RU2707360C1 - Method of producing a filter element for cleaning liquid mixtures - Google Patents
Method of producing a filter element for cleaning liquid mixtures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2707360C1 RU2707360C1 RU2018138385A RU2018138385A RU2707360C1 RU 2707360 C1 RU2707360 C1 RU 2707360C1 RU 2018138385 A RU2018138385 A RU 2018138385A RU 2018138385 A RU2018138385 A RU 2018138385A RU 2707360 C1 RU2707360 C1 RU 2707360C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layers
- extruder
- diameter
- thread
- group
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 18
- 235000020185 raw untreated milk Nutrition 0.000 abstract description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 22
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 12
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 12
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 12
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 10
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 5
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 5
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 210000001082 somatic cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000000392 somatic effect Effects 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000002368 isothermal capactiance transient spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01J—MANUFACTURE OF DAIRY PRODUCTS
- A01J11/00—Apparatus for treating milk
- A01J11/06—Strainers or filters for milk
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/16—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
Abstract
Description
Изобретение относится к способам производства изделий, используемых в качестве фильтрующих элементов для очистки жидких смесей от примесей различной консистенции, в частности сырого молока от механических и бактериологических примесей и может найти применение в различных отраслях сельского хозяйства и промышленности.The invention relates to methods for manufacturing products used as filter elements for cleaning liquid mixtures of impurities of various consistencies, in particular raw milk from mechanical and bacteriological impurities, and can be used in various sectors of agriculture and industry.
Известен способ фильтрации жидких смесей, включающий ее последовательное пропускание через фильтровальную сетку и слой насыпного материала (патент №2 179 473, МПК B01D 24/10). Жидкая смесь перед сеткой ускоряется до образования пленки за счет дефлектора и подающего патрубка параболической поверхности. В зависимости от вида жидкой смеси, типа примеси и требуемой степени очистки подбирается скорость потока жидкой смеси, размер отверстий в сетке и размер зерен насыпного материала.A known method of filtering liquid mixtures, including its sequential transmission through a filter mesh and a layer of bulk material (patent No. 2 179 473, IPC B01D 24/10). The liquid mixture in front of the grid is accelerated to the formation of a film due to the deflector and the supply pipe of the parabolic surface. Depending on the type of liquid mixture, type of impurity and the required degree of purification, the flow rate of the liquid mixture, the size of the holes in the grid and the grain size of the bulk material are selected.
Это решение обладает следующими недостатками. Основной недостаток - это необходимость увеличения скорости потока жидкой смеси, что приведет к размыванию мягких структур примесей на поверхности сетке и уменьшит ресурс по грязеемкости насыпного материала и эффективность регенерации засыпки. Способ изготовления фильтрующего элемента в виде сетки и сочетания различных размеров зерен насыпного материала и их конфигураций, в виде неправильной формы сколотой поверхности, не может обеспечить задержку бактерий и соматических клеток сырого молока, так как их размеры значительно меньше, чем размеры зазоров между зерен насыпного материала. Кроме того, дается очень широкий угол сопряжения дефлектора с поверхностью фильтрующей сетки 45-135°, что вызовет трудности при подборе необходимой скорости подаваемой жидкой смеси.This solution has the following disadvantages. The main disadvantage is the need to increase the flow rate of the liquid mixture, which will lead to erosion of the soft structures of impurities on the surface of the grid and will reduce the resource in terms of dirt capacity of bulk material and the efficiency of backfill regeneration. A method of manufacturing a filter element in the form of a mesh and a combination of various grain sizes of bulk material and their configurations, in the form of an irregularly shaped surface, cannot delay bacteria and somatic cells of raw milk, since their size is much smaller than the size of the gaps between the grains of bulk material . In addition, a very wide contact angle of the deflector with the surface of the filter mesh 45-135 ° is given, which will cause difficulties in selecting the necessary speed of the supplied liquid mixture.
Другим известным решением является способ изготовления фильтрующего элемента из полимерного сырья (патент №2 429 897, МПК A01I 11/06, B01D 27/00). Фильтрующий элемент изготавливают на станке, состоящем из экструдера и каретки, следующим образом. В бункер-дозатор экструдера засыпают гранулы полимерного сырья, откуда при помощи шнека подаются в плавильные камеры и плавятся до вязкого состояния. С помощью шнека масса подается к головке экструдера и выходит из нее. Одновременно к головке экструдера подается под давлением разогретый, закручивающийся по спирали воздух, который формирует нить, и она наматывается на форму-оправку. Слои вводятся дискретно при изготовлении, что позволяет получать нити разной толщины в одном ряду. Кроме того, ячейки фильтрующего элемента уменьшаются от периферии к центру с дискретно меняющимися слоями.Another well-known solution is a method of manufacturing a filter element from polymeric raw materials (patent No. 2 429 897, IPC A01I 11/06, B01D 27/00). The filter element is made on a machine consisting of an extruder and a carriage, as follows. Granules of polymer raw materials are poured into the extruder bunker, from where they are fed into the melting chambers with the help of a screw and melted to a viscous state. Using the screw, the mass is fed to the extruder head and leaves it. At the same time, heated, spiral-wound air is supplied to the extruder head under pressure, which forms a thread, and it is wound on a mandrel. Layers are introduced discretely in the manufacture, which allows you to get threads of different thicknesses in the same row. In addition, the cells of the filter element decrease from the periphery to the center with discrete changing layers.
