RU88575U1

RU88575U1 - FILTER ELEMENT FOR CLEANING LIQUIDS, PREVIOUSLY MILK

Info

Publication number: RU88575U1
Application number: RU2009127262/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Егорович Савицкий; Александр Викторович Латышев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Полимер" (Ооо "Полимер"); Индивидуальный предприниматель Латышев Александр Викторович
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2009-11-20

Abstract

Фильтрующий элемент для очистки жидкостей, преимущественно молока, выполненный в виде волокнисто-пористого нетканого материала из синтетических волокон, соединенных между собой в местах контакта, отличающийся тем, что в качестве синтетических волокон используют полимерные волокна, полученные методом пневмоэкструзии, которые наносят на охлаждаемую формообразующую подложку путем направленного газополимерного потока, с возможностью подбора необходимой пористости и плотности при укладке волокон, а также с возможностью получения безкаркасного фильтрующего элемента в виде полого цилиндра с удержанием формы, сохраняя при этом прочностные и фильтрационные характеристики.A filter element for cleaning liquids, mainly milk, made in the form of a fibrous-porous non-woven material made of synthetic fibers interconnected at the contact points, characterized in that the polymer fibers obtained by pneumatic extrusion are used as synthetic fibers, which are applied to a cooled forming substrate by directional gas-polymer flow, with the possibility of selecting the necessary porosity and density when laying fibers, as well as with the possibility of obtaining bezk a retaining filter element in the form of a hollow cylinder with shape retention, while maintaining strength and filtration characteristics.

Description

Техническое решение относится к области производства нетканых волокнисто-полимерных материалов и изделий, используемых в качестве фильтров для очистки различных жидких сред и может быть использовано в молочной промышленности.The technical solution relates to the production of non-woven fiber-polymer materials and products used as filters for cleaning various liquid media and can be used in the dairy industry.

Известно, что для обеспечения высокого качества молока необходимо производить его тщательную очистку от механических и биологических примесей.It is known that to ensure the high quality of milk, it is necessary to thoroughly clean it from mechanical and biological impurities.

Известен фильтр для очистки жидкости, преимущественно молока, содержащий герметичный разъемный корпус с патрубками для входа и выхода и установленный в нем фильтрующий элемент патронного типа в виде каркаса, на который навита фильтрующая поверхность в виде пружины из нержавеющей проволоки с фильтрующим зазором между витками пружины. Корпус выполнен в виде соединенных между собой быстросъемным соединением стакана и основания в форме чашки с фланцем и патрубками для входа и выхода, а фильтрующий элемент выполнен двухступенчатым в виде двух фильтрующих патронов, размещенных один в другом и установленных на общем основании, выполненном в виде кольца, каждый из патронов снабжен герметичной крышкой, закрепленной на входном патрубке, выполненном в виде трубы, пропущенной через фильтрующий элемент в полость, расположенную между дном стакана и крышкой наружного фильтрующего патрона (патент РФ №2229795, МПК A01J 9/02, B01D 27/06, опубл. 10.06.04 г.).A known filter for cleaning liquid, mainly milk, containing a sealed detachable housing with nozzles for entry and exit and a filter element of a cartridge type installed in it in the form of a frame, onto which a filter surface is wound in the form of a stainless steel spring with a filtering gap between the spring coils. The housing is made in the form of a cup and base connected to each other by a quick-detachable connection with a flange and nozzles for entry and exit, and the filter element is made two-stage in the form of two filter cartridges, placed one in the other and installed on a common base, made in the form of a ring, each of the cartridges is equipped with a sealed cap mounted on the inlet pipe, made in the form of a pipe passed through a filter element into a cavity located between the bottom of the glass and the cover of the outer filter a cartridge (RF patent №2229795, IPC A01J 9/02, B01D 27/06, publ. 10.06.04 city).

Известный фильтр является конструктивно сложным, достаточно дорогим и неудобным в эксплуатации, со сниженными возможностями по полному удалению бактериологических примесей, что значительно снижает его эффективность.The known filter is structurally complex, quite expensive and inconvenient to operate, with reduced ability to completely remove bacteriological impurities, which significantly reduces its effectiveness.

