Спосіб пуску фільтраційної установки і фільтраційна установка, для якої відповідно здійснюється пуск

1. Спосіб пуску фільтраційної установки для фільтрації технологічної рідини, в якому установка містить обладнання (1, 2, 3) для подачі технологічної рідини, фільтраційне обладнання (4) і обладнання (5, 6, 7) для подальшої обробки, в якій фільтраційне обладнання передбачене для обробки потоку технологічної рідини з обладнання для подачі, і доставки потоку відфільтрованої технологічної рідини в обладнання для подальшої обробки, і установку (15, 16) для подачі допоміжної рідини, яка з'єднана з обладнанням для подальшої обробки, причому спосіб включає наступні стадії: подачі потоку рідини, переважно стерилізованої води, з установки для подачі допоміжної рідини в обладнання для подальшої обробки, практично повного зливання рідини з боку ретентату фільтраційного обладнання, подачі потоку технологічної рідини в фільтраційне обладнання, і перекриття потоку рідини з установки для подачі допоміжної рідини в обладнання для подальшої обробки, коли потік відфільтрованої технологічної рідини, яка задовольняє заданим критеріям, вже отриманий, і замість нього спрямування потоку відфільтрованої технологічної рідини в обладнання для подальшої обробки. 2. Спосіб за п. 1, в якому фільтраційне обладнання містить обладнання для фільтрування в перехресному потоці. 2 (19) 1 3 93071 4 ваної технологічної рідини в обладнання для подальшої обробки, установку для подачі допоміжної рідини, яка з'єднана з обладнанням для подальшої обробки, де фільтраційна установка додатково включає регулюючий пристрій, який передбачений для регулювання пуску фільтраційної установки за будь-яким з пп. 1-8. Даний винахід стосується способу пуску фільтраційної установки для обробки технологічної рідини в харчовій промисловості, фармацевтичній промисловості, хімічній промисловості і інших відповідних галузях після очищення фільтраційної установки, і до фільтраційної установки, пуск якої здійснюють відповідно до цього способу. Рівень техніки Обробка технологічних рідин за допомогою фільтрації з метою використання або частини рідини, яка проходить через фільтр, пермеату, або частини рідини, яка затримується фільтром, ретентату, є добре відомою для ряду галузей промисловості. У харчовій промисловості такі технологічні і фільтраційні установки застосовують, наприклад, у виробництві молочних продуктів і пива. Зокрема відомі фільтраційні установки для обробки молока, в яких, з метою збільшення терміну зберігання готового продукту, від технологічної рідини, молока, відділяють бактерії і спори. Однак при цьому відбувається забруднення фільтрованих мембран, що вимагає регулярного очищення фільтраційної установки, і, відповідно, зупинки її роботи. При пуску після очищення фільтраційної установки, яка крім самого фільтра звичайно містить інше обладнання для попередньої обробки і/або подальшої обробки технологічної рідини, для багатьох установок необхідно забезпечити проходження через них постійного потоку рідини, наприклад, через пастеризуючі установки і інші установки проточного типу, для того, щоб вони знаходилися в працездатному стані. Тому, перед тим як технологічну рідину подають в фільтраційну установку, її промивають струменем нейтральної рідини, наприклад, стерилізованої води, і потрібний певний період часу, для того, щоб рідина, яка вийде з установки, являла собою тільки оброблену технологічну рідину, а не її суміш з нейтральною рідиною, що приводить не тільки до втрати технологічної рідини, але також до втрати робочого часу установки, причому величини цих втрат можуть бути досить значними. Отже, задачею даного виробу є розробка способу пуску фільтраційної установки, який дозволяє усунути ці недоліки, і розробка фільтраційної установки, яку запускають відповідно до цього способу. При фільтрації часто використовують так зване фільтрування в перехресному потоці, де технологічну рідину на стороні ретентату рециркулюють при високій швидкості потоку через канали, паралельні