Недостатком способа является дискретное представление образования слоев фильтрующего элемента, при котором каркас элемента образуется из спаенных тонких нитей, а основание - из толстых нитей, которые задерживают мелкие частицы примеси жидкой смеси. Они должны концентрироваться за счет центробежных сил, создание которых не возможно в ограниченном объеме в массе мельчайших переплетенных нитей. Намотка нити происходит при вращательном движении цилиндрической оправки и возвратно-поступательном перемещении каретки с увеличивающимся диаметром образующего фильтрующего элемента. Он получается неоднородным по всему объему из-за разной толщины образуемой нити и, следовательно, образуемых разных площадей ячеек слоев, а конечная технологическая операция в виде прикатки спаивает наружный слой, позволяющий задерживать крупную фракцию примесей жидкой смеси. Данный способ не позволяет формировать фильтрующий элемент с необходимой пористостью и плотностью слоев фильтрующего элемента, что снижает эффективность очистки жидких смесей от примесей.The disadvantage of this method is the discrete representation of the formation of layers of the filter element, in which the frame of the element is formed from soldered thin filaments, and the base from thick filaments that trap small particles of impurities in the liquid mixture. They should be concentrated due to centrifugal forces, the creation of which is not possible in a limited volume in the mass of the smallest interwoven threads. The winding of the thread occurs during the rotational movement of the cylindrical mandrel and the reciprocating movement of the carriage with an increasing diameter of the forming filter element. It turns out to be heterogeneous throughout the entire volume due to the different thickness of the formed filament and, consequently, of different areas of the cell layers being formed, and the final technological operation in the form of a knurling solders the outer layer, which makes it possible to retain a large fraction of the impurities of the liquid mixture. This method does not allow to form a filter element with the necessary porosity and density of the layers of the filter element, which reduces the efficiency of cleaning liquid mixtures from impurities.
Прототипом изобретения является способ (патент №2504952, МПК A01I 11/06, А23С 7/04, В29С 47/00), согласно которому изготовление фильтрующего элемента для очистки жидких смесей включает закладку полимерного сырья в дозатор экструдера, расплавление его до текучего состояния и подачу в текучем состоянии к головке экструдера, подачу воздуха к головке экструдера, формирование по меньшей мере одной нити, намотку указанной нити с формированием трубчатой конструкции фильтрующего элемента с ровной внутренней поверхностью и групп каналов с уменьшающимся размером в радиальном направлении от периферии. Исходный материал сырья подается при изготовлении, по меньшей мере, в одну плавильную камеру, состоящую из группы ступеней, предпочтительно из двух ступеней. На первой ступени массу сырья расплавляют до вязко-текучего состояния, а на второй ступени - до пластичной однородной массы. Ее подают к головке экструдера и одновременно подают воздух.The prototype of the invention is a method (patent No. 2504952, IPC A01I 11/06, A23C 7/04, B29C 47/00), according to which the manufacture of a filter element for cleaning liquid mixtures includes filling polymer materials into the extruder dosing unit, melting it to a fluid state and feeding it in a fluid state to the extruder head, air supply to the extruder head, the formation of at least one thread, winding the specified thread with the formation of a tubular structure of the filter element with a flat inner surface and groups of channels with decreasing size rum radially from the periphery. The raw material feed is supplied in the manufacture of at least one melting chamber, consisting of a group of steps, preferably two steps. At the first stage, the mass of the raw material is melted to a viscous-fluid state, and at the second stage, to a homogeneous plastic mass. It is fed to the extruder head and simultaneously supplied with air.
Основной недостаток прототипа - это невозможность формирование нити определенного диаметра из расплавленного в экструдере полимерного сырья, для получения группы каналов состоящих из различного количества и площадей ячеек слоев трубчатой конструкции фильтрующего элемента, которые эффективно очищают жидкие смеси от посторонних примесей различных консистенций.The main disadvantage of the prototype is the impossibility of forming a thread of a certain diameter from the polymer raw material melted in the extruder to obtain a group of channels consisting of various numbers and cell areas of the layers of the tubular structure of the filter element, which effectively clean liquid mixtures from foreign impurities of various consistencies.
