SU841651A1 - Фильтрующий материал дл очистки жидкостей - Google Patents

Description

(54) ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ

I

Изобретение относитс  к фильтрующим материалам на основе целлюлозы и может быть использовано дл  очистки жидкостей в микробиологической, медицинской и пищевой промышленност х.

Известны фильтрующие целлюлозные материалы, характеризующиес  значительной толщиной целлюлозных волокон (d .мкм), лимитирующей размеры межструктурных пространств (пор). Дл  получени  материалов с меньщими размерами пор и с повышенной сорбционной способностью в целлюлозные материалы добавл ют в качестве наполнителей волокнистые минеральные материалы с меньшим диаметром волокон, такие как асбест (d 0,08- 10 мкм), стекловолокно (d 0,1 - - 5 мкм) 1. Известные асбестоцеллюлозные волокнистые фильтрующие материалы обладают высокими фильтрационными характеристиками и широко используютс  в производстве напитков и лекарств дл  осветл ющего , тонкого и стерилизующего фильтровани .

Однако, поскольку волокна асбеста в фильтрующем материале практически не закреплены, происходит миграци  микроволокон асбеста из фильтра при эксплуатации и попадание их в фильтрат.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс - фильтрующий материал, состо щий из волокнистой массы, содержащей в качестве основы немерсеризованную целлюлозу (60 - 67%) мерсеризованную целлюлозу (наполнитель) (33 - 40%) и меламиновую смолу (св зующее) 4 - 5% от веса всей цел црлозы 2. Этот материал изготавливают путем измельчени  исходных волокон целлюлозы, разбавлени  водой, перемешивани  со св зующим, отлива в полотно на картонной машине столового типа, прессовани  и сушки. Меламиновую смолу ввод т дл  закреплени  волокон наполнител  (мерсеризованной целлюлозы). Но так как состав волокнистой массы в известном материале не обеспечивает необходимой степени очистки прн фильтрации, дл  увеличени  фильтрующей и адсорбционной способности на поверхность полученного пористого картона наноситс  минеральный порошок (кремнегель, диатомит и др).

Однако такой фильтрующий материал не  вл етс  биологически инертным, так как частицы минерального порошка не закреплены на поверхности картона и при попадании их в фильтрат служат источником загр знени . Кроме того, вымывание св зующего (меламиновой смолы) из самого картона может вызвать дополнительное загр знение фильтрата. Цель изобретени  - уменьшение миграции частиц материала в фильтрат и придание последнему биологической инертности при сохранении фильтрационных характеристик материала. Поставленна  цель достигаетс  фильтрующим материалом, содержащим волокна целлюлозы, и в качестве наполнител  и св зующего волокна нитрата целлюлозы при соотношении длин волокон нитрата целлюлозы к целлюлозе 1 :7- 1 ; 13, при еледующем соотношении компонентов, вес. /оВолокна целлюлозы40 - 60 Волокна нитрата целлюлозы40 - 6 Отличительным признаком фильтру;.щего материала  вл етс  то, что в качестве наполнител  и св зующего он содержит волокна нитрата целлюлозы при соотношении длин волокон нитрата целлюлозы к целлюлозе 1:7- 1 : 13 при следующем соотношении компонентов, вес. /о: Волокна целлюлозы40 - 60 Волокна нитрата целлюлозы40 - 60 Вз тые соотношени  исходных компонентов в фильтруюшем материале обусловлены тем, что, выход  за пределы этих соотношений , приводит в случае увеличени  количества мелкодисперсной фазы - волокон нитрата целлюлозы (более 60 вес. %) к возрастанию числа частиц, мигрирующих из материала фильтра при его эксплуатации, а в случае уменьшени  количества мелкодисперсной фазы - волокон нитрата целлюлозы (менее 40 вес. 1о) к ухудшению очищающей способности фильтрующего матеОтношение длины волокон нитрата целлюлозы к длине волокон целлюлозы выдерживают в интервале от 1 :7 до 1 : 13. В случае уплотнени  материала за счет уменьшени  отношени  длин волокон нитрата целлюлозы к целлюлозе (менее 1 : 13) происходит снижение фильтрационных характеристик - удельной объемной скорости фильтровани  (менее 30 мл/мин см),- а в случае увеличени  отношени  длин волокон (более 1 ; 7) наблюдаетс  снижение прочностных характеристик материала (предел прочности при раст жении менее 4,5 кг/см). Изменение отношени  длин волокон нитрата целлюлозы к целлюлозе позвол ет также регулировать фильтрационные харакристики материала. При варьировании этого отношени  от 1 ; 13 до 1:7 можно регулировать удельную объемную скорость фильтровани  по дистиллированной воде в пределах от 30 до 96 мл/мин cм. Предлагаемый фильтрующий материал получают путем размалывани  волокон целлюлозы и нитрата целлюлозы, разбавлени  водой полученной массы, ее перемешивани , переработки в полотно, прессовани  и сушки. При этом в случае необходимости дл  обеспечени  адгезионного й;онтакта между волокнами целлюлозной матрицы и волокнами наполнител  (нитрата целлюлозы), сформованное обычным способом полотно подвергают последующей обработке смесью растворител  нитрата целлюлозы с осадителем (нерастворителем). Оптимальным вариантом  вл етс  обРаботка полотна смесью ацетона с водой при соотношении об. /о: 5- 15 Ацетон 85 - 95 Така  обработка материала позвол ет дополнительно уменьшить миграцию частиц материала в фильтрат, вплоть до полного исключени  миграции частиц материала фильтра при его эксплуатации. Пример I. Целлюлозу (60 вес. %) и измельченную хлопковую нитроцеллюлозу ( 40 вес. %) загружают в ролл с концентрацией в воде 6 % и измельчают до 45° Шоппер-Риглера, получа  таким образом отношение длин волокон нитрата целлюлозы к целлюлозе 1 ; 13. Затем полученную массу разбавл ют водой в ажитаторе до концентрации 1,2% и перемешивают. Полученную массу очищают от узелков и посторонних включений, а затем подают на сеточную часть картоноделательной мащины, где про .изводитс  отлив в полотно. После этого полотно прессуют во влажном состо нии при давлении 3,0 атм и сушат при 80°С. Полученный таким образом фильтрирующий материал имеет следующие характеристики, Объемный вес материала, ,8 Удельна  объемна  скорость фильтровани , мл/мин.см. при Р 0,-7 атм Предел прочности при раст жении во влажном состо нии, кг/см Число частиц, мигрирующих из .материала фильтра площадью 1 см при пропускании через него 100 мл дистиллированной воды под давлением 0,7 атм0,3 fO Число частиц, мигрирующих из фильтровального материала, определ етс  методом статистической обработки микрофотографий контрольных мембранных фильтров, на поверхности которых улавливают эти частицы. Пример 2. Технологи , описанна  в примере 1, с изменением соотношени  исходных компонентов (целлюлозы 40 вес. %, нитроцеллюлозы 60 вес. /о), степени помола (35° Шоппер-Риглера), получа  таким образом отношение длин волокон нитрата целлюлозы к целлюлозе 1 : 7, а также с изменением концентрации массы, загружаемой в ролл (5%) и концентрации. полученной массы в ажитаторе (0,8%). Материал отливают , далее прессуют при давлении 0,5 атм и сушат при 80°С. Из полученного картона изготовлены образцы фильтров со следуюшими характеристиками. Объемный вес материала, ,4