Известно множество фильтров для очистки жидкостей. Например, фильтр, описанный в [Патент СССР 618056, МПК D04Н 3/03, 1973]. Он состоит из концентрично расположенных цилиндрических слоев хаотически уложенных волокон синтетического органического полимерного материала. Плотность такого фильтра составляет от 5 до 50% от плотности полимера, при этом отклонение по плотности между двумя любыми точками по толщине фильтра составляет не более 10%. Наибольшей плотностью обладает его внутренний слой.Many filters for cleaning liquids are known. For example, the filter described in [USSR Patent 618056, IPC D04H 3/03, 1973]. It consists of concentrically arranged cylindrical layers of randomly laid fibers of a synthetic organic polymer material. The density of such a filter is from 5 to 50% of the density of the polymer, while the deviation in density between any two points in the thickness of the filter is not more than 10%. The highest density has its inner layer.

Известен также фильтрующий элемент, описанный в (Патент ПНР 140382, МПК В01D 27/00, 1983), представляет собой цилиндрическую многослойную гильзу, состоящую из последовательно навитых слоев сетки, ткани или волокнистых материалов, причем слои материала подбирают таким образом, что размеры фильтрующих ячеек уменьшаются по ходу протекания фильтруемой жидкости. В качестве фильтровального материала могут быть использованы натуральные или синтетические волокнистые материалы типа полиэфирных, полиамидных, полипропиленовых или стеклянных волокон различного размера. Собранный патрон крепится на пустотелой перфорированной втулке, изготовленной из металла или полимера. Навивка слоев ткани или сетки производится крестообразно в противоположных направлениях.Also known is the filter element described in (Patent PNR 140382, IPC B01D 27/00, 1983), is a cylindrical multilayer sleeve consisting of sequentially wound layers of mesh, fabric or fibrous materials, and the layers of material are selected so that the size of the filter cells decrease along the course of the filtered fluid. As the filter material can be used natural or synthetic fibrous materials such as polyester, polyamide, polypropylene or glass fibers of various sizes. The assembled cartridge is mounted on a hollow perforated sleeve made of metal or polymer. The layers of fabric or mesh are wound crosswise in opposite directions.

Наличие в структуре фильтрующего элемента каркасных волокон ведет к увеличению прочностных характеристик элемента, но при этом ухудшаются его фильтрационные свойства. Это объясняется увеличением размера пор в структуре элемента.The presence in the structure of the filter element of the frame fibers leads to an increase in the strength characteristics of the element, but at the same time its filtration properties are deteriorated. This is due to an increase in pore size in the structure of the element.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фильтрующий элемент, описанный в (А.с. ЧССР 260521, МПК В02D 25/06, 1986 (прототип). Этот элемент образован не менее чем шестью волокнистыми слоями, из которых первый, средний и последний - несущие слои, отличающиеся повышенной жесткостью. Собственно фильтровальный слой выполнен из стекловолокон, диаметр которых постепенно уменьшается в направлении движения фильтруемой среды. Благодаря постепенному уменьшению среднего диаметра волокон снижается степень загрязнения первого собственно фильтровального слоя, а также уменьшаются потери давления при фильтровании.The closest in technical essence and the achieved result is the filter element described in (A.S. Czechoslovakia 260521, IPC B02D 25/06, 1986 (prototype). This element is formed by at least six fibrous layers, of which the first, middle and last - supporting layers, characterized by increased rigidity. Actually the filter layer is made of glass fibers, the diameter of which gradually decreases in the direction of movement of the filtered medium. Due to a gradual decrease in the average diameter of the fibers, the degree of contamination is reduced first of the actual filter layer, as well as reduced pressure loss during filtration.

Практически все известные волокнисто-пористые фильтрующие элементы снабжены опорным каркасом или, как фильтр, описанный в [А.с. ЧССР 260521, МПК В02D 25/06, 1986 (прототип)], содержат в своем составе несущие слои, служащие каркасом. Первые сложны в изготовлении и дорогостоящи, вторые с течением времени могут расслаиваться. Все эти элементы состоят, как правило, из прямых волокон, диаметр которых и плотность укладки могут быть как постоянными по толщине элемента, так и переменными.Almost all known fiber-porous filter elements are equipped with a support frame or, like the filter described in [A.S. Czechoslovakia 260521, IPC B02D 25/06, 1986 (prototype)], contain load-bearing layers serving as a frame. The former are difficult to manufacture and expensive; the latter may delaminate over time. All these elements consist, as a rule, of straight fibers, the diameter of which and the density of laying can be both constant along the thickness of the element and variable.

