Способ получения фильтрующего материала для гиперфильтрационного разделения жидкости
Патент 655399
Авторы
Способ получения фильтрующего материала для гиперфильтрационного разделения жидкости
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Соцнвлнетнческих
Ресяублнк 655399
1 г ( (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 18.08.76 (23) 2411651/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет
В 019 1З/04
С 08Ь 1/12
Государствеиный комитет
СССР оо делам изооретенхй и открытий
Опубликовано 05,04.79.Бюллетень №- 1З (53) УДК 678.027.. 5 (088. 8) Дата опубликования описания 08.04.79
H. А. Абатурова, И. Н, Влодавец, Т. И. Парамонова, Л. A. Тюльпанова и Е. А. Фетисов (72) Авторы изобретения
Всесоюзный научно-исследовательский институт молочной промышленности и Ордена Трудового
Красного Знамени институт физической химии АН СССР (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮ1ЦЕГО МАТЕРИАЛА
ДЛЯ ГИПЕРФИЛЬТРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ
Изобретение относится к химической промышленности и касается способов получения гиперфильтров, т.е. фильтров для ультрафильтрации и обратного осмоса.
Изобретение может быть использовано в молочной промышленности при переработке молока и сыворотки, в пишевой промышленности при сгушении н очистке соков, а также при опреснении воды.
Известны способы получения фильтруюшего материала для гиперфильтрационного разделения жидкости (гиперфильтрации) путем растворения ацетилцеллюлозы с последуюодей отливкой пленки из полученного раствора и акстракцией из нее растворителя водой. Так, согласно известному способу (1) ацетилцеллнмозу расгаоряют в смеси ацетона, воды и перхлората магния. Полученный раствор выливают на о охлажденную до -5 С гладкую подложку, разравнивают и выдерживают на воздухе
20 в течение нескольких минут, После этого подложку с полученной пленкой опускают в холодную (О С) воду, где происходит экстракция ацетона и перхлората магния иэ пленки и завершается формирование фильтруюшего материала. Пористость готс вого материала можно уменьшить путем нагревания его в воде.
Недостаток этого способа заключается в необходимости проведения процессов отливки пленки и экстракции растворителя при низкой температуре, а также в малой скорости фильтрации молока через полученный фильтруюший материал (не более
10 л/м час. ).
Наиболее близким к изобретению является способ получения фильтруюшего материала, согласно которому ацетилцеллюлозу растворяют при нагревании до о
+90 С в моноэтиловом афире диатиленгликоля. Полученный горячий раствор выливают на нагретую до +90 С гладкую подложку, разравнивают и выдерживают на воздухе в течение нескольких минут. После атого подложку с пленкой погружают о в воду с комнатной (1 8-20 С ) темпера« турой, где происходит экстракция раство-655399 ритепя и завершается формирование фипьтруюшего материала.
Пористость готового гиперфипьтра можно уменьшить путем нагревания его в воде. Скорость фильтрации молока через Б полученный материал высокая - до
60 и/м час (2), Недостаток способа заключается в необходимости проведения процесса отлив-. ки при высокой температуре, а также в ro высокой стоимости материала, связанной с большим расходом моноатилового афирв диатипенгпикопя (карбитопа).
Цепью изобретения является упрощение технологии получения фипьтруюшего 15 материала.
С атой цепью в смесь ацетипцеппюпо» зы с моноатиповым эфиром диатипенгпиколя вносят ацетон, При атом соотношение ацетона к моноэтиповому афиру ди- атиленгпиколя составляет от 1:9 до 9:1.
Отливку пленки из раствора осушествпяют без подогрева на гладкую подложку, имеюо жую темцературу от 16 до 22 С. В ре» эупьтвте уменьшается стоимость фипьтрующего материала и упрошаются условия его получения.
Так, например, дпя попучения 1 мй фипьтруюшего материала толщиной 0,2 мм иеобходимо 200 г раствора. Согласно оитимапьной рецептуре известного способа требуется 15% ацетипцеппюпозы и
85% растворителя (карбитопа). По предложенному способу (оптимапьный вариант):
10% ацетипцеппюпоэы, 45% карбитопа и 45% ацетона.
Предложенный способ заключается в апедуюшем. Ацетипцеппюпоэу смешивают с моноатичовым афиром диатипенгпикопя при температуре 15-25 С. Ацетипцеппюо 4Q поза при атом не растворяется, а только лишь слегка набухает и диспергируется в жидкости. Затем в смесь вводят ацетон, в результате чего наступает полное растворение ацетипцеппюпозы. Полученный раствор выпивают на гладкую подложку с о температурой 16-22 С, разравнивают и выдерживают на воздухе в течение нескольких десятков секунд. Затем подложку с пленкой погружают в воду с темперао турой 16-22 С, где происходит акстракция растворителей и завершается формирование структуры фипьтруюшего материала. При необходимости пористость готового материала уменьшают путем наг55 реввния его в воде. Содержание ацетона в смеси растворителей составляет оТ 10 до 90%, При использовании растворителя, 98-99 содержашего более 90% ацетона, получаются непористые пленки, не проницаемые дпя жидкости. При использовании растворителя, содержашего менее 10% ацетона, получаются фильтры с большим количеством дефектов (трешин, крупных пор} иэ-за расслоения раствора на две фазы. Растворение ацетипцеппюлозы должно осушеетвпяться в строгой последовательности операций, твк как при изменении порядка введения растворителей ипи растворении ацетипцеппюпозы в заранее приготовленной смеси растворителей образуются труднорастворимые комки ацетипцеппюпозы, а время растворения увеличивается в несколько десятков раз.