Удельна  объемна  скорость фильтровани , мл/мин см , при Р 0,7 атм96

Предел прочности при раст жении во влажном состо нии , кг/см 24,5 Число частиц, мигрируюших из материала фильтра плошадью 1 см при пропускании через негр 100 мл дистиллированной воды под давлением 0,7 атм1 10 Пример 3. Смесь целлюлозы (50 вес. %) и измельченной хлопковой нитроцеллюлозы (50 вес.. %) загружают в ролл с концентрацией в воде 5,5% и измельчают до 40° Шоппер-Риглера, получа  отношение длин

Объемный вес, г/см Удельна  объемна  скорость фильтровани  по дистиллированной воде при давлении 0,7 атм, мл/ /мин

Предел прочности при раст жении во вла/гном состо нии, кг/см

Число частиц, мигрирующих из материала фильтра площадью 1 С1 при пропускании через него 100 мл дистиллированной ВОДЬ при давлении 0,7 атм

ВОЛОКОН нитрата целлюлозы и к целлюлозе 1 : 10, далее разбавл ют в ажитаторе до концентрации 1,0% и перемешивают. Полученную массу очищают от посторонних включений и отливают на картоноделательной машине. Затем материал прессуют при давлении 1,5 атм и сушат при 80°С. Полученный фильтрующий материал имеет следующие характеристики.

Объемный вес материала, г/смз.0,55

Удельна  объемна  скорость фильтровани , мл/мин.см при Р 0,7 атм60

Предел прочности при раст жении во влажном состо нии , кг/см 25,2 Число частиц, мигрирующих из материала фильтра площадью 1 см, при пропускании через него 100 мл дистиллированной воды под давлением 0,7 атм0,7 -10 Характеристики предложенного фильтрующего материала, в зависимости от состава и отношени  длин волокон нитрата целлюлозы (НЦ) к целлюлозе (Ц), приведены в табл. 1.

Таблица 1

0,55

60

5,2

4,5

0,7-10

0,3-10 1-10 Как следует из табл. 1, в фильтрат попадает от 0,3 10 до 1 10 частиц из фильтра , состо щего из целлюлозы и нитрата целлюлозы, при этом эти частицы представл ют собой биологически инертное вещество - нитрат целлюлозы. Пример 4. Фильтрующий материал, полученный по примеру 2, после прессовани  подвергают последующей обработке смес ми растворител  нитрата целлюлозы с осадителем (нерастворителем). Обработку провод т путем погружени  и выдерживани  полотна в течение 10 с в ванне, содержащей смесь растворител  нитрата целлюлозы с осадителем. Далее осуществл ют сущку полотна. Смес ми растворител  нитрата целлюлозы с осадителем  вл ютс  ацетонвода, этанол-вода, бутилацетат-бутанол и т. п. В табл. 2 представлена зависимость числа частиц, мигрирующих из фильтрующего материала, полученного по примеру 4, от соотнощени  растворител  и осадител . Таблица2

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Фильтрующий материал для очистки жидкостей, включающий волокна целлюлозы наполнитель и связующее, отличающийся тем, что, с целью уменьшения миграции частиц материала и приданию последнему биологической инертности при сохранении фильтрационных характеристик, материал в качестве наполнителя и связующего содержит волокна нитрата целлюлозы при отношении длин волокон нитрата целлюлозы к целлюлозе 1:7 — 1:13, при следующем соотношении компонентов, вес. %:

   Волокна целлюлозы 40 — 60

   Волокна нитрата целлюлозы 40 — 60