SE503277C2 - Filter avsett för tvärströmsfiltrering - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 503 277 Ett mikrofilter som använts för ölfiltrering beskrivs i GB 2 176 715. Detta filter bestàr av keramiska membran i form av kanaler i en kropp av grövre keramiskt material.

Ett problem med filtrering av öl är att filtren lätt blir igensatta och endast kan användas under korta driftstider.

Ett sätt att förhindra igensättning av mikrofiltret är att utnyttja permeat för rengöring av detta. Man trycksätter då permeatet under korta tidsperioder så att det tvingas passera membranet från permeatsidan till koncentratsidan. Pá detta sätt kan driftstiderna förlängas.

För att öka kapaciteten hos mikrofiltren bringas den vätska som skall behandlas i filtret ofta att cirkulera i en cirku- lationskrets över filtret. Nackdelen med detta är att energi- förbrukningen blir hög, eftersom stora flöden pumpas runt i systemet. Vätskan kan också utsättas för en icke önskad uppvärmning. Icke behandlad vätska tillföres cirkulations- kretsen och ger därmed en utspädning av retentatet.

Enligt föreliggande uppfinning föreslås nu en ny utformning av ett filter för tvärströmsfiltrering avsett speciellt för mikro- eller partikelfiltrering. Filtret enligt uppfinningen ger stor membranyta med litet platsbehov och kännetecknas huvudsakligen av att varannan platta (membranplattan) inne- fattar ett membran av inert material med en porstorlek av 0,1-50 um, genom vilket membran permeatet passerar, medan varannan platta är ogenomtränglig för mediet och bildar en skiljevägg mellan en retentat- och en permeatpassage. Samt- liga plattor i filtret uppvisar tre öppningar, av vilka tvà av öppningarna är anordnade att stå i förbindelse med reten- tatpassagerna och en med permeatpassagerna. En strypning är anordnad i utloppet från samlingskanalen för permeat, vilken strypning utgör ett sådant hinder för permeatflödet att permeatpassagerna i filtret hålls fyllda med permeat. 10 15 20 25 30 35 503 277 Genom att använda inert membranmaterial kan risken för block- ering av filtret kraftigt reduceras. Vid tvärströmsfiltrering av mediet innehållande komplexa föreningar som t.ex. öl, mjölk, juice eller vin, finns annars risken att föreningarna binds till membranmaterialet, vilket komplicerar eller t.o.n. omöjliggör diskning. Risken för igensättning minskas också genom att permeatpassagerna hålls fyllda med permeat, vilket gör att tryckfallet över membranet kan hållas lågt med hjälp av mottryckssystem.

Ett filter enligt uppfinningen innefattar med fördel membran- material med en porstorlek av 0,2-10 um. Ett sådant filter utnyttjas lämpligen för rening genom mikrofiltrering av öl, juice och vin. Utnyttjas membranmaterial med större porstor- lek, partikelfiltrering, passerar mera material membranet.

Inerta membranmaterial lämpliga att använda i filtret enligt uppfinningen består av sintrat metalliskt material, glas eller fluorkolvätepolymer, t.ex. teflon.

För livsmedelsändamàl kan membranmaterialet lämpligen utgöras av sintrat rostfritt stål som är livsmedelsgodkänt.

Plattorna i filtret kan utformas på många sätt, t.ex. cirkel- formiga eller ovala, men har med fördel kvadratisk eller rektangulär form med öppningarna belägna i kvadratens eller rektangelns hörn. Ett sådant arrangemang ger stor membranyta med små yttermått.

Genom att plattorna enligt uppfinningen spänns in i ett stativ fördelas de krafter som håller samman filtret över hela dess yta.

De plattor som bildar skiljeväggar i filtret utformas med fördel med korrugeringsmönster. Detta befrämjar turbulensen i 10 15 20 25 30 35 503 277 passagerna och reglerar tryckfallet i dessa. Plattorna får större stadga. Membranplattorna består till största delen av sin yta av membranmaterial. Öppningarna anordnas lämpligen utanför denna del. Plattans tvärsnitt kan vara homogent, dvs. bestå av membranmaterial med samma porstorlek över hela tvär- snittet. Plattan kan också byggas upp av två eller flera skikt, tunna membranskikt, som utgör hinder för det suspende- rade eller emulgerade ämnet/ämnena och stödstruktur med större porositet. Plattorna är i båda utföringsformerna självbärande.

För att ytterligare öka turbulensen i retentat- och permeat- passagerna kan också de plattor som innefattar membranmateri- alet utformas med ett korrugeringsmönster. Filtret kan också byggas upp i sektioner där membranplattor med olika porstor- lek kan förekomma allt efter behov. På detta sätt kan i en första del partiklar eller molekyler med större storlek avskiljas från mediet, medan i en andra del finare partiklar o. dyl. avskiljs.

Till filtret enligt uppfinningen kan sektionen för-uppvärm- ning och/eller kylning av mediet anslutas. Det är också möjligt att förse filtret med speciellt utformade plattor, genom vilka mediet kan tas ut ur filtret och passera en pump som höjer mediets tryck innan mediet återförs till filtret.

