Целюлозний фільтрувальний матеріал

Реферат: Фільтрувальний матеріал містить волокнисті компоненти, що включають целюлозу зі ступенем млива 30-95 °ШР у кількості 40-91 мас. %, синтетичні волокна (поліамідні, поліефірні, полівінілацетатні, полівінілспиртові) у кількості 0,1…30 мас. %, та 1-30 мас. % гідрофобізуючої суміші на основі модифікованих крохмалів, модифікованих полівінілацетатних, полівінілспиртових, поліамідних матеріалів. Він додатково містить в композиції, наряду з іншими волокнистими матеріалами, 40-91 мас. % катіонованої амінними та амонійними сполуками целюлози зі ступенем заміщення 30-60 %. UA 118067 U (12) UA 118067 U UA 118067 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до виробництва фільтрувальних матеріалів, призначених для очищення води або інших рідин, в яких молекулярна маса розчинених компонентів набагато більша молекулярної маси розчинника. Основними вимогами до фільтрувальних матеріалів, що призначені для очищення рідин, є однорідність структури, достатня міцність у вологому стані, висока селективність і швидкість фільтрації. Якщо матеріал планується використовувати для фільтрування харчових рідин, він не повинен містити небезпечних для здоров'я людини речовин. Відомий фільтрувальний матеріал (Патент України № 38134 А, D21H27/08, 2001), до композиції якого входять розмелені волокна целюлози з хвойних порід деревини і целюлози сульфатної з листяних порід деревини зі ступенем млива 26-32°ШР при середній довжині волокна не менше 40 дг, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: целюлоза з хвойних порід деревини 40-70 целюлоза сульфатна з листяних порід деревини 30-60, а матеріал крепований до ступеня крепування не менше 10 %. Недоліком такого матеріалу є низька міцність у вологому стані і недостатня ефективність при фільтруванні тонкодисперсних суспензій. Підвищення вологості фільтрувальних матеріалів, що містять лише целюлозні волокна, різко знижує їх механічну міцність. Для підвищення вологоміцності таких матеріалів до композиції вводять гідрофобні речовини. Широке використання у світі отримали фільтрувальні матеріали з використанням у композиції меламіно-формальдегідної смоли як термореактивної зв'язувальної речовини для підвищення вологоміцності. Відомий фільтрувальний матеріал для рідин, у тому числі і харчових, (А. с. СРСР № 1230638, кл B01D99/18, 1986), що містить мерсеризовану деревну целюлозу, немерсеризовану целюлозу і меламіно-формальдегідну смолу, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: мерсеризована целюлоза 41-58 немерсеризована целюлоза 40-56 меламіно-формальдегідна смола 2-3. Такий фільтрувальний матеріал має достатню фільтрувальну здатність при високій швидкості фільтрації. Проте він містить дорогу мерсеризовану целюлозу, виробництво якої викликає значне забруднення стічних вод лугом, що також потребує додаткових витрат для їх очищення. Найбільш близьким за технічною суттю є фільтрувальний матеріал (Патент України № 106564, B01D 39/00 D21H 27/08 D21H 27/28, 2016), що містить целюлозу зі ступенем млива 3095°ШР, синтетичні волокна (поліамідні, поліефірні, полівінілацетатні, полівінілспиртові) та гідрофобізуючу суміш на основі модифікованих крохмалів та модифікованих полівінілацетатних, полівінілспиртових, поліамідних матеріалів, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: целюлоза 0-69,9 синтетичне волокно 0,1-30 гідрофобізуюча суміш 1-30. Перевагою цього матеріалу є можливість очищати воду від завислих речовин різних ступенів дисперсності та колоїдних часток при підвищених тисках (до 1 МПа), висока селективність по відношенню до розчинних забарвлюючих речовин. Недоліком даного матеріалу є недостатньо висока продуктивність під час фільтрування рідин, що містять розчинені забарвлюючі речовини. В основу корисної моделі покладена задача створення фільтрувального матеріалу для очищення води при підвищених тисках (до 1,0 МПа) від розчинених забарвлюючих речовин, маса яких набагато більша молекулярної маси розчинника при забезпеченні високої ефективності фільтрування (низької залишкової кольоровості). Поставлена задача вирішується тим, що в якості волокнистого компонента використовуються розмелені волокна целюлози зі ступенем млива 30-95°ШР, а також катіонованої амінними та амонійними сполуками целюлози, зі ступенем заміщення 30-60 %. Крім того, для підвищення міцності та вологоміцності додаються синтетичні (поліамідні, поліефірні, полівінілацетатні, полівінілспиртові) волокна та гідрофобізуюча суміш на основі модифікованих крохмалів, полівінілацетатних, полівінілспиртових, поліамідних матеріалів. Отримання фільтрувального матеріалу здійснюється наступним чином: до суспензії целюлози зі ступенем млива 30-95°ШР, додають суспензію катіонованої целюлози, а також 1 UA 118067 U 5 суспензію синтетичного волокна. Після гомогенізації волокнистої суспензії додають розчин 2 зв'язувальної гідрофобізуючої суміші. Із заданої композиції виготовляють зразки з масою 1 м від 60 до 200 г. Винахід ілюструється таким прикладом. Приклад. Фільтрувальний матеріал виготовляють із таким співвідношенням компонентів, мас. %: целюлоза сульфатна хвойна 0,1 вибілена катіонована целюлоза 90,8 сульфатна хвойна вибілена синтетичне волокно 0,1 гідрофобізуюча суміш 9,0. Ступінь млива целюлози становить 91°ШР. Результати випробування отриманих зразків при фільтруванні модельного розчину гуматів 3 концентрацією 50 мг/дм представлено в таблиці. 10 Таблиця Значення показника для прикладу за прототипом Найменування показника Співвідношення компонентів, мас. %: целюлоза сульфатна хвойна вибілена целюлоза катіонована сульфатна хвойна вибілена синтетичне волокно гідрофобізуюча суміш Ступінь млива,°ШР 2 Маса 1 м Тиск під час фільтрування, МПа 3 2 Швидкість трансмембранного потоку, (дм /(м •год.)) Селективність, % по кольоровості по каламутності 15 0,1 90,8 0,1 9,0 91 80 0,8 122 90,9 0,1 9,0 91 80 0,8 37,9 95 100 82 100 Отримана вологоміцність дозволяє використовувати цей матеріал при підвищених тисках (до 1 МПа). Фільтрувальний матеріал забезпечує повне очищення від завислих речовин різних ступенів дисперсності та колоїдних часток, а також високу селективність по кольоровості при фільтруванні модельного розчину гуматів при достатній продуктивності процесу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Фільтрувальний матеріал, який містить волокнисті компоненти, що включають целюлозу зі ступенем млива 30-95 °ШР у кількості 40-91 мас. %, синтетичні волокна (поліамідні, поліефірні, полівінілацетатні, полівінілспиртові) у кількості 0,1…30 мас. %, та 1-30 мас. % гідрофобізуючої суміші на основі модифікованих крохмалів, модифікованих полівінілацетатних, полівінілспиртових, поліамідних матеріалів, який відрізняється тим, що містить в композиції, наряду з іншими волокнистими матеріалами, 40-91 мас. % катіонованої амінними та амонійними сполуками целюлози зі ступенем заміщення 30-60 %. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2