поверхні мембрани, в результаті чого швидкість потоку і явище турбулентності протидіють закупоренню поверхні мембрани більш великими частинками з технологічної рідини, при цьому вони знаходяться в суспендованому стані в частині технологічної рідини, що затримується, ретентаті. Для мікрофільтрації молока використовують мембрани з розміром пор в інтервалі 0,1-10 мкм (або 0,05-10 мкм), звідси і присутність в назві слова "мікро". Оскільки через мембрану можуть пройти тільки частинки певного розміру, її функція полягає у відділенні певних суспендованих частинок від залишку технологічної рідини. У результаті рециркуляції на стороні ретентату виникає зайве перемішування між ретентатом і технологічною рідиною, яка знову вводиться, і, при запуску фільтраційної установки з обладнанням для фільтрування в перехресному потоці, згадані вище недоліки є значними, і тому додатковою задачею даного виробу є розробка способу, який використовують у разі фільтраційної установки з обладнанням для фільтрування в перехресному потоці. Розкриття винаходу Спосіб згідно з даним винаходом дозволяє усунути згадані вище недоліки в результаті того, що для фільтраційної установки передбачена установка подачі допоміжної рідини, наприклад, контейнер з рідиною, який сполучений з обладнанням для подальшої обробки, розташованим вслід за фільтраційною установкою, і під час запуску установки забезпечує потік нейтральної рідини, переважно стерилізованої води, з установки подачі допоміжної рідини в обладнання для подальшої обробки для підтримки його в працездатному стані. Потім в фільтраційне обладнання подають технологічну рідину, і, коли отримують потік відфільтрованої технологічної рідини, перекривають потік рідини з установки подачі допоміжної рідини в обладнання для подальшої обробки, і потім потік відфільтрованої технологічної рідини витісняє з обладнання для подальшої обробки рідину з установки подачі допоміжної рідини. У результаті більше немає необхідності в наявності безперервного потоку рідини через фільтраційне обладнання під час заповнення вказаного обладнання з метою підтримки в працездатному стані обладнання для подальшої обробки, і може бути зведено нанівець змішування між нейтральною рідиною і технологічною рідиною, відповідно при меншому часі простоювання установки і при меншій втраті технологічної рідини. Таким чином, винахід пропонує способу запуску фільтраційних установок для фільтрації технологічної рідини, зокрема, рідини для виробництва продуктів харчування, таких як молоко, в якому установка включає обладнання для подачі технологічної рідини, фільтраційне обладнання і обладнання для подальшої обробки, зокрема, обладнання проточного типу, таке як обладнання для пастеризації, в якому передбачене фільтраційне обладнання для обробки потоку технологічної рідини з обладнання для подачі, і подачі потоку від 5 фільтрованої технологічної рідини в обладнання для подальшої обробки, установка для подачі допоміжної рідини, яка з'єднана з обладнанням для подальшої обробки, де спосіб включає наступні стадії: подачі потоку рідини, переважно, стерилізованої води, з установки подачі допоміжної рідини в обладнання для подальшої обробки, подачі потоку технологічної рідини в фільтраційну установку, і перекриття потоку рідини з установки подачі допоміжної рідини в обладнання для подальшої обробки, коли вже отриманий потік відфільтрованої технологічної рідини, який задовольняє заданим критеріям, і напрямок потоку відфільтрованої технологічної рідини в обладнання для подальшої обробки замість цього потоку рідини з установки подачі допоміжної рідини. Спосіб згідно з винаходом є особливо переважним для фільтраційної установки, що включає обладнання для фільтрування в перехресному потоці, особливо - мікрофільтрацію, оскільки в результаті запобігається рециркуляція рідини на стороні ретентату, яка в іншому випадку приводила б до зайвого перемішування нейтральної рідини і технологічної рідини. У спеціальному варіанті здійснення фільтраційної установки використовують