Фільтр для очищення водно-спиртових сумішей

Корисна модель належить до харчової промисловості для очищення водно-спиртових сумішей, що поступають після очищення від механічних домішок. Фільтр складається з циліндричного корпуса (1); верхньої (2) та нижньої (3) кришок, що вкручуються в корпус; картриджа (змінна фільтруюча касета), до складу якого входить дренажна сітка (4) та набір кільцевих (5) і суцільних (6) фільтруючих елементів, совокупність яких утворює "глухий циліндр" з днищем вгорі. Фільтруючі елементи виготовлені з фільтрувального картону, з адсорбційними властивостями АФК, що досягається при його виготовленні введенням в волокнисту целюлозу активованого вугілля. Винахід дозволяє в водно-спиртових сумішах понизити вміст сивушної олії, метанолу, підвищити органолептичні показники якості горілки. Винахід відноситься до харчової промисловості, зокрема до лікеро-горілчаного виробництва, де є необхідність суттєвого зниження слабо-концентрованих домішок (мг/л). Відомо, що очищення водно-спиртових сумішей здійснювалась на фільтрпресах вітчизняного виробництва (Бердичівський завод «Прогрес») з розмірами картонних пластин 0,4×0,4м, а також зарубіжних фільтрпресах з розмірами 0,8×0,8м. До 1998 року з цією метою використовувався АФК з ФРГ. В 1998 році був створений вітчизняний АФК [патент України 24495А кл. В01D39/04, опубл. 1998, авт.... Сидоренко О.С, Сидоренко С.В.]. Відомо про спосіб очистки водно-спиртової суміші для приготування горілчаного напою, що включає фільтрацію водно-спиртової суміші через фільтр, який відрізняється тим, що фільтрація проводиться через фільтрувальний адсорбційний матеріал товщиною 2,5...7мм, в якому сорбент у вигляді активованого вугілля с дисперсністю частинок 0,01...0,2мм складає 30...60%мас, а решта - волокниста целюлоза. Спосіб відрізняється тим, що фільтрацію водно-спиртової суміші проводять через фільтрувальний адсорбційний матеріал із швидкістю 5...60дал за годину на 1м2 поверхні фільтрувального адсорбційного матеріалу [патент України 36455А кл. C12F3/00, опубл. 2001, авт.... Сидоренко О.С., Сидоренко С.В.]. Але недоліком фільтрпресів, де використовується АФК, їх дуже велике метало ємність, великі габарити, а тому вони є неекономічними. Відомо використання для додаткового очищення води (при попередньому очищенню від механічних домішок) фільтра, який установлюється безпосередньо на водопровідний кран [патент РФ 2027677, кл. C02F1/28 опубл. 1995]. Такі фільтри незручні в експлуатації, так як мають високу продуктивність, а це далеко не завжди доцільно з точки зору адсорбції. Відомо, що для доочищення води використано фільтр, що має приймальну ємність для неочищеної води, змінний картридж і приймальну ємність для очищеної води [заявка ФРГ 3922391, кл. C02F1/42, опубл. 1991]. Картридж вкручується в отвір приймальної ємності для неочищеної води і має шар активованого вугілля та шари іонообмінної смоли. Продуктивність таких фільтрів залежить від конструкції картриджа, степені його забруднення і тиску води на вході. Якість очищення визначається використаними в картриджі фільтруючими матеріалами. Заявка ФРГ 3922391 та патент України 36455 були прийняті за аналоги тому, що вони є найбільш близькими за технічною сутністю рішенням до пропонованої моделі. На відміну від аналогів, що розглянуті, корисна модель, що пропонується має - по перше більший ресурс роботи при тій ж самій величині фільтрувального матеріалу за рахунок того, що в аналогу адсорбент (активоване вугілля), насичується (стає відпрацьованим) поступово (має місце переміщення фронту рівних концентрацій) від перших шарів, що звернені до суміші, яка входить в апарат, до останніх. З появою "проскока" (не повне вилучення компонента, що поглинається) фільтр повинен припиняти свою роботу в зв'язку зі зниженням якості продукції при досягненні динамічної активності адсорбенту. Доля