Микрофильтрация

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Декабря 2011 в 20:37, реферат

Краткое описание

Микрофильтрация — процесс разделения жидких смесей от взвешенных частиц диаметром 100-0,1 мкм (микрон). В обычной практике зачастую под процессами микрофильтрации понимают процессы, где применяются дисковые, каркасно-навитые или патронные фильтры. Их применяют как "полирующие" фильтры, устанавливаемые в качестве последней стадии очистки воды в системах водоподготовки.
Микрофильтрация широко применяются в медицине, пищевой промышленности, на предприятиях производящих алкогольные и безалкогольные напитки, вино, пиво, растительное масло, другие продукты.

Содержание работы

1. Введение………………………………………………………………………..3
2. Мембраны для микрофильтрации……………………………………………4
3. Оборудование для микрофильтрации………………………………………..5
4. Установки микрофильтрации для очистки воды……………………….…...7
5. Области применения в молочной промышленности………………………14
6. Номинальная и абсолютная производительность……………………….....17
7. Технические характеристики УМФ………………………………………...19
8. Опции, реализованные в УМФ……………………………………………...21
9. Процесс очищения…………………………………………………………...22
10. Заключение…………………………………………………………………24
11. Список используемой литературы………………………………………..26

Содержимое работы - 1 файл

микрофильтрация.docx

— 400.30 Кб (Скачать файл)

 при  диаметре пор 3 мкм - микрофильтрация  масел и других вязких жидкостей,  фильтрация тонких взвесей, цитофизиологические  исследования;      

 при  диаметре пор 1,2 мкм - фильтрация  суспензий, очистка растворителей,  гидравлических жидкостей и воздуха  для приборов управления, разделение  аэрозолей, исследование планктона,  цитофизиологические исследования;       

 при  диаметре пор 0,8 мкм - тонкая  фильтрация реактивов, фильтрация  газов, контроль чистоты помещений,  анализ радиоактивных частиц, анализ  дрожжей и плесневых грибков,  исследование молочных продуктов,  гравиметрический анализ и микроскопическое  исследование топлива и минеральных  масел;      

 при  диаметре пор 0,65 мкм - тонкая  фильтрация химических, фармацевтических  препаратов, микробиологическое исследование  молочных продуктов;      

 при  диаметре пор 0,45 мкм - тонкая  фильтрация растворителей, получение  сверхчистой воды и фотохимикатов,  анализ воздуха, обнаружение бактерии Еcoli в питьевой воде, выделение дрожжей и плесневых грибков из жидких дисперсий;      

 при  диаметре пор 0,3 мкм - фильтрация  сыворотки, анализ радиоактивных  частиц, стерилизация жидкостей  и газов;      

 при  диаметре пор 0,22 мкм - получение  оптически чистых продуктов, концентрирование  некоторых бактериофагов, стерилизация  жидкостей и газов, в том  числе фармацевтических и медицинских  препаратов, а также питательных  сред, стерилизационный контроль  фармацевтических препаратов.      

 С  целью наиболее полного использования  специфических свойств микрофильтров  разделяемые дисперсии рекомендуется  подвергать предварительной фильтрации  на специальных фильтрах.      

 Весьма  эффективным является использование  микрофильтров на основе ацетатов  целлюлозы в качестве стационарной  фазы для электрофоретического  разделения белков сыворотки  крови и других высокомолекулярных  веществ. Использование микрофильтров  вместо бумаги в электрофоретических  методах анализа позволяет в  15-20 раз ускорить проведение анализа. 

