Спосіб освітлювання рідини та пристрій для його здійснення

(10 ) }~*_С\ О і ) __ (ІЗ) (5i)5A_23L_2/30L ДЕРЖАВНІ: ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВ О С1 НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ ОСВІТЛЮВАННЯ РІДИІ ІИ ТА ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ 1 (20)95320190,23.09 93 (21J4614371/SU (22)01.00.89 (24)25.12.96 {31)3852/87 (32)02.10.87 (33) С Н (46)25.12.96. Бюл. № 4 (56) 1. Советский энциклопедический сло варь. 1986, с. 1384. 2. Роберта Г. и др. Ультрафильтрация фруктовых соков. 1985 3. Якопомко В.В. Концентрированно ферментных растворов методом ультра фильтрации. М., 1978, с. 14- 18. (72) ЕдуардХаргманн(СІї) (73) БухєрТуйєр АГ Машиненфзбрік (СИ) (57) 1, Способ осветления жидкости, пред почтительно сырцового сока из овощей, ви нограда, ягод или других фруктов и овощей путем ультра-или микрофильтрации, отли ч а ю щ и й с я тем, что повышают содержа ние твердых оещесто (ретентата) в удержива емой субстанции посредством повышения концентрации о течение времени разгона и после достижения максимальной фильтраци онной мощности поддерживают на постоян ном уровне. 2. Способ по п.1. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что о цепи циркуляции удерживаемой субстанции осуществляют измерение доли твердых веществ или другой, зависимой от доли твердых веществ величины, и ре гулируют количество отоода удерживаемой субстанции или подьода свежего сока D за висимости от измеренной величины. 3. Способ rto п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что измеряют количество отводимой проходящей субстанции или фильтрацион ной мощности и регулируют количество от водимом задерживаемой субстанции или «количество подводимого свежего сока в зависимости от измеренных величин. 4. Способ по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что измеряют как долю содержа ния твердых веществ или другой зависимой от доли твердых веществ величины, так и количество отводимой проходящей суб станции или фильтрационной мощности, причем заданную величину доли содержа ния твердых веществ определяют на осно вании максимально возникающих в начале процесса величины фильтрационной мощ ности. 5. Способ по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в течение времени разгона про цесса используют часть количества удержи ваемой субстанции и после достижения заданной величины доли содержания твер дых веществ ПОДВОДИТ остальную часть удерживаемой субстанции к контуру цирку ляции этой субстанции 6. Установка для осветления жидкости, содержащая резервуар для партии матери ала, ультра- пли микрофильтрационную установку, циркуляционный контур удержи ваемой субстанции с циркулярным насо сом, соединенный с резервуаром для партии материала через линию подвода сырцового сока с подающим насосом, и линию для отпода проходящей субстанции, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена измерительным устройством доли содер жания тоердых веществ, установленным в линии контура циркуляции удерживаемой субстанции и соединенным через изме рительную линию с регулирующим устрой ством, служащим для регулирования урооня. 7. Установка по п 6, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена измерительным устройством, служащим для измерения фильтрационной мощности, установленным о О 11240 в линии лля отоод а проходящей субс танции її с оединенным мороз измерительную линию с регу лиру ющим ус тройс твом. 8. Ус тановка по пп. 6 и 7, о т л и ч а ю и; а я с я тем, что она с набжена регу лировочным вентилем, расположенным на линии д ля с лива уд ерж иваемой су бс танции и Изобретение касаетс я спос оба осветления жидкос тей, в час тнос ти, с ока-с ырца из овощей, яг од, винограда ит. п. пу тему льтраили микро фильтрации. Целью изобретения является повыше- Б ние выход а продукта при осущес твлении процесс а выш еуказанного типа. Пос тавленная цель д ос тигаетс я в с оответс твии с изобретением за счет того, что повыш ают с од ержание тверд ых вещес тв 10 (ретентата) а уд ерживаемой су бс танции посредс твом повышения концентрации о течение времени разгона и пос ле д ос тижения макс имальной фильтрационной мощ нос ти подд ерживаетс я на пос тоянном у ровне. 