L'invention a pour objet un appareil d'ultrafiltration conçu pour La concentration de mélanges liquides, de solutions, de suspensions ou d'émulsions, notamment dans l'industrie alimentaire. The invention relates to an ultrafiltration device designed for the concentration of liquid mixtures, solutions, suspensions or emulsions, especially in the food industry.
On connait déjà un appareil d'ultrafiltration, selon la description du brevet U.S. 3 872 015. Cet appareil est constitué par des plaques elliptiques de filtration serrées par deux plaques dlextrémités au moyen de vis de pression passant par des orifices aménagés sur le rebord des plaques suivant l'axe longitudinal de l'ellipse. Les fentes ménagées entre les vis et les bagues d'étanchéité encastrées dans les orifices servent à L'écoulement de la matière brute jusqu'aux diverses parties de l'appareil. La plaque extrême supérieure comporte un orifice d'admission de La matière brute, tandis que la plaque extrême inférieure comporte un orifice de sortie.La plaque de filtration présente sur les surfaces extérieures de son rebord périphérique annulaire une bride d'étanchéité, tandis que les surfaces de la partie interne présentent des nervures, entre lesquelles sont aménagés, parallèlement à ces nervures, des trous de drainage dont les sorties se présentent sous forme de filtre d'évacuation. La matière brute est admise par cet orifice d'admission, et elle s'écoule le long des vis par les fentes d'écoulement et elle s'écoule sur une membrane par des canaux d'écoulement aménagés entre les plaques voisines. Après le passage par la membrane, la rondelle et les trous de drainage, le filtrat est évacué vers l'extérieur. An ultrafiltration device is already known, according to the description of US Pat. No. 3,872,015. This device consists of elliptical filtration plates clamped by two end plates by means of pressure screws passing through orifices arranged on the edge of the plates. along the longitudinal axis of the ellipse. The slots provided between the screws and the sealing rings embedded in the orifices serve for the flow of the raw material to the various parts of the apparatus. The upper end plate has an inlet for raw material, while the lower end plate has an outlet. The filtration plate has a sealing flange on the outer surfaces of its annular peripheral rim, while the surfaces of the internal part have ribs, between which are arranged, parallel to these ribs, drainage holes whose outlets are in the form of an exhaust filter. The raw material is admitted through this inlet, and it flows along the screws through the flow slots and it flows over a membrane through flow channels arranged between the adjacent plates. After passing through the membrane, the washer and the drainage holes, the filtrate is discharged to the outside.
On connaît de même un appareil d'ultrafiltration selon le contenu du brevet CS 220 868. La plaque de filtration présente une forme rectangulaire et sur les rebords longitudinaux des deux côtés on a prévu des orifices rectangulaires de passage à canaux encochés débouchant de l'autre coté de La plaque. On a prévu perpendiculairement aux orifices de passage des saillies semi-rondes aménagées parallèlement et perpendiculairement, constituant un réseau de canaux d'écoulement de la matière brute. L'autre coté de la plaque présente des canaux parallèles de drainage qui sont réunis par des canaux collecteurs aménagés le long des bords courts de la plaque de filtration, lesdits canaux communiquant avec les orifices de passage aménagés dans Les coins de la plaque.La plaque de filtration est insérée dans l'appareil de telle façon que du côté des canaux de drainage on a prévu pour L'écoulement du filtrat un cadre d'étanchéité garni d'un insert textile, par contre du côté du réseau de canaux d'écoulement de la matière brute on a prévu une membrane. There is also known an ultrafiltration device according to the content of patent CS 220 868. The filtration plate has a rectangular shape and on the longitudinal edges on both sides there are provided rectangular orifices for passage with notched channels opening out from the other side of the plate. Semi-round projections arranged parallel and perpendicularly are provided at right angles to the passage orifices, constituting a network of raw material flow channels. The other side of the plate has parallel drainage channels which are joined by collecting channels arranged along the short edges of the filtration plate, said channels communicating with the through orifices arranged in the corners of the plate. is inserted into the device in such a way that a sealing frame with a textile insert is provided on the side of the drainage channels for the flow of the filtrate, on the other hand, on the side of the network of flow channels a raw material was provided for a membrane.
L'appareil d'ultrafiltration, selon l'invention, comporte une plaque de butée et une plaque de pression entre lesquelles on insère tour à tour une plaque de filtration et une plaque membrane. The ultrafiltration apparatus according to the invention comprises a stop plate and a pressure plate between which a filtration plate and a membrane plate are inserted in turn.