Задачей полезной модели является создание простого по конструкции, прочного бескаркасного и дешевого в изготовлении фильтрующего элемента длительного пользования, предназначенного преимущественно для высококачественной очистки молока.The objective of the utility model is to create a simple in design, durable frameless and cheap to manufacture durable filter element, designed primarily for high-quality milk purification.

Поставленная задача решается тем, что фильтрующий элемент для очистки жидкостей, преимущественно молока выполнен в виде волокнисто-пористого нетканого материала из синтетических волокон, соединенных между собой в местах контакта, при этом в качестве синтетических волокон используют полимерные волокна, полученные методом пневмоэкструзии, которые наносят на охлаждаемую формообразующую подложку путем направленного газополимерного потока, с возможностью подбора необходимой пористости и плотности при укладке волокон, а также с возможностью получения безкаркасного фильтрующего элемента в виде полого цилиндра с удержанием формы, сохраняя при этом прочностные и фильтрационные характеристики.The problem is solved in that the filter element for cleaning liquids, mainly milk, is made in the form of a fibrous-porous non-woven material made of synthetic fibers interconnected at the contact points, while the polymer fibers obtained by the method of pneumatic extrusion, which are applied to a cooled forming substrate by means of a directed gas-polymer flow, with the possibility of selecting the necessary porosity and density when laying fibers, as well as with Stu bezkarkasnogo receiving the filter element in the form of a hollow cylinder shape retention, while maintaining the strength and filtering characteristics.

Получают фильтрующий элемент следующим образом. Исходное полимерное сырье (гранулированный термопластичный материал) загружают в приемное устройство генератора волокон и далее транспортируется через обогреваемые зоны гильзы к формующей головке. В процессе транспортировки полимерное сырье разогревается до вязкотекучего состояния. Этот переход обусловлен как приложенным внешним температурным воздействием, так и высвобождением тепловой энергии за счет сил трения, возникающих при движении полимера. На выходе из формующей головки расплав подхватывается подаваемой струей горячего воздуха, формируя газоволокнистый "факел". Волокна в "факеле", находясь в вязкотекучем состоянии, наслаиваются на охлажденную формообразующую оправку, совершающую вращение и возвратно-поступательное перемещение. При этом на поверхности оправки происходит формирование волокнисто-пористого изделия цилиндрической формы, за счет сплавления волокон в местах их контактов.Get the filter element as follows. The polymer feedstock (granular thermoplastic material) is loaded into the receiving device of the fiber generator and then transported through the heated zone of the sleeve to the forming head. During transportation, the polymer raw material is heated to a viscous state. This transition is due to both the applied external temperature effect and the release of thermal energy due to friction forces arising from the movement of the polymer. At the exit of the forming head, the melt is picked up by a supplied stream of hot air, forming a gas-fiber “torch”. The fibers in the "torch", being in a viscous flowing state, are layered on a cooled forming mandrel, which rotates and reciprocates. Thus on the surface of the mandrel is the formation of a fibrous-porous product of a cylindrical shape, due to the fusion of fibers in the places of their contact.

Причем, настраивая технологические параметры процесса (давление струи воздуха, расстояние между фильерой и формообразующей оправкой и т.д.), по заданной программе формируют изделия требуемой структуры. Путем установки определенного температурного режима формируют "факел", позволяющий получить волокна, обеспечивающие как фильтрационную, так и прочностную структуру фильтроэлемента. Путем варьирования температурно-динамических режимов распыления расплавов можно изготавливать элементы различной формы и структуры.Moreover, by adjusting the technological parameters of the process (pressure of the air stream, the distance between the die and the forming mandrel, etc.), according to a given program, products of the required structure are formed. By setting a certain temperature regime, a “torch” is formed, which allows one to obtain fibers that provide both filtration and strength structure of the filter element. By varying the temperature-dynamic regimes of spraying the melts, it is possible to produce elements of various shapes and structures.