Ett filter enligt uppfinningen visas mycket schematiskt på bifogade ritning, som visar en som ett exempel vald ut- föringsform.

På ritningen visas membranplattor l och plattor 2 som bildar skiljeväggar. Samtliga plattor har tre öppningar 3,3', 4,4' och 5,5'. Membranplattorna innefattar i sin centrala del ett membran 6 med önskad porstorlek. De plattor som utgör skilje- väggar är utformade med ett korrugeringsmönstr 7. 10 15 20 25 503 277 Ett medium 8, som skall behandlas i filtret, tillföres detta.

Genom öppningar 3 kommer mediet in i passagen 9 (retentat- passagen) som bildas mellan membranplattan 1 och plattan 2.

En del av flödet avlänkas och strömmar ned genom passagen medan en andra del strömmar vidare in i filtret. Under ström- ningen genom passagen 9 (retentatpassagen) passerar en del av mediet membranet 6 i membranplattan. Resten av mediet ström- mar ut genom öppningen 5' i membranplattan.

Den del av obehandlat medium som passerat förbi passagen 9 passerar öppningen 3' som är avtätad mot permeatpassagen 10 och kommer in i nästa retentatpassage 9. Här avlänkas ytter- ligare en del av flödet, som efter att ha passerat passagen leds ut fran filtret genom öppningarna 5 och 5' som utgör samlingskanal för retentatflödet. Det samlade retentatflödet ll leds bort från filtret.

Det medium som passerat igenom membranet 6 in till permeat- passagen 10, som avgränsas av membranplattan 1 och plattan 2, leds ut genom öppningarna 4 och 4', som bildar samlingskana- ler för permeatflödet 12. En på ritningen icke visad stryp- ning är anordnad i utloppet för permeatkanalen. Genom denna strypning kan permeatflödet ut från filtret strypas i önsk- värd grad så att permeatpassagerna hålls vätskefyllda. Mot- trycket över membranet kan alltså kontrolleras genom denna strypning.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 503 277 Patentkrav

1. Filter avsett för tvärströmsfiltrering av ett medium innehållande suspenderade eller emulgerade ämnen, vilket filter är uppbyggt av likformade plattor, mellan vilka bildas passager för retentat- och permeatflöde, vilka passager är avtätade medelst randpackningar, varjämte plattorna uppvisar öppningar för bildande av samlings- kanaler genom vilka ofiltrerat medium leds till och retentat och permeat leds från passagerna, k ä n n e - t e c k n a t a v att varannan platta (membranplattan) innefattar ett membran av inert material med en por- storlek av 0,1-50 pm genom vilket membran permeatet passerar, medan varannan platta är ogenomtränglig för mediet och bildar en skiljevägg mellan en retentat- och en permeatpassage, att samtliga plattor uppvisar tre öppningar, varvid två av öppningarna är anordnade att stá i förbindelse med retentatpassagerna och en med permeatpassagerna, att de plattor som bildar skilje- väggar är försedda med korrugeringsmönster bl.a. för att befrämja turbulensen i passagerna, samt att en strypning är anordnad i utloppet från samlingskanalen för permeat, vilken strypning utgör ett sådant hinder för permeat- flödet att permeatpassagerna i filtret hålls fyllda med permeat.

2. Filter enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att membranmaterialet har en porstorlek av 0,2-10 p.

3. Filter enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att membranmaterialet utgöres av sintrat metalliskt material, glas eller fluorkolvätepolymer.

4. Filter enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t a v att membranmaterialet utgöres av sintrat rostfritt stàl. 10 15 20 25 30 sl

Filter enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a V att plattorna har kvadratisk eller rektangulär form och att öppningarna är belägna i kvadratens eller rek- tangelns hörn.

6. Filter enligt krav 3, att plattorna är inspända i ett stativ.

7. Filter enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t k ä n n e t e c k n a t a v a V att de plattor som bildar skiljeväggar är försedda med korrugeringsmönster bl.a. för att befrämja turbulensen i passagerfla. 8. Filter enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t

8 V att membranpartiet i membranplattan är homogent i hela sin tvärsektion.

9. Filter enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a V att plattan i vilken membranet ingår utformas med ett tunt membranskikt som utgör hinder för det suspenderade eller emulgerade ämnet/ämnena och en stödstruktur med större porositet, varvid plattan är självbärande.

10' n e t e c k n a t Filter enligt något av föregående krav, k ä n - av att också de plattor som inne- fattar membranmaterialet utformas med ett korruge- ringsmönster.

11. n e t e c k n a t Filter enligt något av föregående krav, k ä n - a v att membranplattor med olika porstorlek hos membranet ingår i olika sektioner av filtret.

12. Filter enligt något av föregående krav, k ä n - 503 277 n e t e c k n a t a v att i filtret ingår sektioner för värmning och/eller kylning av mediet.

13. Filter enligt något av föregående krav, k ä n - 5 n e t e c k n a t a v att i filtret ingår plattor som möjliggör anslutning till en pump som ökar mediets tryck under filtreringen.