RU2461409C2 - Method of producing polymer fine filtration element for food products, mainly, milk - Google Patents

Method of producing polymer fine filtration element for food products, mainly, milk Download PDF

Info

Publication number
RU2461409C2
RU2461409C2 RU2010152274/05A RU2010152274A RU2461409C2 RU 2461409 C2 RU2461409 C2 RU 2461409C2 RU 2010152274/05 A RU2010152274/05 A RU 2010152274/05A RU 2010152274 A RU2010152274 A RU 2010152274A RU 2461409 C2 RU2461409 C2 RU 2461409C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
milk
filter element
fibers
spraying air
mainly
Prior art date
Application number
RU2010152274/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010152274A (en
Inventor
Николай Егорович Савицкий (BY)
Николай Егорович Савицкий
Александр Викторович Латышев (BY)
Александр Викторович Латышев
Александр Геннадьевич Кравцов (BY)
Александр Геннадьевич Кравцов
Константин Владимирович Овчинников (BY)
Константин Владимирович Овчинников
Сергей Валентинович Зотов (BY)
Сергей Валентинович Зотов
Михаил Васильевич Барановский (BY)
Михаил Васильевич Барановский
Original Assignee
Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" filed Critical Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси"
Publication of RU2010152274A publication Critical patent/RU2010152274A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2461409C2 publication Critical patent/RU2461409C2/en

Links

Landscapes

  • Filtering Materials (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to production of materials and articles used as filters for cleaning alimentary fluids. Proposed method pneumatic extrusion of fibrous nonwoven material with gradient of structural characteristics from polypropylene melt. In extrusion, parameters of this process are varied: extruder screw rpm - from 30 to 10 min-1, spraying air temperature - from 60 to 140°C, spraying air pressure - from 10 to 40 kPa. Method allows making cylinder-shape filtration element to make fiber diameter reducing from 100 to 10 mcm and density of fibers packing increasing.
EFFECT: preset gradient of structural element.
2 tbl

Description

Изобретение относится к области производства материалов и изделий, используемых в качестве фильтров, с помощью которых производится очистка от загрязнений пищевых жидкостей, преимущественно молока.The invention relates to the field of production of materials and products used as filters, with the help of which the cleaning of contaminants of food liquids, mainly milk.

Очистка жидкостей - используемый во многих отраслях индустрии технологический процесс, реализации которого посвящена обширная научно-техническая литература. Основная цель состоит в отделении жидкой фазы от присутствующих в ней загрязнений различной природы. В условиях крупных промышленных предприятий большинство технических средств - фильтров - рассчитано на задержку (захват) дисперсных загрязнений (примесей), не образующих с жидкой фазой гомогенную среду [1]. К жидкостям, применяемым в пищевой промышленности, предъявляются особо жесткие требования относительно содержания таких примесей. Эффективность очистки напрямую зависит от физической структуры и комплекса адсорбционных свойств фильтроэлемента - рабочего компонента фильтрующего устройства, непосредственно контактирующего с очищаемой средой. Это обусловливает повышенное внимание к выбору материала и технологий получения фильтроэлементов.Liquid purification is a technological process used in many industries, and extensive scientific and technical literature is devoted to its implementation. The main goal is to separate the liquid phase from the various contaminants present in it. In the conditions of large industrial enterprises, most of the technical means - filters - are designed to delay (capture) dispersed contaminants (impurities) that do not form a homogeneous medium with the liquid phase [1]. The liquids used in the food industry are subject to particularly stringent requirements regarding the content of such impurities. The cleaning efficiency directly depends on the physical structure and the complex of adsorption properties of the filter element - the working component of the filter device that is in direct contact with the medium being cleaned. This leads to increased attention to the choice of material and technologies for obtaining filter elements.