для мікрофільтрації, і вона має розмір пор в інтервалі від 0,05 мікрометра до 10 мікрометрів, переважно - від 0,1 мікрометра до 5 мікрометрів, і найбільш переважно - від 1 мікрометра до 2 мікрометрів. Переважним варіантом здійснення є також застосування обладнання для фільтрування в перехресному потоці, яке має рівномірне трансмембранне перенесення практично через всю мембрану. Забруднення мембрани є основною перешкодою для застосування мікрофільтрації. Ступінь забруднення визначає частоту очищення мембрани, термін служби і необхідну поверхню мембрани, від чого сильно залежать витрати, конструкція і експлуатація процесу фільтрації. Важливим чинником, що впливає на швидкість забруднення, є ступінь рівномірності в подовжньому напрямку каналів, тобто в напрямку потоку ретентату при трансмембранному перенесенні, тобто, потоку пермеату на одиницю площі мембрани. Оскільки тиск технологічної рідини в каналах знижується в напрямку від введення до виведення ретентату, то відповідно знижується тиск трансмембранного переходу. При рівномірній проникності мембрани і рівномірному тиску на стороні пермеату мембрани, мембрана на вході в канал в фільтрі буде швидко забиватися, причому причина полягає в тому, що тиск ретентату тут є високим, і трансмембранний перехід є при цьому також високим, і тиск буде спричиняти руху частинок в ретентаті в мембрану і забивати її, отже, що буде приводити до короткого інтервалу часу між необхідними чистками фільтраційної установки; ось чому переважно використовувати мембрани, описані, наприклад, в патентному документі US 6375014, де зовнішні сторони мембранних модулів забезпечені макропористим шаром, який має зменшувану товщину в 93071 6 напрямку від входу до виходу ретентату, і де товщину підбирають таким чином, щоб сумарна проникність дозволяла отримувати рівномірний потік через мембрану і протидіяла падінню тиску, що викликається потоком в каналах. У патентному документі US 5679780 описаний інший спосіб запобігання виникненню різниці тиску при трансмембранному переході шляхом рециркуляції пермеату вздовж мембрани при такій швидкості, при якій досягається відповідне падіння тиску, як вздовж зовнішньої сторони мембрани, так і вздовж її внутрішньої сторони всередині каналів, в результаті чого різниця тиску в трансмембрані є більш рівномірною в подовжньому напрямку фільтруючих каналів, тобто, в основному напрямку потоку ретентату. Для мембрани з практично рівномірним трансмембранним переходом немає необхідності під час запуску в рециркуляції пермеату, в результаті чого подальше змішування може бути обмежене. Більш того існує можливість практично повного відведення рідини з боку пермеату фільтраційної установки, перед тим як в установку подають потік технологічної рідини під час запуску установки, в результаті чого немає необхідності в рециркуляції рідині на стороні пермеату, для того, щоб досягнути рівномірного трансмембранного переходу для обмеження забруднення мембрани. Додатковою перевагою є те, що з боку ретентату фільтраційної установки практично повністю відводять рідину, перед тим як в установку подають потік технологічної рідини під час пуску, і/або те, що з боку пермеату фільтраційної установки практично повністю відводять рідину, перед тим як в установку подають потік технологічної рідини під час пуску. Також переважно, щоб рідину, яку відводять з фільтраційної установки, направляли в контейнер, який утворить частину установки подачі допоміжної рідини, в результаті чого рідина може бути повторно використана під час запуску фільтраційної установки. І, нарешті, переважним варіантом здійснення є безперервне промивання перед пуском фільтраційної установки за допомогою потоку рідини, переважно, стерилізованої води, яка надходить з фільтраційного обладнання в обладнання для подальшої обробки, причому вказаний спосіб включає стадію спрямування вказаного потоку рідини через байпас навколо фільтраційного обладнання, для того, щоб підтримувати цей потік рідини через обладнання для подальшої