Мембранный элемент

(51)5 В 01 Р 6 00 ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ обо 8) ранному ратного и может ищевой(71) Кишиневский завод пищеврудования(57) Изобретение относится к мемразделению растворов методами оосмоса, ультра-и микрофильтрациибыть использовано, например, в,ЯО 157954 промышленности для осветления н концентрирования плодово-ягодных соков. Цель изобретения - повысить производительность процесса разделения. Мембранный элемент содержит жесткий пористый стержень 1, вну-, - ри которого концентрическими кругами расположены сквозные каналы 2, имеющие активный слой 3. В кольцевой перегородке между каналами 2 соседних концентрических кругов выполнена кольцевая полость 4, а в радиальных перегородках между сквозными каналами 2 - сообщающиеся с ней радиальные каналы 5 и 6. 1 з. и. ф-лы, 6 ил.Изобретение относится к области мембранного разделения растворов методами обратного осмоса, ультра-и микрофильтрации, иможет быть использовано, например, в пищевой промышленности для осветления и концентрирования плодово-ягодных соков,Целью изобретения является повышениепроизводительности мембранного элемента.На фиг. 1 дан мембрайный элемент,продольный разрез; на фиг. 2 - узел 1 нафиг. 1 (сопряжение цилиндрических телстержня); на фиг. 3 - то же, вариант;на фиг. 4 - разрез А - А на фиг. 1; Нафиг. 5 - узел 11 на фиг. 4; на фиг. 6 -узел 111 на фиг. 4,Мембранный элемент состоит из профилированного стержня 1, обладающего жесткой пористой структурой материала и имеющего, например, форму цилиндра. В стержне 1 выполнены центральный и расположенные вокруг него концентрическими кругами сквозные каналы 2, имеющие мелкопористый активный слой 3, являющийсяполупроницаемой мембраной. В кольцевойперегородке между каналами 2 выполненакольцевая полость 4, а в радиальных перегородка между каналами 2 выполненысообщающиеся с ней радиальные каналы 5и 6, причем каналы 5, расположенные периферийно относительно кольцевой полости 4, выполнены сквозными, а каналы 6,расположенные от нее к центру стержня 1, -глухими. Каналы 5 и 6 могут иметь кри- Зсволинейный профиль (фиг. 5), что гюзволяет уменьшить величину пути прс 5 хождения пермеата от каналов 2 до каналов 5 и 6.Последние могут быть вьшолнены прерь вистыми, разделенными один от другого пере.лычками (фиг. 1), или сплошными. В стержне 1 может быть выполнено несколько концентрических кругов каналов 2, при этомнезависимо от числа таких кругов междусоседни ми 5(ру га ми выполняется кольцеваяполость 4. Кольцевая полость (вариант) 4может быть вьшолнена также и вокруг40центрального сквозного канала 2. В этомслучае радиальные каналы 6 так же как игкааль 5 о, выполняются сквозными, сообгца 5 ощимися с упомянутой кольцевой полостью. 45Стержень 1 может быть выполнен составным по кольцевой полости 4 с образованиемцилиндрических тел 7 и 8, имеющих форму соответственно сплошного и полого цилиндров, которые сопряжены но торцам, зафиксированы и уплотнены междусобой в местах сопряжения, Тела 7 и 8 могут бытьсопряжень 5 между собой прп помощи выполненных в их торцах цилиндрическихвстречных выступов, зафиксированы и уплотнены в зоне контакта при помощи клеевого соединения 9, созданного, например, сиспользованием эпоксидной смолы (фиг. 3).Тела 7 и 8 мокнут быть также сопряжены с применением распорного элемента 10, установленного между ними, а зафиксированы и уплотнены при помощи клеевого соединения 1, созданного также с использованием эпоксидной смолы (фиг. 2).Цилиндрические тела 7 и 8 стержня 1 могут быть изготовлены из монокристаллов окиси алюминия методом экструзионного формования, с последующей их сушкой, термообработкой, спеканием. Каналы 5 и 6 могут быть выполнены в процессе экструдирования тел 7 и 8 путем радиального выдвижения специальных пустотообразователей, расположенных в мундштуке экструдера. Каналы 5 и 6 могут быть выполнены путем механической обработки (фрезерованием, строганием, протягиванием), которая осуществляется после сушки тел 7 и 8 до термообработки последних.Мембранный элемент работает следующим образом.Подлежащий мембранному разделению раствор под давлением подают в сквозные каналы 2.Прошедший 5 ерез активный слой 3 раствор в виде пермеата движется внутри пористого материала стержня 1 к его наружной поверхности. Г 1 ермеат из каналов 2, расположенных центрально относительно кольцевой полости 4, отводится наружу следу 5 ОН),им образом. Первоначально он поступает в кольцевую полость 4. Это происходит как через перегородки между полостью 4 с каналами 2, так и через перегородки последних с радиальными каналами 6. Из полости 4 по радиальным каналам пермеат легко выводится наружу из, мембранного элемента.Пермеат из каналов 2, расположенных периферийно относительно полости 4, выводится наружу как через перегородки между каналами 2 и наружной поверхности стержня 1, так и через перегородки между каналами 2 с радиальными каналами 5. Причем во всех случаях пермеат испытывает минимальные гидравлические сопротивления своему движению, что обусловлено малой величиной его пути в пористом материале, а также свободным его перемещением по кольцевой полости 4 и каналам 5 и 6.Концентрат следует дальше по каналам 2.Благодаря такому выполнению мембранного элемента пермеат независимо от того, из какого сквозного канала он отвердится, преодолевает весьма малый слой материала стержня (перемычку между сквозным и радиальным каналами), что позволяет значительно увеличить производительность мембранного элемента в целом.Формула изобретения. Мембранный элемент, выполненный ввиде жесткого пористого стержня, вдоль которого выполнены сквозные каналы, расположенные концентрическими кругами, стенки которых снабжены полупроницаемой мембраной, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности мембранного элемента, между концентрическими кругами сквозных каналов выполнены кольцевые полости, а между сквозными каналами вы 579543еполнены сообщающиеся с полостями радиальные каналы.2. Элемент по п. 1, отличающийся тем,что жесткий пористый стержень выполнен составным из концентрически расположенных цилиндрических тел, на поверхностях которых размещены кольцевые полости.1579543 Редактор Л. ГратилЗаказ 1972 ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно. издательский комбинат Гатент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101