Для таких объектов, как питьевая вода, цельное молоко, пиво, винопродукты, купажные вина и крепкие алкогольные напитки, наиболее часто применяемыми средствами очистки являются насыпные материалы (активированный уголь, гранулы кварцевого песка, оксидов алюминия, титана, циркония или их сплавов с открытой пористостью), бумажные или картонные фильтры, а также текстильные материалы (полиэфирные и полипропиленовые ткани, хлопчатобумажная марля, фланель, «вафельная» ткань и вата). Однако эти материалы не обеспечивают удаление малоразмерных примесей. Кроме того, у них ограничен срок службы, обусловленный необходимостью периодической замены (обычно после 150-250 циклов фильтрования). В отношении молока проблема усугубляется вероятностью присутствия в продукте бактериальных загрязнений как следствия маститов и причины, вызывающей ускоренное закисание, в связи с чем предпринимаются разработки специфических фильтров для молока, нередко сложных в конструкционном исполнении. Так, тонкую очистку при первичной обработке молока предлагается осуществлять с помощью одно- или двухступенчатого фильтроэлемента [2, 3], фильтрующая поверхность которого выполнена в виде пружины из нержавеющей проволоки треугольного сечения с фильтрующим зазором между витками пружины и навита на каркас. Данные технические решения, предусматривая сочетание нескольких промышленных технологий получения фильтроэлемента, остаются неприменимыми их для удаления из цельного молока продуктов маститов. Тканые и нетканые материалы в большинстве технологических процессов обнаруживают неудовлетворительную формоустойчивость, малую предсказуемость эксплуатационных свойств, малую эффективность по отношению к бактериальным загрязнениям и быструю «забиваемость» механическими примесями, что может нарушить их герметичность и вынуждает часто производить замену фильтра.For such objects as drinking water, whole milk, beer, wine products, blending wines and strong alcoholic drinks, the most commonly used cleaning agents are bulk materials (activated carbon, quartz sand granules, aluminum oxides, titanium, zirconium or their alloys with open porosity ), paper or cardboard filters, as well as textile materials (polyester and polypropylene fabrics, cotton gauze, flannel, waffle fabric and cotton wool). However, these materials do not remove small impurities. In addition, they have a limited service life due to the need for periodic replacement (usually after 150-250 filtering cycles). With regard to milk, the problem is exacerbated by the probability of the presence of bacterial contaminants in the product as a result of mastitis and the cause of accelerated acidification, in connection with which the development of specific filters for milk, often complex in design, is undertaken. Thus, it is proposed to perform fine cleaning during primary milk processing using a one- or two-stage filter element [2, 3], the filtering surface of which is made in the form of a spring from a triangular cross-section stainless steel wire with a filtering gap between the coil spring and the coil on the frame. These technical solutions, providing for a combination of several industrial technologies for obtaining a filter element, remain inapplicable to remove mastitis products from whole milk. Woven and non-woven materials in most technological processes exhibit unsatisfactory form stability, low predictability of operational properties, low efficiency against bacterial contaminants, and fast “clogging” with mechanical impurities, which can disrupt their tightness and often force the filter to be replaced.

Одним из вероятных решений проблемы является использование полимерных пористых фильтров, получение которых обеспечивает целевая адаптация ряда технологических методов переработки полимеров. Перспективным является поиск технологичного и малоэнергоемкого способа изготовления пористого фильтра, структурная организация которого была бы адаптирована к очистке пищевых жидкостей от загрязнений различной природы, в том числе бактериальных. Одним из путей достижения такого результата является формирование фильтрующей среды, параметры которой не являются однородными по всему объему фильтроэлемента. Так, устройство фильтрации пищевых жидкостей, преимущественно молока [4], содержит фильтрующий элемент, который выполнен в виде трубчатого патрона из пищевого полимерного материала, например пищевого полипропилена, с уменьшающимися в радиальном направлении от периферии к центру размерами пор, причем поры образуют радиальные диффузорные каналы. Достоинство технического решения - применение принципа градиента структурных характеристик с целью обеспечения фильтрования от широкого спектра примесей. Недостатки данного решения - отсутствие указаний на технологические аспекты формирования трубчатого патрона из пищевого полипропилена и неоптимальная структурная организация фильтроэлемента, что, как видно из описания изобретения, обусловливает малую вероятность получения после фильтрования молока наивысшей категории сортности - «Экстра».One of the probable solutions to the problem is the use of polymeric porous filters, the receipt of which provides targeted adaptation of a number of technological methods for processing polymers. Promising is the search for a technological and low-energy method for manufacturing a porous filter, the structural organization of which would be adapted to the purification of food liquids from contaminants of various nature, including bacterial ones. One of the ways to achieve this result is the formation of a filter medium, the parameters of which are not uniform throughout the volume of the filter element. Thus, a device for filtering food liquids, mainly milk [4], contains a filter element that is made in the form of a tubular cartridge made of food-grade polymer material, for example food-grade polypropylene, with pore sizes decreasing radially from the periphery to the center, and the pores form radial diffuser channels . The advantage of a technical solution is the application of the principle of a gradient of structural characteristics in order to ensure filtering from a wide range of impurities. The disadvantages of this solution are the lack of guidance on the technological aspects of the formation of a tubular cartridge from food-grade polypropylene and the non-optimal structural organization of the filter element, which, as can be seen from the description of the invention, makes it unlikely that “Extra” grade milk will be obtained after filtration.