По данному способу получаем фильтрующий элемент, в котором невозможно технологически получить различные группы слоев с определенным фиксированным диаметром нити для задерживания примесей различных консистенций жидкой смеси, в связи с тем, что полимерная масса теряет текучесть и однородность в не нагреваемой головке экструдера, а так же вследствие подачи к ней не контролируемого по температуре воздуха и необходимого угла его подачи. Фильтрующий элемент формируется без выраженных границ слоев, а их плотность определяется только удаленностью от центра к периферии, что приводит к неоднородности образованной структуры группы каналов по всему объему фильтрующего элемента. В совокупности эти недостатки прототипа исключают возможность формирования в процессе изготовления различных по структуре независимых групп слоев и каналов фильтрующего элемента трубчатой конструкции из полимерного сырья, эффективно задерживающих примеси различных консистенций жидких смесей.According to this method, we obtain a filter element in which it is impossible to technologically obtain different groups of layers with a certain fixed diameter of the thread to trap impurities of different consistencies of the liquid mixture, due to the fact that the polymer mass loses fluidity and uniformity in the unheated extruder head, as well as due to supply to it is not controlled by air temperature and the required angle of its supply. The filter element is formed without pronounced boundaries of the layers, and their density is determined only by the distance from the center to the periphery, which leads to heterogeneity of the formed structure of the group of channels throughout the volume of the filter element. Together, these disadvantages of the prototype exclude the possibility of forming in the manufacturing process of independent in structure of independent groups of layers and channels of the filtering element of the tubular structure from polymeric raw materials, effectively retaining impurities of various consistencies of liquid mixtures.
Задача изобретения - обеспечить в процессе изготовления фильтрующего элемента трубчатой конструкции сохранение пластичности и однородности полимерного сырья и формирование различных независимых групп слоев с различным количеством ячеек и размерами их площадей, что повысит эффективность очистки жидкой смеси от примесей различных консистенций.The objective of the invention is to ensure during the manufacturing process of the filter element of the tubular structure the preservation of the plasticity and homogeneity of the polymer feed and the formation of various independent groups of layers with a different number of cells and the sizes of their areas, which will increase the efficiency of cleaning the liquid mixture from impurities of different consistencies.
Это достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления фильтрующего элемента для очистки жидких смесей от примесей, включающем закладку полимерного сырья в дозатор экструдера, расплавление его до пластичной однородной массы, подачу к головке экструдера, поступление воздуха к головке экструдера, формирование по меньшей мере одной нити, намотку указанной нити с образованием трубчатой конструкции с группой каналов, проходящих от внешней поверхности к ровной внутренней поверхности фильтрующего элемента, в отличие от прототипа производят нагрев головки экструдера нагревательным элементом, формируют несколько независимых групп слоев, последовательно на отдельных экструдерах с одинаковыми, постоянными режимами работы, каждую группу слоев, начиная с внутренней, формируют с увеличенным диаметром нити по сравнению с предыдущей группой слоев.This is achieved by the fact that in the proposed method of manufacturing a filter element for cleaning liquid mixtures from impurities, including laying polymer raw materials in the dispenser of the extruder, melting it to a plastic homogeneous mass, feeding it to the head of the extruder, supplying air to the head of the extruder, forming at least one thread , winding the specified thread with the formation of a tubular structure with a group of channels passing from the outer surface to the flat inner surface of the filter element, in contrast to the prototype heating the die drive the heating element is formed of several independent groups of layers, sequentially in separate extruders with identical, constant operating modes, each group of layers, from the interior, is formed with a larger diameter filament than the previous group of layers.
Нагрев головки экструдера производят до температуры 240±5°С.The extruder head is heated to a temperature of 240 ± 5 ° C.
Для увеличения диаметра нити в каждой последующей группе слоев на 40 мкм, начиная с диаметра нити 70 мкм во внутренней группе слоев, уменьшают давление воздуха, подаваемого к головке экструдера, от первой к последующим экструдерам на 10 кПа, начиная с 80 кПа, доводя диаметр нити в последней группе слоев до 150 мкм.To increase the diameter of the filament in each subsequent group of layers by 40 microns, starting with a filament diameter of 70 microns in the inner group of layers, reduce the air pressure supplied to the extruder head from the first to subsequent extruders by 10 kPa, starting from 80 kPa, adjusting the filament diameter in the last group of layers up to 150 microns.