15 При э том с начала уменьш ающаяся, а затем вновь увеличивающ аяся при дальнейш ем повыш ении д оли с од ержания тверд ых вещ ес тв филь трационная мощ нос ть может поддерживаться на уровне значительно вы- 20 •не исход ной величины Для опред еле ния д оли с од ерж ания твердого вещес тва и д ля регу лирования с остояния удерживаемой субс танции ретен-та т под ве ргаю т ци рк у л ир ов ан ию , при 25 котором осущес твляю т измерение доли с одержания тверд ого вещес тва или д ругой, зависимой от д оли сод ерж ания твердого вещества величини, и пели'Ліпу измерения используют д ля регу лирования количес тва 30 отвод имого ретентата или количес тва подвод имого свежего с ока. По д ругому варианту выполнении изобретения производят измерение количес тва отвод имой прох од ящ ей субс танции или 35 измеряют фильтрационную мощнос ть и регулируют количес тво отвод имой час ти уд ерживаемой с у бс танц ии ( ре тен та та ) и ли количес тво под вод имого с ырцового с ока в зависимос ти от величины измерения. Изме- 40 рс ние доли тверд ых вещес тв можно при э том производ ить, потому что у ровень ретентата в значительной с тепени запис и г также от фильтрационной мощ нос ти. Другой пред почтительный пример вы- 45 полпени я изобре те ния пред у с матривае т с оед иненным с регу лиру ющ им у с тройс твом. 9. Ус тановка по пл. 6 и 7, о т л и ч а ю щ а л с л тем, что она снабжена регулирующим вентилем, установленным налимий подводз свежего сока а резервуар, соединенным через управляющую линию с регулирующим устройс твом. для регулирования уровня ос татка измерение как д оли тверд ых вещес тв или другу ю, зависящ ую от доли тверд ых вещес тв величину удерживаемой су бс танции (ос татка), так и количес тво отвод имой прох од ящей субстанции или фильтрационную мощ нос ть, причем зад анная величина д оли с одержания тверд ого вещес тва опред еляетс я пос р ед с тв о м м ак с и ма л ь н о й в е л и ч и н ы фильтрационной мощнос ти, которая может бы ть д ос ти гн ута в на чал е про це с са . Р е гули ро ван ие с о с тоян ия уд е рж и ваем ой с уб с та нции ОСущеСТПЛЯетСЯ При ЗТОМ В ЗсІВИСИМОСТИ от доли содержания твердого вещества, заданное значение которой не является, од нако, заданным в качес тве опред еленной опытным пу тем величины, а определяетс я посредс твом текущего измерения фильтрационной мощнос ти. Чтобы достичь в течение разгона максимально выс окой концентрации доли тверд ых вещес тв в ос татке за макс имально короткое время, удерживаемую субс танцию (ос таток) приводят в цирку лирование. В течение разгона подводят только час ть конечного прох од ящ его количес тва с ырцовог о сока в цирку ляционный контур удерживаемой субс танции (ос татка) лишь пос ле д остижения зад анной величины доли тверд ых пещ еств. Ус тановка для осущес твления способа согласно изобретению включает резервуар для партии материала и ультра- или микрофильтрационное устройство, циркуляционный контур д ля ретентата с циркуляционным насосом, причем резервуар д ля партии материала через линию подвода сырцового сока с под ающим насос ом с оединен с цирку ляционным контуром д ля регептата. Новым в ус тановке лвлгется то, что установка содержит измерительное ус тройс тво дня измерения доли твердых вещес тв, которое установлено о линия* контура цирку лгции ретеї ітата и которое через измерительную линию соединено,, д ля регу лирования ос татка, с регу лирующим ус тройс твом. 11240 Ус тановка предпочтительно снабжена измерительным ус тройс твом для измерения фильтрационной мощнос ти, которое ус тановлено о линии для отвода проходящей субс танции и соединено через измеритель ную линию с регу лиру ющ им ус тройс твом. Пред почтительно, на линии д ля с лива удерживаемой субс танции установлен регулировочный вентиль, соединенный с регулирующ им ус тройс твом. Кроме того, регулирующий вентиль может быть