Возможность применения волокнисто-пористых материалов для фильтрования пищевых жидкостей показана на примере полезной модели [5], где достигаемый технический результат основан на возможности подбора необходимой пористости и плотности упаковки волокон фильтроэлемента, удерживающего форму и сохраняющего прочностные и фильтрационные характеристики.The possibility of using fibrous-porous materials for filtering food liquids is shown by the example of a utility model [5], where the achieved technical result is based on the possibility of selecting the necessary porosity and packing density of the filter element fibers, which retains its shape and retains strength and filtration characteristics.

Прототипом изобретения является техническое решение [6], согласно которому фильтрующий элемент для очистки жидкостей выполнен в виде полого цилиндра, стенки которого образованы волокнами термопластичного полимера, скрепленными в местах их контакта. При этом способ изготовления цилиндрического фильтроэлемента обеспечивает применение принципа градиента структурных характеристик: диаметр волокон уменьшается, а плотность их упаковки увеличивается по ходу протекания очищаемой жидкости. В фильтроэлементе содержится до 20% каркасных волокон, имеющих диаметр, по меньшей мере, в 2,0-2,5 раза превышающий средний диаметр остальных волокон, и до 50% волокон, имеющих волнистую извитость с частотой извитости 3-20 см-1 и степенью извитости 30-80%.A prototype of the invention is a technical solution [6], according to which the filter element for cleaning liquids is made in the form of a hollow cylinder, the walls of which are formed by thermoplastic polymer fibers bonded at their contact points. Moreover, the method of manufacturing a cylindrical filter element provides the application of the principle of a gradient of structural characteristics: the diameter of the fibers decreases, and their packing density increases along the course of the cleaned liquid. The filter element contains up to 20% of frame fibers having a diameter of at least 2.0-2.5 times the average diameter of the remaining fibers, and up to 50% of fibers having a wavy crimp with a crimp frequency of 3-20 cm -1 and degree of crimp 30-80%.

В данном техническом решении фактически патентуется цилиндрический фильтроэлемент, построенный из обладающего переменными структурными характеристиками волокнисто-пористого материала. Наличие до 20% каркасных волокон с большим диаметром обеспечивает прочность и жесткость фильтроэлемента, 50% волокон с волнистой извитостью - увеличение числа спаек между волокнами. Технология получения фильтроэлемента-прототипа основана на методе пневмоэкструзии волокон из расплава полиолефина (полиэтилен, полипропилен), широко применяемой для производства фильтров различного назначения [1, 7]. Исходный полиолефин в виде гранул загружается в экструдер и переводится в вязкотекучее состояние, после чего транспортируется через обогреваемые зоны (не менее 3-х) к формующей головке. На выходе из головки расплав подхватывается подаваемой струей воздуха, а вытягиваемые при этом волокна направляются на формообразующую подложку в виде цилиндра, которому придано вращательное движение и возвратно-поступательное перемещение. Волокна затвердевают и скрепляются между собой на поверхности подложки, образуя волокнисто-пористое изделие в виде полотна или цилиндра. В источнике [6] утверждается, что фильтр захватывает частицы размером 20 мм с эффективностью 99,99%, а достижение требуемой структуры связано с варьированием технологических параметров пневмоэкструзии. Это согласуется с данными [1, 7], где в качестве базовых параметров указаны температура в зонах экструдера, на формующей головке и на подложке, расстояние между головкой и формообразующей подложкой, частота вращения шнека экструдера и давление распыляющего воздуха.In this technical solution, a cylindrical filter element, constructed from a fibrous-porous material having variable structural characteristics, is actually patented. The presence of up to 20% of frame fibers with a large diameter ensures the strength and rigidity of the filter element, 50% of the fibers with wavy crimp - an increase in the number of adhesions between the fibers. The technology for producing the prototype filter element is based on the method of pneumoextrusion of fibers from a polyolefin melt (polyethylene, polypropylene), which is widely used for the production of filters for various purposes [1, 7]. The initial polyolefin in the form of granules is loaded into the extruder and transferred to a viscous flow state, after which it is transported through heated zones (at least 3) to the forming head. At the exit from the head, the melt is picked up by the supplied air stream, and the fibers elongated in this case are sent to the forming substrate in the form of a cylinder, which is given rotational motion and reciprocating movement. Fibers harden and are bonded together on the surface of the substrate, forming a fibrous-porous product in the form of a web or cylinder. The source [6] states that the filter captures particles of 20 mm in size with an efficiency of 99.99%, and the achievement of the required structure is associated with a variation in the technological parameters of pneumatic extrusion. This is consistent with the data [1, 7], where the basic parameters are the temperature in the zones of the extruder, on the forming head and on the substrate, the distance between the head and the forming substrate, the rotational speed of the screw of the extruder and the pressure of the spraying air.

Основной недостаток прототипа - декларативность описания изобретения как в части технологии, так и по набору структурных характеристик фильтроэлемента:The main disadvantage of the prototype is the declarative nature of the description of the invention both in terms of technology and the set of structural characteristics of the filter element:

- неизвестен диапазон абсолютных численных значений параметров волокон, например диаметра волокон и плотности их укладки (упаковки), хотя эти характеристики являются определяющими с точки зрения достижения требуемой эффективности фильтрования жидкостей от частиц микронного размера;- the range of the absolute numerical values of the parameters of the fibers, for example, the diameter of the fibers and their packing density (packaging), is unknown, although these characteristics are decisive in terms of achieving the required efficiency of filtering liquids from micron-sized particles;

- неизвестно, каким именно образом достигаются градиент структурных характеристик изделия и распределение в объеме одного фильтроэлемента волокон с определенной частотой и степенью извитости, в том числе отсутствуют варианты сочетания технологических параметров процесса получения такого фильтроэлемента.- it is not known how the gradient of the structural characteristics of the product and the distribution in the volume of one filter element of fibers with a certain frequency and degree of crimp are achieved, including the lack of options for combining the technological parameters of the process of obtaining such a filter element.

В совокупности эти недостатки прототипа исключают корректное практическое воспроизведение технического решения, а также не позволяют рекомендовать фильтроэлемент [6] для фильтрования пищевых жидкостей от загрязнений разной природы, в том числе бактериальных.Together, these prototype disadvantages exclude the correct practical reproduction of a technical solution, and also do not allow us to recommend a filter element [6] for filtering food liquids from contaminants of different nature, including bacterial.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - предложить способ получения полимерного волокнисто-пористого фильтроэлемента, который благодаря комплексу структурных характеристик будет пригодным для высокоэффективной очистки пищевых жидкостей, преимущественно молока.The problem to which the invention is directed is to propose a method for producing a polymer fiber-porous filter element, which, due to a set of structural characteristics, will be suitable for highly efficient cleaning of food liquids, mainly milk.

Достижение указанных результатов обеспечивается тем, что для получения имеющего градиент структурных характеристик волокнисто-пористого фильтроэлемента тонкой очистки пищевых жидкостей, преимущественно молока, предлагается способ, включающий пневмоэкструзионное формирование волокон из расплава полипропилена, который отличается тем, что предполагает изменение всей совокупности параметров технологического процесса пневмоэкструзии - частоты вращения шнека экструдера в диапазоне 30-10 мин-1, температуры распыляющего воздуха в диапазоне 60-140°С, давления распыляющего воздуха в диапазоне 10-40 кПа - по мере получения цилиндрической заготовки. Варианты технологических режимов приведены в таблице 1.Achieving these results is ensured by the fact that in order to obtain a fine-grained fibrous-porous filter element for fine purification of food liquids, mainly milk, a method is proposed that includes pneumatic extrusion formation of fibers from a polypropylene melt, which is characterized in that it involves changing the entire set of parameters of the pneumatic extrusion process - extruder screw rotational speed in the range of 30-10 min -1 , atomizing air temperature in the range it is 60-140 ° C, spraying air pressure in the range of 10-40 kPa - as you obtain a cylindrical workpiece. Variants of technological modes are given in table 1.

Таблица 1Table 1 Варианты сочетания параметров технологического процесса получения фильтроэлементаOptions for combining the parameters of the process of obtaining a filter element №п/пNo. Частота вращения шнека экструдера, мин-1 The frequency of rotation of the screw extruder, min -1 Температура распыляющего воздуха,°СAtomizing air temperature, ° С Давление распыляющего воздуха, кПаAtomizing air pressure, kPa Преобладающее значение диаметра волокон фильтроэлемента, мкмThe predominant value of the diameter of the fibers of the filter element, microns Преобладающее значение плотности упаковки волокон фильтроэлементаThe predominant value of the packing density of the filter element fibers 1one 1010 140140 4040 1010 0,450.45 22 15fifteen 120120 30thirty 3535 0,370.37 33 20twenty 100one hundred 2525 6060 0,260.26 4four 2525 8080 20twenty 8080 0,170.17 55 30thirty 6060 1010 100one hundred 0,120.12