Пример 1. Навеску ацетипцеппюлозы (40 г) помешают в колбу с обратным холодильником и мешалкой, смешиваю с 324 r карбитопв и приливают
36 г ацетона. После полного растворения вцетипцеппюпозы раствор фильтруют через пористую нержавеюшую сталь с диа метром пор 10-15 мкм и оставляют в покое на 12 час дпя удаления пузырьков воздуха, которые могут стать причиной дефектов. Полученный раствор (темперао тура 16-22 С) с помошью специальной фипьеры наносят тонким слоем на поверх» о ность стекла (температурв 16-22 С).
Стекпо с нанесенным споем раствора выдерживают на воздухе в течение 30 сек., а затем погружают в воду с температуо рой 15-25 С. Через 5-10 мин готовый фипьтруюший материал отделяют от стекла и переносят в сосуд с проточной водой дпя удаления спецов растворителя.
Готовый фипьтруюший материал хранят во влажном состоянии. Он имеет следуюшие характеристики:
Скорость фильтрации молока, л/мя час 48
Селективность по белку, %
Сепективность по пактозе, % 3-5
Сепективность по хлористому натрию, % 1
После нагревания в воде скорость фипьт ции 0,1 / ного раствора хлористого натрия составляет 36 и/м час, сепектив ность по хлористому натрию 98%.
Пример 2. Нввеску вцетипцеппюлозы (40 r} помешают в колбу с обратным холодильником и мешалкой, смешивают с 36 г карбитопа и прибавляют
324 r ацетона. После перемешиввния получают раствор ацетипцеппюпозы. Дапь655399
98-99
Смесь ацетона, воды и перхпората магния
Смесь ацетона и формамида
60
Смесь моноэтипового эфира диэтипенгпикопя с ацетоном (1:1) ЦНИИ ПИ Заказ 1386/3 Тираж 876 Подписное
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нейшая последовательность операций иоложена в примере 1. Готовый фильтрующий материал имеет следуюшие характеристики:
Скорость фильтрации
Ю молока, пlмй час 43
Селективность по белку, % 99-100
Сепективность по лактозе> % 5-7
Селективность по хлористому натрию, % 1-2
После нагревания в воде скорость филь рации 0,1 /-ного раствора хлористого нат-. рия составляет 28 л/м час, сепекти ность по хлористому натрию 99,5%.
Пример 3. Навеску ацетилцеппюлозы (40 г) помешают в колбу с обратным холодильником и мешалкой, смешивают с 180 г карбитопа и прибавляют 2О
180 г ацетона. После перемешивания пол учают раствор ацетипцеппюпозы.
Моноэтиповый эфир диэтипенгпикопя
Таким образом, фипьтруюший материал, 40 приготовленный с применением в качестве растворителя смеси моноэтипового эфира диэтипенгликопя с апетоном, незначительно уступает о скорости фильтрации материалу, приготовленному с примене45 нием в качестве растворителя моноэтипового эфира диэтиленгпиколя, но при этом; исходное сырье вдвое дешевле.
Формула изобретении
Способ получения фильтруюшего материала для гиперфильтрапионного разделения жидкости путем смешивания порошка ацетилцеллюлозы с моноэтиловым эфиДальнейшая последовательность операпий изложена в примере 1.
Готовый фильтруюшнй материал имеет следуюшие характеристики:
Скорость фильтрации мо пока, и/м 55
Сепективность по белку, %
Сепективность.по пактозе, % 5-7
Сепективность по хпористому натрию, % 1-2
После нагревания в воде скорость фипьтрации О, 1%-ного раствора хлористого нат -:: рия составляет 42 и/мячас, сепективность по хлористому натрию. 99%.
Сравнительные характеристики фипьт руюших материалов, приготовленных различными способами, приведены в табпице ° ром диэтипенгпикопя, отлива пненки из полученного раствора и экстракции из нее растворителя водой, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с цепью упрошения технологии получения материала, в смесь ацетилцелпюпозы с моноэтиповым эфиром диэтипенгпиколя вводят ацетон при весовом соотношении эфира к ацетону ат 1:9 до 9;1, а отлив пленки ведут при темпе ратуре раствора 16-22 С.
Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США № 3133137, кп. 210-231, 1963.
2.. Коллоидный журнал, 1975, т. 37, М 4, с. 819-821.