Подачу воздуха к головке экструдера осуществляют с температурой 50…60°С по дуге 45…50°.The air supply to the extruder head is carried out with a temperature of 50 ... 60 ° C along an arc of 45 ... 50 °.
Выдавливают полимерное сырье из головки экструдера через отверстие диаметром 0,8…1 мм.Squeeze the polymer feed from the extruder head through an opening with a diameter of 0.8 ... 1 mm.
Необходимость нагрева головки экструдера температурой, в зависимости от марки полимерного сырья, связана с быстрой потерей температуры расплавленной массы полимерного сырья и возможностью изменения ее структуры, поэтому она после последовательного нагрева полимерного сырья в трех секциях экструдерной установки с увеличивающейся температурой для пищевого полипропилена №01130 в каждой секции 190, 290 и 315°С и для обеспечения в дальнейшем необходимой и достаточной пластичности и однородности массы сырья она должна подогреваться нагревательным элементом, в частности термопарой, при прохождении через головку и сохранять температуру в пределах 240±5°С. Снижение температуры расплавленной массы в головке приводит к ее размягчению, а повышение - к хрупкости и крошимости.The need to heat the extruder head with temperature, depending on the brand of polymer raw materials, is associated with a rapid loss of temperature of the molten mass of polymer raw materials and the possibility of changing its structure, so it is after sequential heating of polymer raw materials in three sections of the extruder installation with increasing temperature for food grade polypropylene No. 01130 in each sections 190, 290 and 315 ° С and to ensure further the necessary and sufficient ductility and uniformity of the mass of raw materials, it should be heated by the heater element, in particular a thermocouple, when passing through the head and keep the temperature within 240 ± 5 ° С. A decrease in the temperature of the molten mass in the head leads to its softening, and an increase leads to fragility and crumbling.
Необходимость формирования группы слоев фильтрующего элемента с фиксированной толщиной нити последовательно на каждой отдельной экструдерной установке вызвана сложностью и неопределенностью образования его внутренней структуры из пищевого полипропилена №01130. Это было подтверждено в исследовании (Козлов А.Н., Плескачёв П.А. Исследование фильтра тонкой очистки молока Научные достижения и открытия 2018: сборник статей IV Межд. научно-практ. конкурса. - Пенза: МЦНС «Наука и просвещение».- 2018. - С. 32-37). В результате проведенных исследований также выявили, что структура слоев фильтрующего элемента, сформированного с диаметром нити 70 мкм, имеет ячейки в количестве от 30 до 60 единиц, а их площади изменяются в диапазоне от 0,019 до 0,303 мм2. Анализ гистограммы распределения случайных величин площадей ячеек слоев фильтрующего элемента с диаметром нити 70 мкм показал, что среднее математическое ожидание выборки площади ячеек составляет 0,161 мм2 при отклонении ±0,142 мм2.The need to form a group of layers of the filter element with a fixed filament thickness sequentially on each individual extruder installation is caused by the complexity and uncertainty of the formation of its internal structure from food polypropylene No. 01130. This was confirmed in the study (Kozlov A.N., Pleskachev P.A. Research on the filter for fine purification of milk Scientific achievements and discoveries 2018: a collection of articles of the IV International Scientific and Practical Competition. - Penza: ICTS Science and Education .- 2018 .-- S. 32-37). As a result of the studies, it was also revealed that the layer structure of the filter element formed with a filament diameter of 70 μm has cells in an amount of 30 to 60 units, and their areas vary in the range from 0.019 to 0.303 mm 2 . Analysis of the histogram of the distribution of random sizes of the cell areas of the layers of the filter element with a filament diameter of 70 μm showed that the average mathematical expectation of a sample of the cell area is 0.161 mm 2 with a deviation of ± 0.142 mm 2 .
Структура слоев фильтрующего элемента, сформированного с диаметром нити 110 мкм, имеет ячейки в количестве от 20 до 50 единиц, а их площади изменяются в диапазоне от 0,109 до 0,437 мм2. Анализ гистограммы распределения случайных величин площадей ячеек слоев фильтрующего элемента с диаметром нити 110 мкм показал, что среднее математическое ожидание выборки площади ячеек составляет 0,273 мм2 при отклонении ±0,164 мм2.The layer structure of the filter element formed with a thread diameter of 110 μm, has cells in an amount of from 20 to 50 units, and their area varies in the range from 0.109 to 0.437 mm 2 . Analysis of the histogram of the distribution of random cell area sizes of the filter element layers with a filament diameter of 110 μm showed that the average mathematical expectation of a sample of the cell area is 0.273 mm 2 with a deviation of ± 0.164 mm 2 .