желательно ус тановлен на линии подвод а свежего сока в резерву ар, и соед инен через управляющую линию с регу лирующ им устройс твом. Дос тигаемые с помощью изобретения преимущес тва заключаются в том, что за счет подд ержания доли содержания твердого вещества о удерживаемой су бс танции па определенной пос тоянной величине достигаются весьма высокие величины фильтрационной мощ ности. Количество фильтрационных модулей может быть уменьшено, так как экономия фильтрационной поверхнос ти сос тавляет около 50%. Это позволяет ис пользовать ультра- и микрофильтрационные установки с высокой производ ительнос тью при незначительной потребной площади и уменьшенных расходах. За счет этого достигаетс я выс окая рентабельнос ть установки. Потери фильтрационной мощности при раз гоне также являю тся сущес твенно меньш ими по с равнению с обычными спос обами, так как при ис пользовании малого количес тва уд ерж иваемой су бс танции в течение непрод олжительного времени осущ ес твляетс я разгон д о выс окого коэ ффициента концентрации. Ц ирку ляционный объем яв ляется относ ительно малым и возможно ис пользование линий с малой д линой, Потери давления и энергии также являю тс я незначительными. На фиг.1 схематически пок азана соответс твующая изобретению ус тановка с доле й с од е ржа ния тве рд ого вещ ес тв а в качес тве величины измерения и количес твом отзодимой удерж иваемой субс танции в качес тве регу лировочной величины. I la фиг.2 - другая форма исполнения соответс твующей изобретению ус тановки с долей сод ержания твердого вещества в качес тсе величины измерения и количес твом подводимого свежего сока в качес тве регу лировочной величины. На фиг.З - следующая форма исполнения соответс твующей изобретению ус тановки к количес твам отвод имой прох одящей су бстанции (фильтрационная мощность) в качес тве величины измерения и количес твом отвод имой уд ерживаемой су бс танции и качес тве регу лировочной величины. Ус тановка по фиг. 1 с ос тоит из у льтрэ-или микро филь тра ционной у с тановки 1 с 5 конту ром цирку ляции у держиваемой су бс танции, который образован подводящ ей линией 2, расположенной на стороне удерживаемой субс танции фильтрующей поверх нос тью 3 и отвод ящей линией 4. На с тороне 10 проход ящей су бс танции у льтра- или микрофильтра ционной у с тановки 1 прош едш ей фильтра цию ос ветленный с ок отвод итс я через линию 5 д ля отвод а проходящ ей субстанции. К контуру цирку ляции у держивае15 мой су бс танции от резерву ара 6 партии материала через линию 7 подводится подлежащий фильтрации с ырцовой с ок. В линии 7 предусмотрен под ающий нас ос 8, а в под водящей линии 2 конту ра цирку ляции удер20 живаемой су бс танции - цирку ляционный насос Э. От отводящей линии 4 ответвляется линия 10 д ля отвода удерживаемой субстанции, которая вед е т к не изобр аженному с борному резерву ару д ля уд ерживаемой 25 субс танции. В под водящей линии 2 конту ра цирку ляции удерж иваемой субс танции рас положено измерительное ус тройс тва 11, с помощью которого осущес твляется измерение д оли с од ержания тверд ого вещес тва в 30 удерживаемой су бс танции. Опред еленная величина измерения пос тоянно перед ается по измерительной линии 12 к регу лирующему устройству 13. От регу лирующего устройс тва 13 управляющая линия 14 вед ет к 35 регу лирующего вентилю 15. которые расположен в линии 10 д ля отвода удерживаемой субс танции. В резервуар 6 партии материала первоначально ввод ится лиш ь незначительное 40 количес тво под лежащего фильтрации с ырцового сока. Сырцовый с ок пос тупает через линию 7 в конту р циркуляции удерживаемой субстанции и направляется с помощ ью циркуляционного насоса 9 с часто повторяющим45 с я циклом цирку ляции мимо фильтру ющей поверх нос ти 3, которая отд еляет осветленный сок от с ырцового с ока. С возрас танием концентраци и у д ерживаемой су бс танции фильтрационная мощнос ть уменьш ается 50 сначала д о половины исх одной величины и вновь возрас тает при с ледующем увеличении доли с одержания твердого пещ ес тва д о величины, которая лежит сущес твенно выше исход ной величины. Это ус тановленное 55 опытным пу тем, сущес твенное у лучш ение фильтрационной мощнос ти следует объяснить тем, что при повышении концентрации д оли с од ержания тверд ого вещ ес тва в удерживаемой су бс танции изменяетс я характерис тика потока. Пред полагаетс я, что 112-10 с опред еленной концентрации тперд ого вещес тва поток изменяется от вида потока с ньютоновой х арактерис тикой к виду блокового потока. Граничный с лой потока в облас ти с тенки фильтра существенно 5 увеличивается о скорости и его толщина сушестоенно уменьшается. При помощи этого э ффекта свежая удерживаемая субстанция пос ту пает к фильтрационной поверхнос ти с ущес твенно быс трее и обу с лавливает 10 улучш енную чис тку фильтрационного с лоя с помощью доли твердого вещества в уд ерживаемой субс танции. В резу льтате э того предотвращаютс я д альнейшие отложения, которые могу т обусловить снижение фильт- 15 рационной мощ нос ти. Если, однако, доля сод ержания твердого вещес тва п уд ерживаемой су бс танции продолжает увеличиваться, то в э том с лучзе дос тигаетс я лишь незначительное дальней- 20 шее увеличение фильтрационной мощности, а при дальнейш ем увеличении доли сод ержания твердого вещес тва цирку ляция прерываетс я вследс твие с лишком выс окой д оли сод ержания тверд ого оещес таа. Оп- 25 ред елєшіая опытным пу тем величина доли содержания твердого вещес тва, при которой фильтрационная мощнос ть д ос тигает своего макс имума, сос тавляет в сухом состоянии, без рас творимых в воде час тиц, 30 приблизительно 5% д ля яблочных с оков. Этз или зависимая от нее величина задается в качес тве ззд анной величины д ля регу лиру ющ его у с тройс тва 13. С помощью измерительного ус тройс тва 11 осущес твля- 35 ется опред еление с ос тояния удерживаемой субс танции или доли сод ерж ания тверд ого вещества в удерживаемой су бс танции и величина измерения передается через измерительную линию 12 далее и сравниваетс я 40 с заданныг.1 значением в регулирующем устройс тие 13 В случае регистрации совпадения осуществляется отпирание регу лирующего вентил- 15 через управляющую линию 14 и определенное количество удерживаемой суб- -45 станции отводится через линию 10 ДЛЯОТЕОДЗ удерживаемой су бс танции из конту ра циркуляции удерживаемой субстанции. Одновреме н но с о тп ир а н ие м р егу л иру ющ ег о вентиля 15 ос тальная час ть количества пар- 50 тип с ырцового сока ввод ится в резервуар 6 и с помощью подающего насоса 8 подводится в качестве спежего сока к контуру циркуляции у держиваемой су бс танции. Пос редс твом д альнейш его регу лирования количес тва 55 отвод имой уд ерживаемой су бс танции заданная величина д оли сод ержания твердого вещества и. с ледовательно, максимальная фильтрационная мощнос ть подд ерживаются на пос тоянной величине НҐІЧИ МЗ Я 0 Вследс твие незначительного выход ного количес тва с ырцового с ока п начале спос оба обеспечивается возможнос ть д остижения п течение кратчайш его времени соответс твующей зад анной величины доли содержания твердого вещества концентрации удерживаемой субстанции и, следовательно, мак с им аль но й м ощ нос ти фи ль тра ц ии. Этот промежу ток времени можеі с ос тавлять в зависимос ти от величин различных влияющих факторов приблизительно от 8 до 20 мин. В мес то измерения д оли с одерж ания тверд ого вещес тва с помощью измеритель ного ус тройс тва 11 может осуществляться измерение другой, зависимой от д оли содержания тверд ого вещес тва величины, наприм ер, му тн ос ти, вязк ос ти, у д е льно й плотнос ти, давления, температуры или профи ля поток а уд ерживаемой с у бс танции. При э том д ля определения с остояния удерживаемой субстанции могу т использоваться также несколько величин измерения. След ующий пример ис полнения изобретения изображен на фиг.2. При э том количес тво пе ремеш анно й у д ерж иваемой субс танции являетс я более значительным по с равнению с ис полнением по фиг. 1. За счет э того обеспеч ивается возможнос ть