Systém a spôsob filtrácie kvapalín

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predložený vynález sa týka systému a spôsobu filtrácie kvapalín. Konkrétnejšie sa týka systému a spôsobu ñltrácie kvapalín, ktoré môžu mať vysoký obsah pevnej látky, ako je pivo, víno, voda a ovocné šťavy, alebo biologických prúdov, ako napríklad zbioreaktorov obsahujúcich polyklonálne,monoklonálne alebo iné požadované proteíny alebo enzýmy, podľa pripojených nárokov 1 a 19.0002 Vína, pivá, ovocné šťavy, voda a prúdy zbioreaktorov obsahujúce proteíny a iné takéto kvapaliny musia byt ñltrované pre odstránenie nečistôt,ako napríklad kryštálov cukru z vína alebo bunkového odpadu a iných bunkových zložiek z prúdov z bioreaktora, alebo kvasiniek z piva, alebo šupiek z hrozna alebo iného ovocia a iných zvyškov nachádzajúcich sa v surových aj čiastočne vyčistených kvapalinách.0003 Tradične sa to uskutočňuje pomocou voľnej posypovej zeminy, ktorá je pridaná do kvapaliny a nechá sa usadiť. Modernejšiu technológiu predstavujú rôzne Ientikulárne alebo doskové a rámové výrobky, ktoré sú vytvorené z materiálu z celulózových vlákien a rôznych plnív ako posypových zemin rôznych plnených polymérov. Tieto filtre sú zariadenia s normálnym tokom, to znamená, že kvapalina je privádzaná do nich, a kvapalina prúdi cez ne na výstup, zatial čo nečistoty zostávajú zachytené v náplní (náplniach). Tieto ñltre sú usporiadané v skrini, ktorá môže obsahovať jeden alebo viac, všeobecne niekoľko týchto ñltrov bud I rám v doske a rámové zariadenie alebo centrálnu tyč. ktorá má sériu otvorov, ktoré vedú do výstupu vo vnútri tyče v zariadení s Ientikulárnou náplňou. Kvapalina vstupuje cez prívod všeobecne na spodnej strane skrine a prúdi okolo a cez filter (filtre) do otvorov v tyči a von zo spodku skrine cez výstup. Náplňové ñltre sa ľahko zanášajú nečistotami, ktoré limitujú ich pracovný cyklus. To často vyžaduje použitie dvoch alebo viacerýchidentických filtračných systémov, ktoré pre zaistenie zodpovedajúcej kapacityv priebehu procesu filtrácie pracujú postupne.0004 Vsúčasnej dobe uživatelia začali vyhľadávať filtračné zariadenia stangenciálnym prúdením TFF (tangential flow filtration). Systémy TFF využívajú tangenciálne prúdenie naprieč cez plochu membrány pre konštantné očisťovanie povrchu membrány od materiálov, ktoré by mohli blokovat alebo upchávat membránu, čo by viedlo kpoklesu účinnosti filtra a skráteniu životnosti. Tieto zariadenia môžu byť vyrobené z keramických filtrov z plochých alebo dutých vlákien, alebo plochých, dutých vlákien alebo špirálovite navinutých polymérnych filtrov.0005 Aj keď napomáhajú k zvýšeniu životnosti tiltračného systému, majú tieto TFF systémy nevýhody zahrňujúce ako náklady na zariadenie aj na jeho prevádzku, tak tiež veľké zadržané objemy a potenciálne poškodenie/degradáclu kvapaliny vdôsledku častých recirkulácií čerpadlem0006 Filtračné systémy TFF sú kapitálovo náročnejšie ako náplňové ñltre a vyžadujú rozsiahle špecializované zariadenia zahrňujúce špeciálne ñltre,držiaky, čerpadlá, potrubia retentátu atď., ktoré sú drahé. Navyše, proces využivajúci tento typ filtra je iný a vyžaduje špeciálne školenie a základné prostriedky určené kjeho uskutočňovaniu. Okrem toho, systém používa 10 až 20-krát viac energie ako náplňový systém pre čerpanie pre vytvorenie adekvátnej recirkulácie tekutiny pre vytvorenie a udržanie TFF prúdenia. Rovnako kvôli rozsiahlemu potrubiu použitému vtakýchto systémoch sa v systéme nachádza velký zadržaný objem potom, čo je filtrácia dokončená. Tekutina, ktorá nebola preñltrovaná a nachádza sa v nádrži, v potrubí retentátu,v čerpadlách atď., sa po tiltračnom procese vypúšťa. Často sa kvapalina, ktorá je Stratená, počíta vdesiatkach galónov, a môže predstavovať až 10 (v závislosti na zádržnej kapacite systému a dĺžke a počte opakovaných cyklov filtrácie) východiskového objemu, čo vedie k zníženiu celkového výťažku produktu. Nakoniec, mnohé kvapaliny sú citlivé voči strižnému namáhaniu a iným obdobným silám pôsobiacim na nich vzariadeniach TFF a môžudegradovať alebo poškodiť produkt, najmä víno.0007 Keramické tiltre fungujú, avšak majú ďalšie nevýhody, sú totiž náchylné k rozbitiu za rôznych podmienok, ktoré väčšinou nemôžu byť identiñkované alebo kvantifikované. Alternatívou keramických filtrov TFF je teraz