Характеристики  некоторых марок  микрофильтрационных  мембран

Марка 
мембраны
Фирма-изгото- 
витель мембран 
(страна)
Средний 
размер 
пор, мкм
Проницаемость для 
дистиллированной 
воды, м
3/(м· ч)
Давление 
проскока, 
пузырька, МПа
Материал 
мембраны
SC «Миллипор» 
(США)
8 378 0,025 Смесь ацетата 
и нитрата 
целлюлозы
SM 5 240 0,04
SS 3 178 0,07
1,2 133 0,085
АА 0,8 94 0,11
0,65 66 0,13
НА «Миллипор» 
(США)
0,45 23 0,23 Смесь ацетата 
и нитрата 
целлюлозы
РН 0,3 18 0,28
GS 0,22 9 0,38
0,1 0,9 1,75
0,05 0,45 2,65
VS 0,025 0,09 3,5
1,0 54 (для метанола) 0,02 Фторопласт
0,5 24 (для метанола) 0,05
FG 0,2 9 (для метанола) 0,09
ЕА 1,0 106 0,1 Ацетат 
целлюлозы
0,5 29 0,21
EG 0,2 9 0,38
LC 10,0 75 (для метанола) 0,004 Фторопласт
LS 5,0 31 (для метанола) 0,006
BS 2,0 138 (для метанола) 0,07 Поливинилхлорид
BD 0,6 20 (для метанола) 0,07
GA-1 «Гельман» 
(США)
5 192 0,058 Триацетат 
целлюлозы
GA-3 1,2 171 0,075
GA-4 0,8 132 0,096
GA-6 0,45 42 0,22
GA-7 0,3 24 0,24
GA-8 0,2 18 0,34
GN-6 0,45 42 0,22 Смесь эфиров 
целлюлозы
Alpha-6 90 (для ацетона) 0,096 (через 
керосин)
Регенерированная 
целлюлоза
Alpha-8 0,2 39 (для ацетона) 0,15 (через 
керосин)
-
VM-1 5 420 0,01 Поливинилхлорид
DM-800 0,8 90 0,1 Сополимер 
поливинилхлорида 
и акрилонитрила
SM11104 «Сарториус» 
(ФРГ)
0,8 135 0,13 Ацетат 
целлюлозы
SM11105 0,6 90 0,17
SM11106 0,45 39 0,27
SM11107 0,2 15 0,37
SM11901 8 660 - Полиамид
SM11902 3 264 -
SM11903 1,2 180 -
SM11904 0,8 135 -
SM11905 0,6 90 -
SM12801 8 660 0,04 (через 
30% этанол)
Поливинилхлорид

Сравнительная характеристика установок  микрофильтрации

Параметр «Miliроге» 
(США)
«Pall 
(США)
«Sartorius» 
(ФРГ)
«Kuraba» 
(Япония)
Технопарк РХТУ 
(г. Москва)
Дистиллиро- 
ванная 
вода
Агрессив- 
ная среда
Дистиллиро- 
ванная 
вода
Агрессив- 
ная среда
Дистиллиро- 
ванная 
вода
Дистиллиро- 
ванная 
вода
Дистиллиро- 
ванная 
вода
Дизельное 
топливо
CWD 
DI-10
Fluorbgard 
ТР
Ultipor 
N-66
Emflon 56 ESM-31002 Kraxfil АкваКонМет 
(АКМ 1,4)
Длина, мм 246 254 250 920
Диаметр, мм 70 74 74 113
Производительность, 
м3
0,9 1,2 0,48 0,6 0,46 0,42 0,5 0,01
Рабочее давление, 
МПа
0,08 0,025 0,03 0,01 0,02 0,3 - 0,5
Диаметр пор, мкм 0,2;

0,45

0,1;

0,2;

0,45

0,1;

0,2;

0,45

0,2 0,1;

0,2;

0,45

0,1;

0,2;

0,45

0,07 - 0,2;

0,2 - 0,5;

0,5 - 1,03

Площадь фильтрующей 
поверхности, м2
0,37 0,46 0,47 0,4 1,4
Материал 
мембраны
Эфир 
целлюлозы
Политетра- 
фторэтилен
Нейлон-66 Политетра- 
фторэтилен
Ацетат 
целлюлозы
Политетра- 
фторэтилен
Керамика
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Области применения микрофильтрации в молочной промышленности

  • Регенерация рассола;
  • "Холодная пастеризация" молока – 99,5% (увеличение сроков хранения) ;
  • "Холодная пастеризация" жидкого WPC;
  • Выделение коллоидных частиц из молочного сырья; 
     
 

    
 

При микрофильтрации  жидкость под действием межмембранного давления проходит через фильтр - мембрану (рис.3). Мембрана свободно пропускает белки, сахара и соли. Если размер частички больше поры мембраны, то такие частицы  задерживаются на поверхности мембраны и образуют слой. Постоянное прокачивание ренентата параллельно поверхности  мембраны смывает этот слой и предотвращает  забивку фильтра. 