Приведем пример реализации изобретения. Изменение параметров процесса производят, например, следующим образом:Here is an example implementation of the invention. Changing process parameters is performed, for example, as follows:

1) мимо фильеры экструдера, из которой истекает газополимерный поток, 1-3 раза (в зависимости от производительности экструдера) проходит вращающаяся цилиндрическая подложка, на которой формируют первоначальный (ближайший к подложке, внутренний) слой волокнисто-пористого материала, при этом технологические режимы устанавливаются согласно поз.1 табл.1;1) a rotating cylindrical substrate passes 1-3 times (depending on the extruder productivity) past the extruder die from which the gas-polymer stream flows, on which the initial (closest to the substrate, inner) layer of fibrous-porous material is formed, and technological conditions are established according to item 1 of table 1;

2) для следующих 1-3 проходов подложки устанавливают технологические режимы согласно поз.2 табл.1;2) for the next 1-3 passes of the substrate, technological modes are set in accordance with item 2 of Table 1;

3) для следующих 1-3 проходов подложки устанавливают технологические режимы согласно поз.3 табл.1;3) for the next 1-3 passes of the substrate, technological modes are set according to item 3 of table 1;

4) для следующих 1-3 проходов подложки устанавливают технологические режимы согласно поз.4 табл.1;4) for the next 1-3 passes of the substrate, technological modes are set according to item 4 of table 1;

5) для следующих 1-3 проходов подложки устанавливают технологические режимы согласно поз.5 табл.1.5) for the next 1-3 passes of the substrate, technological modes are set in accordance with item 5 of Table 1.

В итоге формируется цилиндр, в котором волокна образуют цельный фильтроэлемент за счет того, что сформированы и осаждены на подложку при высоких температурах, обусловливающих возникновение прочных когезионных соединений волокон между собой.As a result, a cylinder is formed in which the fibers form an integral filter element due to the fact that they are formed and deposited on the substrate at high temperatures, which cause the emergence of strong cohesive bonds between the fibers.

Сущность изобретения состоит в оптимизации технологического процесса пневмоэкструзии. Технология пневмоэкструзионного формования волокон из расплавов полимеров предоставляет широкие возможности для целевой адаптации технологических режимов [1, 7]. Поэтому постепенное, по мере формования волокнисто-пористого изделия, изменение параметров процесса в выбранных пределах позволяет получить требуемый градиент структурных характеристик фильтроэлемента. Заявляемый способ позволяет сформировать фильтроэлемент в виде полого цилиндра, в котором по ходу протекания очищаемой жидкости диаметр волокон уменьшается, а плотность их упаковки увеличивается. В фильтроэлементе имеются области (последовательно расположенные, прочно скрепленные между собой, не имеющие выраженных границ слои) с некоторым преобладающим значением плотности упаковки, которые при фильтровании жидкостей выполняют функцию по захвату частиц загрязнений определенных размеров. Фильтроэлемент в целом выполняет комплекс этих функций, реализуя последовательную очистку жидкостей от крупных, средних и мелких частиц загрязнений до размеров последних 10-15 мкм, а также (в слоях с наибольшей плотностью упаковки) от ряда бактериальных загрязнений.The invention consists in optimizing the pneumatic extrusion process. The technology of pneumatic extrusion molding of fibers from polymer melts provides ample opportunities for targeted adaptation of technological modes [1, 7]. Therefore, a gradual, as the fibrous-porous product is formed, a change in the process parameters within the selected limits allows to obtain the desired gradient of the structural characteristics of the filter element. The inventive method allows to form a filter element in the form of a hollow cylinder, in which the diameter of the fibers decreases along with the flow of the liquid being cleaned, and their packing density increases. In the filter element there are areas (sequentially located, firmly bonded to each other, without distinct boundaries) with a certain prevailing packing density, which, when filtering liquids, perform the function of trapping particles of contaminants of certain sizes. The filter element as a whole performs a complex of these functions, realizing sequential cleaning of liquids from large, medium and small particles of contaminants to the size of the last 10-15 microns, and also (in layers with the highest packing density) from a number of bacterial contaminants.