systém z plastových alebo polymérnych dutých vlákien, ktorý má nízky alebo obmedzený priečny prietok, aby bol znížený počet cyklov, v ktorých je kvapalina recirkulovaná. Aj ked kvalita kvapaliny je zlepšená znížením recirkulácie, pretrvávajú nevýhody ceny a velkého zadržaného objemu. Avšak,čo je dôležitejšie, nízky priečny prietok sa dosiahne zvýšením plochy použitej membrány, často aspoň dvojnásobným, oproti tradičnému systému TFF, čo opäť zvyšuje cenu a zadržaný objem. Okrem toho, polymérne membrány TFF sú relatívne málo pevné a sú náchylné k prasknutiu, v prípade že je na nich aplikovaný príliš vysoký tlak alebo strižná sila. Okrem toho, čistenie takýchto filtrov je ťažké, drahé a časovo náročné, čo robí takúto ñltráciu omnoho drahšiu.0008 Okrem toho, filtráciu TFF je všeobecne ťažké aplikovať na studenú ñltráciu, ktorá môže byť používaná v aplikáciách pre víno, pivo a ovocné šťavy,pretože vyššia viskozita kvapaliny vdôsledku nižšej teploty vedie knižším prietokom a tým aj väčším systémom, čo ich robí ťažko ekonomicky realizovatelnými. Inou nevýhodou použitia ñltrov TFF pri aplikovani studenej filtrácie vína alebo ovocných štiav, ktoré často zahrňujú ñltráciu kryštálov, je, že polymérne membrány nie sú kompatibilné so škrabacím účinkom kryštálov cukru pri studenej filtrácii, ktorý spôsobuje opotrebenie filtrov a vznik častíc prítomných v tekutine.0009 US-A 2 423 172, US-A 3 155 613, US-A 4 973 404 a US-A 4 704 210 opisujú filtračné procesy s bežnými ñltračnými pomocnými látkami s regeneráciou povrchu filtračného média flltračným pomocným materiálom po regenerácii spätným prepláchnutím. Regenerácia sa uskutočňuje recirkuláciou tiltrátu na vstupnú stranu filtra, pokiaľ sa tiltrát nevyčistí. Spätným prepláchnutim vynesený materiál filtračného koláča je odvádzaný dnom filtračného aparátu.0010 W 0 20081109928 A opisuje ñltračný proces s bežnými tiltračnými pomocnými látkami, pričom tekutina pre filtráciu je vedená od prívodu tekutinyk bariérovým filtrom usporiadaným medzi prívodom tekutiny a prvým výstupomtekutiny, aby bola zvýšená kontinuálna erózia materiálu zachyteného na0011 Je požadovaný systém pre filtráciu systémov svysokým obsahom pevnej látky, ktorý je možno jednoducho postaviť a prevádzkovať, a ktorý je možno získať a prevádzkovať lacnejšie ako systémy TFF, a ktorý zvyšuje výťažok sminimálnym priechodom filtrácie systémom pre minimalizáciu0012 Predložený vynález sa týka systému a spôsobu prevádzkovania systému, ktorý umožňuje dlhodobú filtráciu produktu bez straty ñltračnej schopnosti upchávaním alebo zanášaním, podľa pripojených nárokov. Systém je systém pre filtráciu snormálnym prúdením, ktorý má jednu alebo viac filtračných vložiek pripojených k výstupu jednej alebo viac skriniam v systéme. Filtračná vložka (vložky) sú obsiahnuté vo vnútri nádoby a visia výhodne vertikálne od výstupu. Kvapalina vstupuje do nádoby skrine a prichádza do styku svonkajšlmi plochami jednej alebo viacerých vložiek. Nečistoty sú zachytávané na alebo v povrchu filtra a prefiltrovaná kvapalina prúdi cez filter a cez výstup. Meria sa jeden alebo viac parametrov ako prietok. tlaková strata cez membránu a/alebo čas, a hned ako sa požadovaný parameter dosiahne,filtrácia sa zastaví. Nastáva spätné preplachovanie cez ñltračne vložky pre odstránenie zachytených nečistôt na alebo v povrchu filtra. spätne prepláchnutý materiál je vedený k výstupu nádoby, ktorý je spojený s odtokovým kanálom. Systém je potom recirkulovaný v smere prúdenia pre opätovné ustanovenierovnováhy a je znovu začatá filtrácia.0013 Voliteľne môže byť zahrnuté tiež bočné preplachovanie vložiek zvonka, prostredníctvom jedného alebo viacerých vstupov vytvorených v bočnej stene nádoby vsusedstve vonkajšej plochy (plôch) jednej alebo viacerých filtračných vložiek. To môže byt uskutočňované namiesto, avšak výhodne navyše, ku kroku spätného preplachovania a môže sa uskutočňovať bud predalebo po kroku spätného preplachovania, avšak pred krokom recirkulácie.

MPK / Značky

MPK: B01D 29/33, B01D 29/88, B01D 29/90, B01D 35/22, B01D 29/66

Značky: spôsob, filtrácie, kvapalín, systém

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/30-e11348-system-a-sposob-filtracie-kvapalin.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Systém a spôsob filtrácie kvapalín</a>

Podobne patenty