таких шарів адсорбенту достатньо суттєва. Технічним ефектом винаходу є одночасна робота всього об'єму адсорбенту в зв'язку з подачею "свіжої" суміші в кільцевий простір картриджа. Таким чином, крім більш повного залучення адсорбенту до роботи виникає можливість збільшення продуктивності фільтра, що важливо для його промислового застосування. - по друге використання відносно щільного фільтрувального матеріалу (АФК), що має густину 350...450кг/м3 , забезпечує значно повніший контакт молекул (порівняно з насипним сорбентом в усіх розглянутих фільтрах) водно-спиртової суміші з частинками сорбенту, так як проходячи через целюлозні частинки суміш позбавляється від сивушних олій, альдегідів, складних ефірів, метанолу, органічних з'єднань, марганцю, досягається висока прозорість суміші та підвищуються її органолептичні якості, і в цілому підвищуються повнота очистки водноспиртової суміші. Сутність корисної моделі пояснюється на прикладі креслення (Фіг.), на якому зображений поздовжній розріз фільтра. Він складається з циліндричного (або іншої форми, наприклад, прямокутної, що має певні переваги з точки зору економії АФК при його розкрої) корпуса 1, який виготовляється з нержавіючої сталі; верхньої (2) та нижньої (3) кришок з трапецеїдальною різьбою, які в залежності від продуктивності фільтра закручуються вручну або ключем; картриджа, що складається з дренажної сітки 3 з нержавіючої сталі, яка служить каналом для виходу очищеної суміші і має товщину (1...3мм) в залежності від продуктивності фільтра та набору кільцевих (5) і суцільних (6) фільтруючих елементів, що виготовлені з АФК. Ці елементи виготовлені з картону товщиною від 2,5 до 7мм з вмістом активованого вугілля марки БАУ, регенерованого після використання в лікеро-горілчаній промисловості, біля 20-40% мас, частинки якого мають дисперсність 0,01...0,2мм, а вміст волокнистої целюлози становить біля 60-80% мас. Швидкість фільтрації біля 30дал за годину з 1м2 поверхні, за яку слід вважати умовну площу "глухого" циліндра, утвореною на середньому діаметру кільця фільтруючих елементів. Ширина кільця d змінювалась в межах 2,5...10мм і визначала тиск, який повинен забезпечувати насос. Цей тиск змінювався в рамках 0,05...0,7мПа. Фільтр та картридж працюють наступним чином. Розглядається приклад конкретного виконання способу. Приготовлена водно-спиртова суміш міцністю 40,1об. насосом під тиском 0,07мПа подається на фільтр, в середині якого знаходиться картридж, виготовлений з АФК, товщиною 4,7мм при ширині кільця 7,5мм і висоті 300мм. В картоні вміст активованого вугілля марки БАУ-А, регенерованого після використання в лікеро-горілчаній промисловості складає 45% мас, де частинки мають дисперсність 1,05мм, а вміст листяної (осинової целюлози складає 55% мас. в перерахунку на суху речовину, та виконують фільтрацію). Швидкість фільтрації 32,5дал за годину на 1м2 поверхні. Швидкість визначена згідно аналізу домішок у водно-спиртовій суміші. В результаті цього прикладу отримаємо водно-спиртову суміш з такими показниками: Таблиця Найменування показника Лужність Масова концентрація альдегідів Масова концентрація сивушної олії Масова концентрація складних ефірів Об'ємна частка метилового спирту Дегустаційна оцінка Одиниця виміру мл мг/л.б.с. мг/л.б.с. мг/л.б.с. %б.с. бал Значення до очищення після очищення 2,6 2,6 4,5 3,3 2,9 2,1 21 16 0,025 0,021 9,2 9,6 Аналіз даних таблиці (3 і 4 колонки) показує покращення всіх показників, що свідчить про перспективність застосування фільтрів з картриджами при застосуванні АФК. Цей спосіб очистки водно-спиртової суміші для приготування горілчаного напою може бути виконаний промисловим способом на будь-якому харчовому виробництві, зокрема на спиртовому або лікеро-горілчаному, при наявності фільтрів та фільтрувально-адсорбційного матеріалу на базі наявного на підприємстві обладнання.