Способ мембранного концентрирования

 

Изобретение относится к области концентрирования растворов мембранным методом и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической промышленности. Способ мембранного концентрирования включает отвод фильтрата из мембранного элемента при циркуляции жидкости и одновременно с отводом фильтрата производят удаление слоя геля с повышенным содержанием растворенных веществ с поверхности мембраны в дополнительную емкость, используя его в дальнейшем в качестве исходного раствора для концентрирования. Способ позволяет интенсифицировать процесс концентрирования. 1 ил.

Изобретение относится к области концентрирования растворов и, в частности, мембранному концентрированию и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической промышленности.

Известен процесс мембранного концентрирования, который осуществляется за счет отвода фильтрата из мембранного элемента при циркуляции жидкости (1). Недостатком процесса является его высокая энергоемкость за счет циркуляции через мембранный элемент всего объема жидкости, находящейся в емкости.

Известен процесс мембранного концентрирования, который осуществляется таким образом, что в циркуляции через мембранный элемент участвует только часть жидкости, что значительно снижает энергозатраты (2). Недостатком процесса является накопление высокомолекулярных веществ на поверхности мембраны и возникновение концентрационной поляризации, вследствие чего образуется слой геля с повышенным содержанием растворенных веществ. Это снижает движущую силу процесса и, следовательно, производительность установки.

Целью изобретения является интенсификация процесса мембранного концентрирования. Данная цель достигается за счет организации процесса концентрирования таким образом, чтобы наряду с обычным концентрированием за счет отвода фильтрата через мембрану одновременно производилось бы удаление слоя геля с повышенным содержанием растворенных веществ с поверхности мембраны в дополнительную емкость, который в дальнейшем использовался бы в качестве исходного раствора для концентрирования, причем отвод геля и его использование производится до тех пор, пока не будет достигнута необходимая степень концентрирования.

Способ концентрирования осуществляется с помощью ультрафильтрационной установки, которая представлена на чертеже. Установка состоит из емкостей 1, 2, предназначенных для исходного раствора или геля, циркуляционного насоса 3, питающих насосов 4, 5, трехходовых вентилей 6, 7, двухходовых вентилей 8, 9, 10, 11, 12, 13 и мембранного модуля 14.

Способ мембранного концентрирования осуществляется следующим образом. Из емкости 1 исходный раствор питающим насосом 4 через вентиль 6 подается на циркуляционный насос 3, который создает рабочее давление в мембранном модуле 14, вследствие чего происходит отделение через мембрану низкомолекулярных веществ в виде фильтрата. Сконцентрированный раствор выходит из модуля и, пройдя вентиль 10, направляется снова на насос 3. В процессе циркуляции происходит концентрирование раствора. Вентили 7, 9, 11, 12, 13 закрыты. В процессе мембранного концентрирования на поверхности мембраны образуется слой геля с повышенным содержанием растворенных веществ. Образующийся слой геля отводится с мембраны и через вентиль 8 направляется в емкость 2, в которой происходит накопление геля. Циркуляция раствора и отвод геля продолжается до тех пор, пока имеется раствор в емкости 1. Когда раствор в емкости 1 заканчивается, в работу включается емкость 2, в которой находится гель. Циркуляция геля осуществляется по контуру, включающему насос 3, модуль 14 и вентиль 11. Питание контура производится из емкости 2 питающим насосом 5. При этом вентили 6, 8, 10, 12, 13 закрыты. По мере концентрирования на поверхности мембраны также образуется слой геля, который через вентиль 9 отводится в емкость 1. По мере опустошения емкости 2 происходит одновременное заполнение емкости 1 гелем, имеющим большее содержание растворенных веществ, чем исходный.

Процесс, описанный выше, продолжается до получения заданной концентрации растворенных веществ. При получении необходимой концентрации в системе производится сбор готового продукта в бак 1 или 2, для чего открываются вентили 12 и 13, а затем трехходовые вентили 6, 7, осуществляется его слив.

Преимуществом данного способа является интенсификация процесса за счет снижения продолжительности концентрирования. Это происходит за счет совмещения мембранного концентрирования в результате отвода фильтрата и съема слоя геля с повышенным содержанием растворенных веществ и использованием его в качестве исходного раствора для дальнейшего концентрирования.

Формула изобретения

\ \\1 Способ мембранного концентрирования, включающий отвод фильтрата из мембранного элемента при циркуляции жидкости, отличающийся тем, что одновременно с отводом фильтрата производят удаление слоя геля с повышенным содержанием растворенных веществ с поверхности мембраны в дополнительную емкость, используя его в дальнейшем в качестве исходного раствора для концентрирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для насыщения воды воздухом и может быть использовано, например, в составе флотационной установки для очистки сточных вод

Изобретение относится к устройствам для насыщения воды воздухом и может быть использовано, например, в составе флотационной установки для очистки сточных вод

Изобретение относится к химической технологии, в частности к очистке жидкостей методом флотации, и может найти применение в области хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения для очистки воды с высокой эффективностью

Изобретение относится к очистке сточных вод от механических примесей и нефтепродуктов и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где возникает такая необходимость

Изобретение относится к технике водоподготовки и может быть использовано для озонирования питьевой воды в системах питьевого водоснабжения, в системах индивидуальной очистки питьевой, а также для обеззараживания сточных вод

Изобретение относится к оборудованию для извлечения металлов и других примесей из сточных вод, технологических растворов и может быть использовано в металлургической, химической, пищевой и других отраслях промышленности

Изобретение относится к области очистки вод от нефтепродуктов и может быть использовано на нефтедобывающих предприятиях для тонкой очистки пластовых вод или промысловых вод, а также на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности для очистки сточных вод

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к солнечным опреснителям соленой воды небольшой производительности, используемым в быту

Изобретение относится к средствам обработки воды с окислением озоном содержащихся в ней загрязнений

Изобретение относится к технике и касается устройств для обработки веществ в магнитном поле
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для предотвращения образования накипи на поверхностях нагрева теплообменных аппаратов, паровых и водогрейных котлов, а также для опреснения и выпаривания воды, в технологических процессах производства, сельском хозяйстве, быту, курортно-санаторном лечении и др

Изобретение относится к обработке природных вод, в частности к комплексной их очистке от солей постоянной жесткости, ионов железа и ионов тяжелых металлов

Изобретение относится к материалам для осуществления каталитических процессов и может быть использовано в химической, нефтехимической, легкой промышленности, в частности для очистки сточных вод и газовых выбросов от сульфидов

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к атомной экологии, и может быть использовано при переработке жидких радиоактивных отходов (ЖРО), образующихся при эксплуатации различных атомно-энергетических установок

Изобретение относится к технологии водообработки и анализу состава природных и сточных вод
Наверх