Структура слоев фильтрующего элемента, сформированного с диаметром нити 150 мкм, имеет ячейки в количестве от 15 до 30 единиц, а их площади изменяются в диапазоне от 0,107 до 0,845 мм2. Анализ гистограммы распределения случайных величин площадей ячеек слоев фильтрующего элемента с диаметром нити 150 мкм показал, что среднее математическое ожидание выборки площади ячеек составляет 0,476 мм2 при отклонении ±0,369 мм2.The layer structure of the filter element formed with a thread diameter of 150 μm, has cells in an amount of from 15 to 30 units, and their areas vary in the range from 0.107 to 0.845 mm 2 . Analysis of the histogram of the distribution of random sizes of the cell areas of the layers of the filter element with a filament diameter of 150 μm showed that the average mathematical expectation of a sample of the cell area is 0.476 mm 2 with a deviation of ± 0.369 mm 2 .
Анализ случайных величин площадей ячеек слоев фильтрующего элемента, изготовленных из пищевого полипропилена №01130 с увеличением диаметров нити в диапазоне 70, 110 и 150 мкм показал, что площадь ячеек увеличивается с 0,161 до 0,476 мм2. При этом среднеквадратические отклонения площадей ячеек сопоставимы со значениями математического ожидания выборки, что свидетельствует о широком диапазоне разброса площадей ячеек. Это определяет повышенное технологическое соблюдение требований к формированию отдельных групп слоев. Кроме того, исследованиями выявлено, что фильтрующий элемент, изготовленный из пищевого полипропилена №01130 с диаметром нити менее 70 мкм, не пропускает сырое молоко и моментально забивается крупной фракцией примесей жидкой смеси, а - с диаметром свыше 110 мкм не задерживает сгустки соматических и бактериальных клеток, задерживает средние фракции и забивается крупной фракцией, а - с диаметром свыше 150 мкм не задерживает сгустки соматических и бактериальных клеток и средние фракции, а задерживает крупные фракции жидкой смеси.Analysis of random cell area sizes of the filter element layers made of food grade polypropylene No. 0130 with an increase in filament diameters in the range of 70, 110 and 150 μm showed that the cell area increases from 0.161 to 0.476 mm 2 . In this case, the standard deviations of the cell areas are comparable with the values of the mathematical expectation of the sample, which indicates a wide range of spread of cell areas. This determines increased technological compliance with the requirements for the formation of individual groups of layers. In addition, studies have revealed that a filter element made of food-grade polypropylene No. 01130 with a thread diameter of less than 70 microns does not pass raw milk and is instantly clogged with a large fraction of the liquid mixture impurities, but with a diameter of more than 110 microns it does not retain clots of somatic and bacterial cells , delays the middle fractions and clogs with a large fraction, and - with a diameter of more than 150 microns, it does not delay clots of somatic and bacterial cells and middle fractions, but delays large fractions of the liquid mixture.
Давление воздуха, подаваемого к головке первого экструдера, составляет 80 кПа, что обеспечивает формирование группы слоев фильтрующего элемента с диаметром нити 70 мкм из пищевого полипропилена №01130. Уменьшение давления воздуха в дальнейшем на 10 кПа приводит к сосредоточению на выходе из отверстия головки экструдера такого количества пищевого полипропилена №01130, которого достаточно при давлении 70 кПа формировании нити диаметром 110 мкм. Уменьшение давления воздуха еще на 10 кПа приводит к сосредоточению на выходе из отверстия головки экструдера такого количества полимерного сырья, которого достаточно при давлении 60 кПа формировании нити диаметром 150 мкм. Превышение давления воздуха, подаваемого к головке экструдера свыше 80 кПа, приводит при формировании нити к ее разрыву, уменьшению диаметра, невозможности формирования кольца, что приводит к спаиванию слоев и их резкому уплотнению. Уменьшение давления воздуха, подаваемого к головке экструдера менее 60 кПа, приводит к нарушению формирования нити с одинаковым диаметром, что приводит к увеличению площадей ячеек слоев и неспособности эффективно задерживать крупные фракции примесей жидкой смеси.The air pressure supplied to the head of the first extruder is 80 kPa, which ensures the formation of a group of layers of the filter element with a diameter of 70 microns from food grade polypropylene No. 01130. A further decrease in air pressure by 10 kPa leads to the concentration at the outlet of the extruder head of an amount of food grade polypropylene No. 0130, which is sufficient at a pressure of 70 kPa to form a thread with a diameter of 110 μm. A decrease in the air pressure by another 10 kPa leads to the concentration at the outlet of the head of the extruder of such an amount of polymer feed, which is sufficient at a pressure of 60 kPa to form a thread with a diameter of 150 μm. Exceeding the air pressure supplied to the extruder head over 80 kPa, leads to rupture during thread formation, diameter reduction, impossibility of ring formation, which leads to soldering of the layers and their sharp compaction. A decrease in the air pressure supplied to the extruder head less than 60 kPa leads to a disruption in the formation of filaments with the same diameter, which leads to an increase in the area of the layer cells and the inability to effectively retain large fractions of the impurities of the liquid mixture.