обробки, поки відводять рідину з фільтраційного обладнання. І, нарешті, винахід стосується фільтраційної установки для фільтрації технологічної рідини, яка включає обладнання для подачі технологічної рідини, фільтраційне обладнання і обладнання для подальшої обробки, де фільтраційне обладнання призначене для обробки потоку технологічної рідини з обладнання для подачі, і спрямування потоку відфільтрованої технологічної рідини в обладнання для подальшої обробки, установку подачі допоміжної рідини, яка з'єднана з обладнанням для подальшої обробки, де фільтраційна установка також включає пристрій керування, який приз 7 начений для регулювання запуску фільтраційної установки відповідно до згаданого вище способу. Короткий опис креслення Далі винахід описують з посиланням на креслення, де на фіг. 1 приведена схематична ілюстрація установки для обробки технологічної рідини. Здійснення винаходу На фіг. 1 показана установка, яка включає фільтраційне обладнання для фільтрації технологічної рідини зі спеціальними пристроями для очищення і подальшого пуску установки відповідно до переважного варіанту здійснення винаходу. Установка включає вхідний трубопровід 1 для подачі технологічної рідини і вхідний трубопровід 9 для подачі стерилізованої води, де обидва вхідних трубопроводи 1, 9 ведуть через клапан 8 в установку 2 попередньої обробки, яка через клапан 12 і ділянку трубопроводу 3, в свою чергу, з'єднана з входом фільтраційноїустановки 4, вихід якої з'єднаний через ділянку трубопроводу 5 і клапан 17 з входом установки 6 для подальшої обробки. Її вхід з'єднаний через клапан 10 з випускним трубопроводом 7 для виведення підданої подальшій обробці технологічної рідини і другим випускним трубопроводом 11 для відведення іншої рідини з установки. Установка також включає байпас 13, який з'єднує клапани 12 і 17, установку подачі допоміжної рідини у вигляді контейнера 15 для стерилізованої води, вхід якої з'єднаний зі зливом рідини 14 фільтраційної установки 4, і вихід з'єднаний з клапаном 17. У процесі нормальної роботи в установку подають технологічну рідину, переважно, продукт харчування у вигляді рідини, яким, наприклад, може бути молоко або пиво, через ділянку трубопроводу 1. Через клапан 8 технологічну рідину подають в обладнання для попередньої обробки 2, яким, наприклад, може бути обладнання для гомогенізації технологічної рідини, і далі через клапан 12 і ділянку трубопроводу 3 в фільтраційну установку 4, яка може переважно бути обладнанням для фільтрування в перехресному потоці, таким як мікрофільтрація для видалення, наприклад, бактерій і спор. Частина відфільтрованої технологічної рідини, переважно, пермеат з фільтраційного процесу, як варіант, ретентат, подають з фільтраційної установки 4 через трубопровід 5 і клапан 17 в обладнання 6 для подальшої обробки, яке, наприклад, може бути обладнанням для пастеризації, і, нарешті, піддана подальшій обробці технологічна рідина надходить через клапан 10 далі з установки через трубопровід 7, наприклад, для подальшої упаковки або переробки. Переважно, щоб обладнання 2 для попередньої обробки, фільтраційна установка 4 і обладнання 6 для подальшої обробки були проточного типу, тобто, щоб технологічна рідина, яка проходить через обладнання 2, 4, 6, піддавалась обробці безперервно, в протилежність обробці в періодичних установках, в результаті чого може бути реалізований безперервний потік технологічної рідини через установку. При звичайній роботі установку потрібно чистити через регулярні інтервали часу, звичайно після 6-14 годин роботи з технологічною рідиною, 93071 8 особливо в результаті відкладення в фільтраційній установці 4. Очищення може бути здійснена декількома різними способами, і воно звичайно включає промивання установки за допомогою стерилізованої води, яку подають через вхідний трубопровід 9, і яка йде шляхом переробки технологічної рідини, тобто, через обладнання 2 для попередньої обробки через фільтраційну установку 4 в обладнання 6 для подальшої обробки. Перш ніж установку перемикають