достижения более инерционной цепи регулир ов а н ия. Р егу л и р ов а н ие с о с тоя н и я удерживаемой субс танции или подд ержание доли содержания твердого ьеществз на пос тоянном у ровне осуществляется в с лу чае этой формы исполнения не посредство?.? количес тва отвод имой уд ерживаемой субстанции, а пос редс твом количес тва подводимого с вежего с ока. От регу лирующ его устройс тва 13управляющая линия 16 проходит к регу лирующему вентилю 17, который расположен о линии 18 для подвода свежего сока. Линия 18 дая подвода свежего сока, в которой расположен подающий насос 19, проход ит от резерву ара 20 со свежим соком к резервуару б партии материала. При начале процесс а, аналогично с лучаю исполнения по фиг. 1, доля содержания тверд ого вещес тва в удерживаемой субс танции рез ко возрас тает и измеряется с помощью из мерительного устройс тва 11 в конту ре 2,3. 4 цирку ля ции у д ерж ива емой с у бс тан ции. Од новременно с помощью с лед ующ его, рас положенного в линии 5 д ля отвод а проходящей су бс танции измерительного ус тройс тва 2 1 ос у щ ес твляе тс я измерен ие объемного потока прох одящ ей субс танции, который с оответс тву ет филь трацио нной мощ ности. Величина измерения передается через измерительную линию 22 к регулиру ющему устройс тву 13 Регу лирование доли 11240 содержания твердого вещества осуществляется, таким образом, не с помощью заданной, полученной опытным путем величины аналогично исполнению по фиг.1, а с помощью наблюдения за характеристикой 5 фильтрационной мощности о начале процес-сп. Как только будет достигнута максимально возможная фильтрационная мощность или начнется снижение фильтрационной мощности, достигнутая к этому моменту време- 10 пи доля содержания твердого веществ в удерживаемой субстанции поддоржисается на постоянной величине. Сотой целью регулирующее устройство 13 через управляющую линию 16 отпирает регулирующий 15 вентиль 17. в результате чего свежий сок может поступал ь от резервуара 20 в резервуар G партии материала и оттуда по линии 7 в контур 2,3,4 циркуляции. Поддержание доли содержания твердого вещества на по- 20 стоянной величине в течение всей длительности процесса осуществляется в данном случае вновь с помощью измерительного устройства 11, которое осуществляет текущую подачу измеренной доли содержания твер- 25 дого вещества к регулирующему устройству 13. Возможен, однако, также и тот случай, когда регулирование доли содержания твердого вещества в удерживаемой субстанции 30 осуществляется непосредственно на осно Фиг t 10 вании фильтрационной мощности, которая в широкой мере зависит от состояния удерживаемой субстанции, без измерения доли содержания твердого вещества. Как показано на фиг.З, измерительное устройство 11 в контуре циркуляции 2,3.4 удерживаемой субстанции при этом отпадает. Измерительное устройство 21, которое расположено в линии 5 для отвода проходящей субстанции, осуществляет постоянное измерение фильтрационной мощности с самого начального момента и величина измерения через измерительную линию 22 вводится в регулирующее устройство 13. К началу процесса установка разгоняется до повышенной величины фильтрационной мощности. Как только будет достигнута максимально возможная фильтрационная мощность или начнется снижение фильтрационной мощности через управляющую линию 14 осуществляется отпирание регулирующего вентиля 15 и фильтрационная мощность или доля содержания твердого вещества в удерживаемой субстанции поддерживаются в течение всей длительности процесса на постоянной величине посредством регулируемого отвода удерживаемой субстанции. Вместо отвода удерживаемой субстанции регулирование может осуществляться также посредством подвода свежего сока, как это показано в примере исполнения по фиг.2. 11240 Фае. г Фиг. 3 Упорядник Замовлення 4054 Техред М.Моргентзл Коректор А. Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України. 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл . 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород. вул.ГагарІна, 101