Исследование фильтрационной способности фильтроэлемента, полученного в соответствии с заявляемым способом, по отношению к загрязнениям свежего цельного молока проводили путем сопоставления с показателями аналогов. Фильтроэлемент был установлен на напорной линии насоса молочного контура и работал в процессе доения в периодическом режиме. Молоко от доильных аппаратов поступало в сборный бак до уровня, соответствующего объему, равному 30 л, после чего включали насос, который в течение нескольких минут с расходом 6 м3/ч осуществлял перекачку молока сквозь фильтр. В процессе доения в течение 2 ч через фильтр было прокачано около 1 м3 молока. Производили периодический отбор проб молока до и после фильтрования с анализом содержания механических, бактериологических загрязнений и тонкости фильтрования (средний размер захваченных частиц).The study of the filtering ability of the filter element obtained in accordance with the claimed method, in relation to the contamination of fresh whole milk was carried out by comparison with the performance of analogues. The filter element was installed on the pressure line of the milk circuit pump and worked periodically during milking. Milk from milking machines entered the collection tank to a level corresponding to a volume of 30 l, after which the pump was turned on, which for several minutes with a flow rate of 6 m 3 / h pumped milk through the filter. During milking for about 2 hours about 1 m 3 of milk was pumped through the filter. Periodic sampling of milk was performed before and after filtration with analysis of the content of mechanical, bacteriological contaminants and the fineness of filtration (average size of captured particles).

Фильтроэлемент по изобретению-прототипу получали методом пневмоэкструзии путем варьирования параметров технологического процесса, добиваясь:The filter element according to the invention of the prototype was obtained by pneumatic extrusion by varying the parameters of the process, achieving:

- содержания в объеме фильтроэлемента 20% каркасных волокон с диаметром 100 мкм и 80% волокон с диаметром в диапазоне 30-50 мкм;- the content in the volume of the filter element of 20% frame fibers with a diameter of 100 microns and 80% of fibers with a diameter in the range of 30-50 microns;

- содержания в объеме фильтроэлемента не менее 50% высокоизвитых волокон с частотой извитости не менее 20 см-1 и степенью извитости не менее 50%;- the content in the volume of the filter element is not less than 50% highly curved fibers with a crimp frequency of at least 20 cm -1 and a degree of crimp of at least 50%;

- уменьшения диаметра волокон и увеличения плотности их упаковки по ходу протекания очищаемого молока.- reducing the diameter of the fibers and increasing the density of their packaging in the course of the flow of purified milk.

Результаты исследований представлены в таблице 2. Заявляемый способ позволяет получить фильтроэлемент, который реализует комплексную очистку молока от широкого спектра загрязнений, в том числе бактериальных, и обеспечивает не менее чем 90%-ную вероятность получения фильтрованного молока, соответствующего I группе по чистоте и показателям качества «Высший сорт» или «Экстра» действующего государственного стандарта СТБ 15.98-2006 «Молоко коровье. Требование при закупках».The research results are presented in table 2. The inventive method allows to obtain a filter element that implements a comprehensive cleaning of milk from a wide range of contaminants, including bacterial, and provides at least 90% probability of obtaining filtered milk corresponding to group I in terms of purity and quality indicators "Premium" or "Extra" of the current state standard STB 15.98-2006 "Cow's milk. Purchase Requirement. ”

Таблица 2table 2 Сравнительная эффективность фильтроэлементов при очистке молокаComparative efficiency of filter elements in milk cleaning ПоказательIndicator Молоко
до фильтрования
Milk
before filtering
ВариантыOptions
Рукавный фильтр Strangko Grupp AS, ДанияBag filter Strangko Grupp AS, Denmark ПрототипPrototype Фильтроэлемент, полученный заявляемым способомThe filter element obtained by the claimed method Группа чистотыCleanliness group II-IIIII-III II II II Тонкость фильтрования, мкмFilter fineness, microns -- 9090 2525 10-1510-15 Среднее количество мезофильных анаэробных и факультативно анаэробных мезофильных микроорганизмов, тыс./см3 The average number of mesophilic anaerobic and facultative anaerobic mesophilic microorganisms, thousand / cm 3 -- 136136 155155 не более 100no more than 100 Вероятность получения молока высшего сорта или сорта «Экстра», %The probability of obtaining milk of the highest grade or Extra,% -- 8888 7070 не менее 90not less than 90 Изменения в жирности и белковом составе молока, его кислотности и плотностиChanges in the fat content and protein composition of milk, its acidity and density -- нетno нетno нетno