для звичайної роботи при обробці технологічної рідини, продовжують перепускання стерилізованої води, для того, щоб обладнання проточного типу, наприклад, пастеризуючі пристрої в обладнанні 6 для подальшої обробки, залишалися працездатними з точки зору потоку рідини, тиску, температури і тощо, і в нього можна було подавати технологічну рідину для обробки. Для такого обладнання проточного типу важливо, щоб через нього проходив безперервний потік рідини, переривання якого буде приводити до його неготовності до негайної роботи, і необхідності здійснення пускового циклу з більш короткою або більш довгою тривалістю. Перемикання на обробку технологічної рідини починається з подачі стерилізованої води в фільтраційну установку 4 замість байпаса 13 шляхом перемикання клапанів 12 і 17 за допомогою регулюючого пристрою (не показано), який регулює роботу установки, для того, щоб рідина з обладнання 2 для попередньої обробки надходила через байпас 13 в обладнання 6 для подальшої обробки. Далі, стерилізовану воду виводять з фільтраційної установки в контейнер 15 щонайменше з боку ретентату фільтра. У залежності від типу фільтраційної установки 4, воду можуть також виводити зі сторони пермеату, особливо якщо використовують переважний тип фільтрів з перехресним потоком, в яких трансмембранний тиск є практично постійним в подовжньому напрямку фільтра в напрямку від входу до виходу ретентату, але без них потрібний потік рідини на стороні пермеату фільтра. Шляхом створення постійного потоку стерилізованої води через байпас 13, потік через обладнання 6 для подальшої обробки підтримується незміненим, в результаті чого воно залишається в працездатному стані і готове до прийняття і обробки відфільтрованої технологічної рідини, як тільки почне працювати фільтраційна установка 4. Шляхом перемикання клапана 8 на вході, технологічна рідина може далі бути направлена в установку з вхідного трубопроводу 1 замість стерилізованої води з вхідного трубопроводу 9. Оскільки обладнання 2 для попередньої обробки є обладнанням проточного типу, технологічна рідина витісняє стерилізовану воду з обладнання 2 для попередньої обробки без виникнення значного змішування двох рідин. У разі технологічної рідини, що проходить через обладнання 2 для попередньої обробки і прямує в клапан 12, який регулюється за допомогою ряду датчиків в установці, які пов'язані з регулюючим пристроєм установки, клапан 12 перемикають так, щоб потік рідини з обладнання 2 для попередньої обробки надходив в фільтраційну установку 4 замість байпаса 13. 9 93071 Для того, щоб підтримувати установку для подальшої обробки 6 в працездатному стані, клапан 17 перемикають так, щоб стерилізована вода надходила з контейнера 15 через ділянку трубопроводу 16 в обладнання для подальшої обробки 6, і через клапан 10 стерилізовану воду, нарешті, виводять з установки через випускний трубопровід 11, наприклад, для повернення і повторного використання води. Коли фільтраційна установка 4 готова для роботи і може створювати відповідний потік відфільтрованої технологічної рідини для подачі в обладнання 6 для подальшої обробки, клапан 17 перемикають так, щоб відфільтрована технологічна рідина надходила з фільтраційної установки 4 через трубопровід 5 в обладнання 6 для подаль Комп’ютерна верстка В. Мацело 10 шої обробки, і через клапан 10 виходила з установки через випускний трубопровід 11 для відведення. Цю суміш стерилізованої води і технологічної рідини направляють або в установку для очищення стічних вод, або в обладнання для повторної обробки, для того, щоб щонайменше частина технологічної рідини могла бути регенерована і використана. Це не відбувається доти, поки датчики, які приєднані до регулюючого пристрою, не вкажуть, що повністю оброблена технологічна рідина відповідає певній якості, і клапан 10 перемикається так, щоб повністю оброблена технологічна рідина надходила через випускний трубопровід 7, наприклад, для подальшої упаковки або переробки. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601