L'essentiel de L'invefltion est la construction de la plaque de filtration, qui présente la forme d'un Losange à sommets arrondis. Au voisinage des sommets arrondis à angles aigus, on a prévu des orifices d'écoulement ayant la forme d'un triangle à sommets arrondis. D'un côte, La plaque de filtration présente des canaux d'écoulement de la matière brute qui sont disposés radialement à partir de l'un des orifices d'écoulement jusqu'à l'axe le plus court, puis se rassemblent radialement vers le second orifice d'écoulement, lesdits canaux d'écoulement se séparent et se rassemblent d'un point constituant le sommet d'un angle formé par les bras constituant le prolongement des bords extrêmes des canaux extrêmes.Au fur et à mesure de l'élargissement de chaque canal vers l'axe court du losange,la profondeur du canal décroît de manière que La résistance d'écoulement sur toute la longueur ait une valeur sensiblement stable, en outre au fur et à mesure de
L'écartement des canaux par rapport au grand axe du losange s'accroît L'angle d'ouverture du bord des canaux.The essence of L'invefltion is the construction of the filtration plate, which has the shape of a Rhombus with rounded tops. In the vicinity of the vertices rounded at acute angles, there are provided flow orifices having the shape of a triangle with rounded vertices. On one side, the filtration plate has raw material flow channels which are arranged radially from one of the flow orifices to the shortest axis, then collect radially towards the second flow orifice, said flow channels separate and come together from a point constituting the apex of an angle formed by the arms constituting the extension of the end edges of the end channels. As the widening from each channel towards the short axis of the rhombus, the depth of the channel decreases so that the flow resistance over the entire length has a substantially stable value, further as
The spacing of the channels relative to the long axis of the rhombus increases The opening angle of the edge of the channels.
De l'autre côté de la plaque de filtration, on a prévu Ides canaux de drainage à travers lesquels le filtrat, après avoir passé par la membrane, s'écoule vers un canal coLlecteur et sort à l'extérieur. On the other side of the filtration plate, provision is made for drainage channels through which the filtrate, after passing through the membrane, flows to a collecting channel and leaves outside.
L'appareil d'ultrafiltration, selon l'invention, permet d'obtenir des valeurs de résistance d'écoulement de la matière brute sensiblement égales dans tous les canaux et sur toute la longueur de chaque canal d'écoulement, grâce à quoi on obtient un écoulement homogène de la matière brute ainsi qu'un rendement optimal de filtrat de la surface active de la membrane avec un moindre besoin en énergie pour conduire le processus. The ultrafiltration apparatus according to the invention makes it possible to obtain roughly equal flow resistance values of the raw material in all the channels and over the entire length of each flow channel, thanks to which a homogeneous flow of the raw material as well as an optimal yield of filtrate from the active surface of the membrane with a lower energy requirement to drive the process.
L'objet de L'invention est illustré à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés, où
la figure 1 représente une coupe verticale de l'appareil d'ultrafiltration ;
la figure 2 une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1.The object of the invention is illustrated by way of nonlimiting example in the accompanying drawings, where
Figure 1 shows a vertical section of the ultrafiltration apparatus;
Figure 2 a section along line AA of Figure 1.
L'appareil d'ultrafiltration comporte essentiellement un jeu de plaques de filtration 1 entre lesquelles sont insérées des membranes 2 rendues étanches par un rebord 3 de La plaque de filtration. L'ensemble du jeu de plaques de filtration est Logé entre une plaque de butée 4 et une plaque de pression 5 par serrage d'une ou plusieurs vis de pression 6 Chaque plaque de filtration 1 présente la forme d'un losange à sommets arrondis. Au voisinage des sommets arrondis à angles aigus, on a prévu des orifices d'écoulement 7 et 8 pour alimenter en matière première l'ensemble au moyen d'une pompe 9 et une conduite 10. Ces orifices d'écoulement présentent une forme triangulaire à sommets arrondis.Sur l'un des côtés de la plaque de filtration 1, on a aménagé des canaux d'écoulement 11 qui sont répartis radialement depuis l'un des orifices d'écoulement 7 vers l'axe court du Losange et se rassemblent de même radialement auprès d'un second orifice d'écoulement 8. Les canaux d'écoulement se séparent et se rassemblent enun point qui est le sommet d'un angle formé par les bras constitués par Le prolongement des bords extrêmes des canaux extrêmes. Au fur et à mesure que les canaux 11 d'écoulement s'élargissent, leur profondeur décroît de manière que la résistance d'écoulement à travers un canal 11 soit constante sur toute la longueur. De l'autre côté de la plaque de filtration 1 on a aménagé des canaux de drainage 12, au moyen desquels le filtrat après la traversée de la membrane 3 s'écoule vers l'extérieur par une conduite collecteur 13 vers le réservoir 14. The ultrafiltration device essentially comprises a set of filtration plates 1 between which are inserted membranes 2 sealed by a flange 3 of the filtration plate. The entire set of filtration plates is housed between a stop plate 4 and a pressure plate 5 by tightening one or more pressure screws 6 Each filtration plate 1 has the shape of a diamond with rounded tops. In the vicinity of the vertices rounded at acute angles, flow orifices 7 and 8 are provided for supplying raw material to the assembly by means of a pump 9 and a pipe 10. These flow orifices have a triangular shape with rounded vertices. On one side of the filtration plate 1, flow channels 11 have been arranged which are distributed radially from one of the flow orifices 7 towards the short axis of the Rhombus and come together even radially near a second flow orifice 8. The flow channels separate and come together at a point which is the apex of an angle formed by the arms formed by the extension of the extreme edges of the extreme channels. As the flow channels 11 widen, their depth decreases so that the flow resistance through a channel 11 is constant over the entire length. On the other side of the filtration plate 1, drainage channels 12 have been arranged, by means of which the filtrate after passing through the membrane 3 flows outwards through a collecting pipe 13 to the tank 14.