Техническая характеристика ультрафильтрационной установки а1-оус

Производительность, л/ч 5000

Общая рабочая поверхность мембран, м² 152

Давление сжатого воздуха, МПа 0,6

Установленная мощность, кВт 77,8

Температура воды, К 353

Расход горячей воды, м³/ч 17

Температура ледяной воды, К 273,5…274,5

Расход холода, кВт 45,5

Температура горячей умягченной воды, К 313…318

Расход горячей воды, м³/ч 3

Температура холодной умягченной воды, К 291…293

Расход холодной воды, м³/ч 25

Габаритные размеры, мм 16 50030051828

Площадь установки, м² 80

Масса, кг 16 000

Установка УОВКМ-2,5 очистки воды методом обратного осмоса на композитных мембранах собирается из отдельных цилиндрических фильтрующих модулей (рис. 12.30).

Цилиндрический фильтрующий элемент (рис. 12.31, а…в) представляет собой сменный узел, собранный из полупроницаемой мембраны 2 и дренажного каркаса. Дренажный каркас состоит из трубы 1 и пористой «подложки» 3, исключающей вдавливание мембраны в дренажные каналы трубы. Изготовляют цилиндрические фильтрующие элементы трех типов: с расположением мембраны на внутренней поверхности дренажного каркаса, на внешней и с комбинированным расположением мембраны. Аппарат с цилиндрическими фильтрующими элементами имеет следующие преимущества: малую материалоемкость из-за отсутствия напорного корпуса, небольшое гидравлическое сопротивление, возможность механической очистки фильтрующих элементов от осадка без разборки, надежность конструкции.

Недостатки этой конструкции – низкая удельная рабочая площадь поверхности фильтрации мембран, высокие требования к сборке элементов.

Конструкции фильтрующих элементов с наружным расположением мембраны (рис. 12.31, б) имеют большую удельную рабочую площадь поверхности фильтрации. Однако они более металлоемки, а кроме того, механическая очистка фильтрующих элементов практически невозможна.

Цилиндрические фильтрующие элементы с комбинированным расположением мембран (рис. 12.31, в) имеют примерно в два раза большую удельную рабочую площадь поверхности фильтрации, чем описанные. Однако такие конструкции обладают значительно большими гидравлическими сопротивлениями из-за большой длины каналов для отвода фильтрата.

Рис. 12.30. Мембранный аппарат с цилиндрическими фильтрующими элементами

Рис. 12.31. Цилиндрические фильтрующие элементы с различным расположением мембран:

а – на внутренней поверхности дренажного каркаса; б – на внешней; в – комбинированно

Ультрафильтрационные установки с цилиндрическими фильтрующими элементами широко применяют для осветления фруктовых соков. От сока отделяются все вещества, вызывающие помутнение сока, как, например, протеин, крахмал, пектин, дубильные вещества большой молекулярной массы, частицы целлюлозы и другие вещества. В осветленном соке содержатся все вещества в натуральном составе.

Техническая характеристика установки уовкм-2,5

Производительность по фильтрату, м³/ч 2,5

Выход концентрата, м³/ч 2,0

Селективность, % 87

Потребляемая мощность, кВт 25

Масса, кг 1300

Инженерные расчеты. При расчете ультрафильтрационных систем определяют производительность мембраны, селективность разделения, коэффициент проницаемости, толщину блокированной белками мембраны.

Производительность мембранных фильтров периодического действия П (м³/ч)

,

где q – нагрузка на фильтрующую поверхность, м³/м²; F – площадь фильтрующей поверхности, м²; _ф – продолжительность фильтрации, с; _пр – продолжительность промывки осадка, с; _всп – продолжительность вспомогательных операций (разгрузки и подготовки фильтра), с.

При выборе насоса, подающего исходный продукт в фильтр, необходимо учитывать сопротивление перегородки.

Сопротивление перегородки R (Пас)

,

где R_o – коэффициент сопротивления;  – динамическая вязкость фильтрующего продукта, Пас.

Общая удельная производительность мембраны П_v (м/с)

,

где K_п – коэффициент проницаемости, м²;  – динамическая вязкость раствора, Пас; р – перепад гидродинамического давления, Па; h – толщина мембранной системы, м.

Селективность разделения (%)

,

где с₁, с₂ – концентрация растворенного вещества в исходной смеси и в ультрафильтрате, %.

Коэффициент проницаемости К_n (м²)

,

где m – пористость мембраны; d – средний размер задерживаемой белковой частицы, м; t – продолжительность работы, с.

В процессе ультрафильтрации животных белковых растворов происходит формирование примембранных белковых отложений, прочно связываемых с поверхностью мембраны.

Приращение толщины прочно закрепленного белкового слоя (t) (м/с)

,

где c_s – объемная концентрация белковых частиц в растворе, кг/м³; m, m₁ – пористость исходной мембраны и мембраны, блокированной слоями белка; К_п1, К_п2 – коэффициенты проницаемости слоя отложений и мембраны, м²; р_н, р_п – давления над мембраной и под мембраной, Па;  – продолжительность работы, с; b – толщина мембраны, м.

Приращение толщины слабо закрепляющегося на мембране слоя белка (м)

,

где _о – продолжительность процесса ультрафильтрации, с.

Толщина блокированной белками мембраны h() (м)

.

…Совершенно очевидно, что техника не может развиваться без науки. Наука и техника должны идти нога в ногу, наука должна направлять практическое приложение техники. Лазарев Петр Петрович (1878–1942), русский физик, академик АН СССР