Для исключения изменения текучести и однородности структуры полимерного сырья (пищевой полипропилен №01030), воздух, подаваемый к головке экструдера, нагревается до температуры 50…60°С. Данная температура воздуха обеспечивается за счет прохождения его по трубке длиной 300…400 мм и диаметром 8…10 мм, намотанной на каркас корпуса экструдера. Температура корпуса экструдера в рабочем процессе контролируется датчиками, что и обеспечивает заданную температуру подаваемого воздуха к головке экструдера. При превышении температуры воздуха свыше 50…60°С полимерная масса, выходящая из отверстия головки имеет текучесть, не позволяющую формировать одну цельную нить. Она частично расслаивается по длине на несколько нитей, что не дает возможность формирования одного цельного кольца, а образуемые полукольца слипаются и нарушают структуру фильтрующего элемента. При понижении температуры воздуха ниже 50…60°С полимерная масса, выходящая из отверстия головки имеет текучесть, не позволяющую формировать нить в виде кольца, что приводит к неравномерной подачи нити на форму - оправку экструдера и структура ячеек слоев становится неравнозначной.To exclude changes in fluidity and uniformity of the structure of polymer raw materials (food grade polypropylene No. 01030), the air supplied to the extruder head is heated to a temperature of 50 ... 60 ° С. This air temperature is ensured by passing it through a tube 300 ... 400 mm long and 8 ... 10 mm in diameter, wound around the frame of the extruder body. The temperature of the extruder body in the working process is controlled by sensors, which ensures the set temperature of the supplied air to the extruder head. When the air temperature exceeds 50 ... 60 ° C, the polymer mass exiting the head opening has a fluidity that does not allow one single thread to be formed. It is partially stratified along the length into several threads, which does not allow the formation of a single solid ring, and the formed half rings stick together and violate the structure of the filter element. When the air temperature drops below 50 ... 60 ° C, the polymer mass exiting the head opening has a fluidity that does not allow the filament to form in the form of a ring, which leads to an uneven filing of the filament on the mold — the extruder mandrel and the structure of the layer cells become unequal.
Воздух подается к головке экструдера по дуге 45…50°, при формировании фильтрующего элемента диаметром 60…160 мм, для технологического обеспечения подачи образованной нити в виде кольца для равномерного и быстрого наматывания на форму-оправку. Это позволяет, в то же время, обеспечить постепенное охлаждение полимерного сырья (пищевой полипропилен №01030) и исключает разрыв формирующей нити. При увеличении угла дуги подачи воздуха свыше 45…50° кольцо формируется с увеличенным диаметром, не обеспечивающем равномерное наматывание на форму-оправку экструдера. При уменьшении угла дуги подачи воздуха менее 45…50° кольцо формируется с уменьшенным диаметром, несоответствующим диаметру формы-оправки экструдера, что приводит к натяжению и разрыву нити.Air is supplied to the extruder head in an arc of 45 ... 50 °, when forming a filter element with a diameter of 60 ... 160 mm, for technological support of supplying the formed thread in the form of a ring for uniform and quick winding on the mandrel. This allows, at the same time, to provide gradual cooling of polymer raw materials (food grade polypropylene No. 01030) and eliminates the breakage of the forming thread. With an increase in the angle of the air supply arc over 45 ... 50 °, the ring is formed with an increased diameter that does not ensure uniform winding on the extruder mandrel. With a decrease in the angle of the air supply arc of less than 45 ... 50 °, the ring is formed with a reduced diameter that does not match the diameter of the extruder mandrel, which leads to tension and rupture of the thread.
Выдавливание полимерного сырья (пищевой полипропилен №01030) из головки экструдера осуществляется через отверстие диаметром 0,8…1 мм для обеспечения выхода такого количества массы полимерного сырья, в котором его структура не изменяется. При диаметре выходного отверстия головки экструдера меньше 0,8 мм нить формируется хрупкой, ломкой, что не позволяет образовывать кольцо из нити. При диаметре выходного отверстия головки экструдера свыше 1 мм нить формируется мягкой, текучей, что приводит к уменьшению технологически необходимого диаметра кольца и их слипанию на форме-оправке экструдера.Extrusion of polymer raw materials (food polypropylene No. 01030) from the extruder head is carried out through an opening with a diameter of 0.8 ... 1 mm to ensure the output of such an amount of mass of polymer raw materials in which its structure does not change. When the diameter of the outlet of the extruder head is less than 0.8 mm, the thread is formed by brittle, brittle, which does not allow to form a ring of thread. When the diameter of the outlet hole of the extruder head is more than 1 mm, the thread is formed soft, fluid, which leads to a decrease in the technologically necessary diameter of the ring and their adhesion on the form of the mandrel of the extruder.