Рис. 3. Структура мембраны (вид под электронным  микроскопом) и схема разделения 

Размер  пор 1,4 мкм позволяет удалить из молока более 99,99 % бактерий и спор. Однако молочный жир не может пройти через  мембрану, что затрудняет процесс  фильтрации. Поэтому на фильтрационной установке обрабатывается только обезжиренное молоко или 

сыворотка. Сливки обрабатываются традиционным нагревом.

При микрофильтрации  входящий поток разделяется на две  фракции: пер-меат и ретентат. Пермеат  проходит через мембрану и, таким  образом, является обеззараженным продуктом. На первой ступени установки пермеат  составляет приблизительно 95 % входящего  потока. На многоступенчатых установках количество пермеата может составлять 99,5 % объема входящего обезжиренного  молока. Это соответствует степени  концентрации 20 и 200 в зависимости  от отделения жира, качества сырья  и мощности установки. Микроорганизмы скапливаются в ре-тентате, т.е. в  той части, которая не проходит через  мембрану. Ретентат можно добавить в сливки или переработать отдельно.

Для производства питьевого молока и сыра отдельные  потоки (обезжиренное молоко и сливки) в зависимости от заданной жирности объединяются, при этом необходимо проводить частичную или полную гомогенизацию. Также возможно (при  производстве молока ESL) соединять молоко и сливки после пастеризации обезжиренного  молока во избежание повторной тепловой обработки сливок. Белковые концентраты  поступают на дальнейшие производственные операции непосредственно в виде пермеата. Компания MMS AG производит также все необходимое оборудование для ультрафильтрации и владеет этой технологией  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

               5. Номинальная и абсолютная производительность

В процессе микрофильтрации может  иметь место не только процесс  фильтрации. Возможно набухание мембраны с изменением ее характеристик и  химическое или электрохимическое  взаимодействие между мембраной  и некоторыми растворимыми веществами или коллоидами, содержащимися в  фильтруемой воде. Поэтому микрофильтры имеют два параметра: номинальная  и абсолютная производительность. При определении номинальной производительности учитывается даже фильтрация частиц, размер которых меньше размера пор, за счет фильтрующего действия твердых веществ, скапливающихся на поверхности мембраны. Абсолютная производительность – это 100% – ное удаление частиц, размеры которых превышают размеры пор. Номинальную производительность следует определять экспериментально для конкретной системы "мембрана/жидкость".

Как и в других процессах фильтрования воды, скорость фильтрации находится  в прямой пропорциональной зависимости  от температуры воды (в обратной пропорциональной зависимости –  от вязкости) и от перепада давления на мембране. В отличие от других процессов мембранного отделения  весь фильтрат (100%), получаемый при микрофильтрации, представляет собой продукт заданного  качества.

            Для осуществления мембранной фильтрации на практике перед подачей воды содержащей твердые вещества, на мембранный фильтр необходимо удалить основную массу взвешенных твердых веществ при помощи глубинных фильтров или фильтров с перегородками). При такой технологии мембранная фильтрация применяется на последней ступени процесса очистки для удаления загрязняющих примесей, которые могут вывести интегральную схему из строя и которые нельзя обнаружить обычными методами анализа. В этом случае мембрана рассчитана на фильтрацию воды для многих систем городского водоснабжения в объеме более 1000 л/кв. см (250000 галлонов/кв. фут), до того как этот показатель вследствие забивания мембраны станет менее 1 л/кв. см (250 галлонов/кв. фут 
 
 
 
 
 
 
 
 

                          6. Технические характеристики УМФ

Установки микрофильтрационные УМФ выпускаются  по ТУ 5131-004-59988194-07.

Информация о работе Микрофильтрация