После охлаждения волокнисто-пористой массы до требуемой температуры, осуществляли ее съем с формообразующей оправки и разрезку на цилиндрические элементы. Изготавливали волокнистые фильтрующие элементы в виде полых цилиндрических элементов из полимерных материалов, например, пищевого полипропилена или полиэтилена. Материал является однородным, в силу чего демонстрирует хорошую воспроизводимость основных характеристик и линейность их изменения.After cooling the fibrous-porous mass to the required temperature, it was removed from the forming mandrel and cut into cylindrical elements. Fibrous filter elements were made in the form of hollow cylindrical elements from polymeric materials, for example, food-grade polypropylene or polyethylene. The material is homogeneous, due to which it demonstrates good reproducibility of the main characteristics and the linearity of their change.

Предлагаемый фильтрующий элемент можно использовать в различных системах фильтрации жидкостей или молока.The proposed filter element can be used in various systems for filtering liquids or milk.

Загрязненная жидкость (молоко), проходя через предлагаемый фильтрующий элемент, очищается от частиц механической примеси, вначале задерживаются крупные частицы, затем мелкие. Такой процесс фильтрации обеспечивается увеличением плотности фильтрующего элемента и уменьшением среднего диаметра образующих его волокон по ходу протекания очищаемой жидкости. За счет этого уменьшаются потери давления при фильтровании, увеличивается грязеемкость и, соответственно, срок эксплуатации фильтрующего элемента.Contaminated liquid (milk), passing through the proposed filter element, is cleaned of particles of mechanical impurities, at first large particles are retained, then small ones. Such a filtering process is provided by increasing the density of the filter element and reducing the average diameter of the fibers forming it along the course of the flow of the liquid being cleaned. Due to this, the pressure loss during filtration is reduced, the dirt capacity and, accordingly, the life of the filter element are increased.

По результатам бактериологических анализов отмечено также улучшение качества молока по микробиологическим показателям после фильтрации с использованием предлагаемого устройства. В частности, в молоке уменьшилось количество стафиллококов, не обнаружены ингибирующие вещества, уменьшилась общая обсемененность. В смывах, взятых с фильтрующего материала непосредственно после фильтрации, обнаружили наличие бактерий. Это свидетельствует о том, что бактерии вместе с другими примесями удерживаются фильтрующим элементом.According to the results of bacteriological analyzes, an improvement in the quality of milk according to microbiological indicators after filtration using the proposed device was also noted. In particular, the number of staphylococci decreased in milk, inhibitory substances were not found, and total contamination decreased. In the swabs taken from the filter material immediately after filtration, the presence of bacteria was detected. This indicates that bacteria, along with other impurities, are retained by the filter element.

Фильтрующий элемент достаточно просто регенерировать путем обработки водяным паром, в процессе которой конструкционные волокнистые элементы не теряют своей формы и жесткости.The filter element can be easily regenerated by treatment with water vapor, during which structural fiber elements do not lose their shape and rigidity.

Таким образом, заявляемый фильтрующий элемент для пищевых жидкостей, преимущественно, молока позволяет обеспечить следующие преимущества по сравнению с известными решениями:Thus, the inventive filter element for food liquids, mainly milk, provides the following advantages compared with known solutions:

- высокая надежность и длительный срок службы при компактности и простоте конструкции устройства;- high reliability and long service life with compactness and simplicity of the design of the device;

- легкое, безопасное и удобное обслуживание, не требующее специальной подготовки;- easy, safe and convenient maintenance that does not require special training;

- легкая и быстрая замена отработавшего фильтрующего элемента без дополнительных приспособлений;- easy and quick replacement of the spent filter element without additional devices;

- повышение эффективности фильтрации за счет полного удаления механических и бактериологических примесей и улучшение микробиологических показателей отфильтрованного молока;- increasing the efficiency of filtration due to the complete removal of mechanical and bacteriological impurities and improving the microbiological parameters of filtered milk;

- универсальность использования за счет обеспечения монтируемости в различные системы фильтрации жидкости, в частности молока;- versatility of use by providing mountability in various systems for filtering liquids, in particular milk;

Claims

A filter element for cleaning liquids, mainly milk, made in the form of a fibrous-porous non-woven material made of synthetic fibers interconnected at the contact points, characterized in that the polymer fibers obtained by pneumatic extrusion are used as synthetic fibers, which are applied to a cooled forming substrate by directional gas-polymer flow, with the possibility of selecting the necessary porosity and density when laying fibers, as well as with the possibility of obtaining bezk a retaining filter element in the form of a hollow cylinder with shape retention, while maintaining strength and filtration characteristics.