Заявляемый способ заключается в следующем. Фильтрующий элемент изготавливается как минимум на трех станках, состоящих из экструдера и каретки. В бункер-дозатор каждого экструдера засыпаются гранулы полимерной массы (для очистки молока пищевой полипропилен №01130), откуда при помощи шнека подаются последовательно в три плавильные камеры с температурой в каждой 190, 290 и 315°С и масса доводится до текучего состояния. Для исключения изменения структуры полученной расплавленной массы сырья, при выходе из отверстия головки экструдера, головка нагревается до температуры 240±5°С.The inventive method is as follows. The filter element is manufactured on at least three machines consisting of an extruder and a carriage. Granules of polymer mass (for food milk purification polypropylene No. 01130) are poured into the hopper-dispenser of each extruder, from where they are fed sequentially into three melting chambers with a screw with a temperature of 190, 290 and 315 ° С and the mass is brought to a fluid state. To exclude changes in the structure of the obtained molten mass of raw materials, when leaving the hole of the extruder head, the head is heated to a temperature of 240 ± 5 ° C.
Одновременно к головке первого экструдера подается под давлением 80 кПа и по дуге 45…50° разогретый воздух, который раздувает выходящую из головки экструдера расплавленную массу пищевого полипропилена №01130, формируя нить с диаметром 70 мкм в виде сплошных колец для плавного наматывания на форму-оправку. Фильтрующий элемент, полученный в виде полого цилиндра при достижении необходимого технологического диаметра, снимается с формы-оправки первого экструдера и одевается на форму-оправку второго экструдера. После технологической операции намотки нити диаметром 110 мкм фильтрующий элемент снимается с формы-оправки второго экструдера и одевается на форму-оправку третьего экструдера. После данной технологической операции производится намотка нити диаметром 150 мкм.At the same time, heated air is supplied to the head of the first extruder under a pressure of 80 kPa and through an arc of 45 ... 50 °, which blows the molten mass of food polypropylene leaving the extruder head No. 01130, forming a thread with a diameter of 70 μm in the form of continuous rings for smooth winding on a mandrel . The filter element obtained in the form of a hollow cylinder upon reaching the required technological diameter is removed from the mandrel of the first extruder and put on the mandrel of the second extruder. After the technological operation of winding a thread with a diameter of 110 μm, the filter element is removed from the mandrel of the second extruder and put on the mandrel of the third extruder. After this technological operation, winding a thread with a diameter of 150 microns.
Заявляемый способ позволяет формировать фильтрующий элемент в виде полого цилиндра, состоящего из нескольких независимых групп слоев, изготовленных технологически последовательно с фиксированным увеличивающим диаметром нити и, следовательно, с фиксированными размерами ячеек, что позволяет в фильтрующем элементе осуществлять поэтапную задержку примесей разной консистенции жидкой смеси (сырого молока).The inventive method allows you to form a filter element in the form of a hollow cylinder, consisting of several independent groups of layers, made technologically sequentially with a fixed increasing diameter of the thread and, therefore, with fixed cell sizes, which allows the filter element to carry out a phased delay of impurities of different consistencies of the liquid mixture (crude milk).
Исследование фильтрующего элемента, изготовленного в соответствии с заявленным способом из пищевого полипропилена, произведено на молочном комплексе в коровнике на 800 голов в результате чего выявило, что группа механической чистоты молока повышается на 1…2 класса, а количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМА и ФАМ) можно снизить в молоке в широком диапазоне от 1,0×105 до 9,0×106 КОЕ/г, а количество соматических клеток - до 1,0×106 шт./см3.The study of the filter element, made in accordance with the claimed method of food-grade polypropylene, was performed on a dairy complex in a barn for 800 heads, which revealed that the group of mechanical purity of milk increased by 1 ... 2 classes, and the number of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms ( KMA and FAM) can be reduced in milk in a wide range from 1.0 × 10 5 to 9.0 × 10 6 CFU / g, and the number of somatic cells to 1.0 × 10 6 units / cm 3 .
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018138385A RU2707360C1 (en) | 2018-10-30 | 2018-10-30 | Method of producing a filter element for cleaning liquid mixtures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018138385A RU2707360C1 (en) | 2018-10-30 | 2018-10-30 | Method of producing a filter element for cleaning liquid mixtures |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2707360C1 true RU2707360C1 (en) | 2019-11-26 |
Family
ID=68653053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018138385A RU2707360C1 (en) | 2018-10-30 | 2018-10-30 | Method of producing a filter element for cleaning liquid mixtures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2707360C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4594202A (en) * | 1984-01-06 | 1986-06-10 | Pall Corporation | Method of making cylindrical fibrous filter structures |
| SU1319085A1 (en) * | 1985-01-02 | 1987-06-23 | Ереванское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского,Проектно-Конструкторского И Технологического Института Кабельной Промышленности | Extrusion head |
| RU2010717C1 (en) * | 1991-08-29 | 1994-04-15 | Михаил Ярославович Алферов | Method for manufacture of depth filter elements |
| US5591335A (en) * | 1995-05-02 | 1997-01-07 | Memtec America Corporation | Filter cartridges having nonwoven melt blown filtration media with integral co-located support and filtration |
| RU2504952C2 (en) * | 2012-04-24 | 2014-01-27 | Владимир Геннадьевич Кубышко | Method for making filtration element for fluid cleaning and method of fluid cleaning |
| RU2619639C1 (en) * | 2016-07-07 | 2017-05-17 | Евгений Иванович ВЕРХОЛОМОВ | Filter of ultra-thin cleaning of liquids |
-
2018
- 2018-10-30 RU RU2018138385A patent/RU2707360C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4594202A (en) * | 1984-01-06 | 1986-06-10 | Pall Corporation | Method of making cylindrical fibrous filter structures |
| SU1319085A1 (en) * | 1985-01-02 | 1987-06-23 | Ереванское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского,Проектно-Конструкторского И Технологического Института Кабельной Промышленности | Extrusion head |
| RU2010717C1 (en) * | 1991-08-29 | 1994-04-15 | Михаил Ярославович Алферов | Method for manufacture of depth filter elements |
| US5591335A (en) * | 1995-05-02 | 1997-01-07 | Memtec America Corporation | Filter cartridges having nonwoven melt blown filtration media with integral co-located support and filtration |
| RU2504952C2 (en) * | 2012-04-24 | 2014-01-27 | Владимир Геннадьевич Кубышко | Method for making filtration element for fluid cleaning and method of fluid cleaning |
| RU2619639C1 (en) * | 2016-07-07 | 2017-05-17 | Евгений Иванович ВЕРХОЛОМОВ | Filter of ultra-thin cleaning of liquids |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4421810A (en) | Perforated drainpipe and method of making same | |
| JP3611570B2 (en) | Depth filter cartridge, manufacturing method and manufacturing apparatus thereof | |
| US2919467A (en) | Production of net-like structures | |
| DE2314287C2 (en) | Filter sleeve in the form of a self-bonded, hollow cylindrical composite fleece with a predetermined density profile and process for their production | |
| US3178328A (en) | Process and apparatus for producing plastic net | |
| NO143805B (en) | PROCEDURE FOR MANUFACTURING PLASTIC NETS WITH HIGH TRADING | |
| DE2755028B2 (en) | Method for producing a pipe or a hollow body from thermoplastic, at least aluminum-crystalline material | |
| CA1331308C (en) | Edible chocolate product and apparatus for it's production | |
| AU2016202655A1 (en) | Filter element for fine purification of raw milk | |
| RU2707360C1 (en) | Method of producing a filter element for cleaning liquid mixtures | |
| JP6108496B2 (en) | Knitting resin production equipment | |
| EP3274148B1 (en) | Installation and method for treating a plastic melt | |
| KR101252848B1 (en) | Method and device for hot spinning several multiyarn threads | |
| CN214188371U (en) | Plastic water pipe extrusion molding die | |
| RU195737U1 (en) | Raw milk filter element | |
| CN209832529U (en) | Screw extruder of PLA film production | |
| JPS62138178A (en) | Extrusion processing of food and apparatus therefor | |
| US3596312A (en) | Apparatus for producing synthetic resin fibers utilizing centrifugal force | |
| CZ296646B6 (en) | Extrusion head | |
| CN114193736B (en) | Extruder and extruding method for producing biaxially oriented polypropylene film | |
| RU97057U1 (en) | FILTER ELEMENT FOR THIN CLEANING OF RAW MILK | |
| US4681721A (en) | Thermoplastic film extrusion process employing die with filtering arrangement | |
| US5129315A (en) | Apparatus for forming an array of extruded filaments | |
| CN113103612A (en) | Continuous rotary extrusion surface reinforced wire mat product, forming device and process method | |
| US2069059A (en) | Method of producing ceramic ware |