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, решена, поскольку заявляемый способ превосходит способ, примененный в изобретении-прототипе, по следующим критериям:The problem to which the invention is directed is solved, since the claimed method is superior to the method used in the prototype invention, according to the following criteria:

- определены наиболее важные параметры процесса формирования волокон из расплавов полимеров и диапазоны, в которых целесообразно проводить их регулирование;- the most important parameters of the process of forming fibers from polymer melts and the ranges in which it is advisable to regulate them have been identified;

- определены структурные параметры волокнисто-пористого изделия, адекватные назначению фильтроэлемента и требованиям к тонкости фильтрования;- the structural parameters of the fibrous-porous product are determined that are adequate for the purpose of the filter element and the requirements for filter fineness;

- в полученном фильтроэлементе достигнуты более высокие показатели эффективности и тонкости фильтрования.- in the obtained filter element, higher efficiency and fineness of filtering are achieved.

Изобретение может найти применение в практике предприятий, осваивающих технологии переработки полимеров и специализирующихся на выпуске полимерной продукции, в том числе средств фильтрования пищевых жидкостей.The invention may find application in the practice of enterprises mastering polymer processing technologies and specializing in the production of polymer products, including means for filtering food liquids.

Источники информацииInformation sources

1. Кравцов А.Г. Электрические и магнитные поля в полимерных волокнистых фильтроматериалах для тонкой очистки многофазных сред: автореф.… дис. д-ра техн. наук: 01.04.07 / А.Г.Кравцов; ИММС. - Гомель, 2007. - 44 с.1. Kravtsov A.G. Electric and magnetic fields in polymer fibrous filter materials for fine purification of multiphase media: abstract ... dis. Dr. tech. Sciences: 01.04.07 / A.G. Kravtsov; IMMS. - Gomel, 2007 .-- 44 p.

2. Российская Федерация, патент №2229794, A01J 9/02, A01J 11/06, B01D 27/06, B01D 29/48 (2004).2. Russian Federation patent No. 2229794, A01J 9/02, A01J 11/06, B01D 27/06, B01D 29/48 (2004).

3. Российская Федерация, патент №2229795, A01J 9/02, A01J 11/06, B01D 27/06, B01D 29/48 (2004).3. Russian Federation patent No. 2229795, A01J 9/02, A01J 11/06, B01D 27/06, B01D 29/48 (2004).

4. Российская Федерация, патент №2317841, B01D 27/08, A01J 11/06 (2008).4. Russian Federation patent No. 2317841, B01D 27/08, A01J 11/06 (2008).

5. Российская Федерация, патент на полезную модель №88575, B01D 27/06 (2009).5. Russian Federation, utility model patent No. 88575, B01D 27/06 (2009).

6. Республика Беларусь, патент №5807, B01D 27/06, B01D 39/16 (2003) - прототип.6. The Republic of Belarus, patent No. 587, B01D 27/06, B01D 39/16 (2003) - prototype.

7. Полимерные волокнистые melt-blown материалы / Гольдаде В.А. и др.; под науч. ред. Л.С.Пинчука. - Гомель: ИММС НАНБ, 2000. - 260 с.7. Polymer fibrous melt-blown materials / Goldade V.A. and etc.; under the scientific. ed. L.S. Pinchuk. - Gomel: IMMS NASB, 2000 .-- 260 p.

Claims (1)

Способ получения полимерного фильтроэлемента тонкой очистки пищевых жидкостей, преимущественно молока, включающий пневмоэкструзионное формирование из расплава полипропилена волокнисто-пористого нетканого материала, имеющего градиент структурных характеристик, отличающийся тем, что в процессе формования материала производят снижение частоты вращения шнека экструдера с 30 до 10 мин-1, повышение температуры распыляющего воздуха от 60 до 140°С, повышение давления распыляющего воздуха от 10 до 40 кПа, обеспечивая в процессе формования материала уменьшение диаметра сформованных волокон от 100 до 10 мкм при одновременном увеличении плотности упаковки волокон от 0,12 до 0,45. A method of producing a polymer filter element for fine purification of food liquids, mainly milk, including pneumatic extrusion formation of a fibrous-porous non-woven material from a polypropylene melt having a gradient of structural characteristics, characterized in that during the molding of the material, the rotational speed of the extruder screw is reduced from 30 to 10 min -1 , increasing the temperature of the spraying air from 60 to 140 ° C, increasing the pressure of the spraying air from 10 to 40 kPa, providing during molding the mother Ala reduction in the diameter of the formed fibers from 100 to 10 μm while increasing the packing density of the fibers from 0.12 to 0.45.
RU2010152274/05A 2010-04-20 2010-12-20 Method of producing polymer fine filtration element for food products, mainly, milk RU2461409C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BY20100588 2010-04-20
BYBY20100588 2010-04-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010152274A RU2010152274A (en) 2012-06-27
RU2461409C2 true RU2461409C2 (en) 2012-09-20

Family

ID=46681582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010152274/05A RU2461409C2 (en) 2010-04-20 2010-12-20 Method of producing polymer fine filtration element for food products, mainly, milk

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2461409C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639702C2 (en) * 2016-02-24 2017-12-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Тион Инжиниринг" Depth filter from nonwoven self-supported material

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010717C1 (en) * 1991-08-29 1994-04-15 Михаил Ярославович Алферов Method for manufacture of depth filter elements
RU2074768C1 (en) * 1992-12-10 1997-03-10 Институт физической химии РАН Sorbent for milk refining from radioactive cesium
US6171496B1 (en) * 1995-12-15 2001-01-09 Microban Products Company Antimicrobial filter cartridge
BY5807C1 (en) * 1999-06-23 2003-12-30
RU2317841C2 (en) * 2005-12-27 2008-02-27 Евгений Иванович ВЕРХОЛОМОВ Device for filtering food liquids, mainly milk
RU88575U1 (en) * 2009-07-15 2009-11-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Полимер" (Ооо "Полимер") FILTER ELEMENT FOR CLEANING LIQUIDS, PREVIOUSLY MILK

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010717C1 (en) * 1991-08-29 1994-04-15 Михаил Ярославович Алферов Method for manufacture of depth filter elements
RU2074768C1 (en) * 1992-12-10 1997-03-10 Институт физической химии РАН Sorbent for milk refining from radioactive cesium
US6171496B1 (en) * 1995-12-15 2001-01-09 Microban Products Company Antimicrobial filter cartridge
BY5807C1 (en) * 1999-06-23 2003-12-30
RU2317841C2 (en) * 2005-12-27 2008-02-27 Евгений Иванович ВЕРХОЛОМОВ Device for filtering food liquids, mainly milk
RU88575U1 (en) * 2009-07-15 2009-11-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Полимер" (Ооо "Полимер") FILTER ELEMENT FOR CLEANING LIQUIDS, PREVIOUSLY MILK

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639702C2 (en) * 2016-02-24 2017-12-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Тион Инжиниринг" Depth filter from nonwoven self-supported material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010152274A (en) 2012-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6818130B1 (en) Method and apparatus for multistage liquid filtration
KR101551298B1 (en) Nanofiber containing composite structures
US8308953B2 (en) Methods of dynamic filtration using centrifugal force and methods of making a dynamic filtration device
KR101513250B1 (en) Central baffle, pressurized hollow fiber membrane module having the same and cleaning method thereof
WO2013154777A1 (en) Systems and methods of membrane separation
WO2014192432A1 (en) Filter module and filter device
CA2976332A1 (en) Filter medium and filters made therefrom
RU2461409C2 (en) Method of producing polymer fine filtration element for food products, mainly, milk
US20190111368A1 (en) Utilization of Cannabis, Industrial Hemp or Cannabinoids as Filtration Medium
WO2014192433A1 (en) Filtration device and immersed filtration method using same
EA016858B1 (en) Filter for milk purification
US10040705B2 (en) Filtration element
RU88575U1 (en) FILTER ELEMENT FOR CLEANING LIQUIDS, PREVIOUSLY MILK
JP6359431B2 (en) Porous hollow fiber membrane, method for producing porous hollow fiber membrane, and water purification method
RU118874U1 (en) FILTER ELEMENT FOR THIN CLEANING OF RAW MILK
US20020030008A1 (en) Multi-component filter design
Amjad Filtration in Pharmaceutical Industries and Role of Textile
Chia et al. Filtration
KR100785815B1 (en) Tubular membrane module and system equipped reciprocated and rotated suction tubing for continuous cleaning
JP2021523830A (en) Tangential flow filtration system and method
TATARU et al. Studies on the application of hollow Fiber membranes in the field of ultrafiltration
KR101323426B1 (en) Non-woven fabric for Filter and preparation method thereof
Lev et al. Microfiltration nanofibrous membrane for wastewater treatment
KR101727374B1 (en) Cartridge filter for water purifier, Preparing method thereof and the nature filtering type water purifier containing the same
JPH0747238A (en) Hollow yarn membrane module and supporting method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121221