Die die Membran durchdringende Reinigungslösung fließt über den Konzentratsammeikanal aus dem Ultrafilter ab.The cleaning of the ultrafilter can be done in two ways. Lifting the cleaning method used in all plate plants, where a cleaning solution is pumped through the ultrafilter instead of the product to be ultrafiltered, there is the possibility to perform a backwashing. Cleaning solution, water or filtrate is pumped through the backwash channel or the filtrate channel into the Pilatraträum and penetrates the membrane from the back to the active side, with the clogged pores are flushed. The cleaning solution penetrating the membrane flows out of the ultrafilter via the concentrate collection channel.
Ausführun^sbeispiele Execution games
Die Erfindung soll an den nachstehenden Ausführungsbeispielen und Zeichnungen erläutert werden.The invention will be explained with reference to the following embodiments and drawings.
Zeichnung 1: Seitenansicht Ultrafilter 2: Vorderansicht Ultrafilter 3: Schnitt A-A durch das Ultrafilter 4: Schnitt Б-Б durch das Ultrafilter 5: Sammelkanäle und Piltratsammelkanal (Einzelheiten)Drawing 1: Side view of Ultrafilter 2: Front view of Ultrafilter 3: Section A-A through the Ultrafilter 4: Section of Б-Б by the Ultrafilter 5: Collection channels and Pilate collection channel (Details)
Das Ultrafilter besteht aus zwei Spannplatten (Ein- und Auslaufplatte) 4» zwei Zugankern 3» einer Zugankerstütze 5 sowie Kompaktplatten 1 und Membranen 2, Die beiden Spannplatten sind mit je einer Bohrung für die Zuführung des Produktes 8 und der Spülflüssigkeit 9 in das Plattenpaket und für die Ableitung des Konzentrates 7 und des Ultrafiltrates 6 versehen. Die Spannplatten 4 halten mittels zwei Zugankern 3 an der Schmalseite der Ein- und Auslaufplatten 4 ein Paket von Kompaktplatten 1 und Membranen 2 so zusammen, daß eine Abdichtung der Piltrat- und Strömungsräume sowie aller Kanäle erfolgt. AlsThe ultrafilter consists of two clamping plates (inlet and outlet plate) 4 »two tie rods 3» a tie rod 5 and compact plates 1 and 2 membranes, the two clamping plates are each with a hole for the supply of the product 8 and the rinsing liquid 9 in the plate pack and provided for the derivation of the concentrate 7 and the ultrafiltrate 6. The clamping plates 4 hold by means of two tie rods 3 on the narrow side of the inlet and outlet plates 4, a package of compact plates 1 and 2 membranes together so that a seal of the Piltrat- and flow spaces and all channels. When
Material für die Kompaktplatten wird Polypropylen verwendet. Die Kompaktplatten sind rechteckig gestaltet und weisen ein Seitenverhältnis von 1 : 3»4 auf. Die Stärke der Platten beträgt 5 mm. An den Ecken sind die Platten mit Bohrungen versehen, die als Produktverteiler- 8, Konzentratsammei- 7, Piltratsammel- 6 und Rückspülkanal 9 vorgesehen sinde Die beiderseitig angeordneten Räume sind in drei Strömungs- 10 und Filtratkanäle 11 mit rechteckigem Querschnitt, einer Höhe von 1,5 mm und einer Breite von 65 mm unterteilt. Innen gelagerte Einspritz- und Sammelkanäle 12 verbinden diese Räume mit den Kanälen 6, 7, 8, 9· Strömungsraum 10 und Filtratableitraum 11 sind gleichartig aber seitenverkehrt aufgebaut und mit netzartig strukturiertem Material 13» 14 ausgefüllt.Material for the compact panels is polypropylene. The compact plates are rectangular and have an aspect ratio of 1: 3 »4. The thickness of the plates is 5 mm. At the corners, the plates are provided with bores, which are provided as product distributor 8, concentrate collection 7, pilate collection 6 and backwashing channel 9. The mutually arranged spaces are divided into three flow and filtrate channels 11 of rectangular cross-section, height 1, 5 mm and a width of 65 mm. Internally mounted injection and collection channels 12 connect these spaces with the channels 6, 7, 8, 9 · flow chamber 10 and Filtratableitraum 11 are similar but reversed constructed and filled with net-like structured material 13 »14.
Eine andere Ausführungsmöglichkeit sieht vor, die Kompaktplatten quadratisch mit sieben Filtrat- und Strömungsräumen zu gestalten. Die Platten sind mit drei Bohrungen versehen, wobei der Kanal für die Rückspülung entfällt· Der Piltratsammelkanal 6 ist so gestaltet, das sowohl das anfallende Piltrat abgeleitet werden als auch die Rückspülflüssigkeit in den Piltratraum 11 gepumpt werden kann, ^er weitere Aufbau entspricht dem Ausführungsbeispiel 1.Another embodiment provides to make the compact disks square with seven filtrate and flow spaces. The plates are provided with three holes, wherein the channel for the backwashing is omitted · The Piltratsammelkanal 6 is designed so that both the resulting Piltrat be derived as well as the backwash liquid can be pumped into the Piltratraum 11, he further structure corresponds to the embodiment 1 ,
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit sieht die Verwendung von zwei Bohrungen 7, 8 in der Kompaktplatte 1 vor, die als Produktverteiler- 8 und Konzentratsammelkanal 7 ausgebildet sind. Das Filtrat wird durch Kanülen abgeleitet. Das Paket von Kompaktplatten wird durch eine Spanneinrichtung, bestehend aus Ein- und Auslaufplatten mit sechs Zugankern am Außenrand, zusammengehaltenAnother embodiment provides for the use of two holes 7, 8 in the compact plate 1, which are formed as a product distributor 8 and concentrate collection channel 7. The filtrate is discharged through cannulas. The package of compact disks is held together by a tensioning device consisting of inlet and outlet plates with six tie rods on the outer edge
Der weitere Aufbau entspricht dem Ausführungsbeispiel 1. The further structure corresponds to the embodiment 1.
Claims (3)
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| DD22946181A DD157953A3 (en) | 1981-04-24 | 1981-04-24 | ULTRAFILTER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD157953A3 true DD157953A3 (en) | 1982-12-22 |
Family
ID=5530524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD22946181A DD157953A3 (en) | 1981-04-24 | 1981-04-24 | ULTRAFILTER |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| DD (1) | DD157953A3 (en) |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1981
- 1981-04-24 DD DD22946181A patent/DD157953A3/en not_active IP Right Cessation
-
1982
- 1982-02-02 SU SU827772265A patent/SU1291173A1/en active
- 1982-02-10 CS CS89482A patent/CS245021B1/en unknown
- 1982-02-25 BG BG5526482A patent/BG42385A1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SU1291173A1 (en) | 1987-02-23 |
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| BG42385A1 (en) | 1987-12-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |