DK156541B - Apparat til adskillelse af vaeskeformige foedeblandinger i to fraktioner ved hjaelp af semipermeable membraner - Google Patents
Apparat til adskillelse af vaeskeformige foedeblandinger i to fraktioner ved hjaelp af semipermeable membraner Download PDFInfo
- Publication number
- DK156541B DK156541B DK486581A DK486581A DK156541B DK 156541 B DK156541 B DK 156541B DK 486581 A DK486581 A DK 486581A DK 486581 A DK486581 A DK 486581A DK 156541 B DK156541 B DK 156541B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- membrane
- channel
- channels
- permeate
- membranes
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 86
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 11
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 claims description 68
- 108090000862 Ion Channels Proteins 0.000 claims description 68
- 102000004310 Ion Channels Human genes 0.000 claims description 68
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 48
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 28
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
DK 156541 B
Opfindelsen angâr et apparat til adskillelse af en væskeformig fodeblanding i to fraktioner ved hjælp af semipermeable membraner, og af den art, der indbefatter en trykbeholder, hvori der findes en stak af.semiper-5 meable membraner, der ligger an mod membranunderstot-ningsplader, som holdes i indbyrdes afstand ved hjælp af konstruktionselementer til dannelse af membrankana-ler, en fodeblandingskanal for tilforsel af fodeblan-dingen til membrankanalerne, en koncentratkanal til over-10 tagelse af den fra membrankanalerne udgâende væske, og permeatkanaler til overtagelse af det gennem membraner-ne og membranunderstotningspladerne passerende permeat. Apparater af denne art kendes f.eks. fra de danske patenter 138.876 og 141.009 samt U.S.A. patenterne 15 3.623.610 og 3.398.833 og anvendes ved de processer, der betegnes ultrafiltrering, hyperfiltrering eller om-vendt osmose.
De ved disse processer tilvejebragte to fraktioner er karakteriserede ved deres indhold af stoffer med for-20 skellige molekylest0rrelser eller andre egenskaber.
Ultrafiltrering og hyperfiltrering benyttes f.eks. i levnedsmiddel- og lægemiddelindustrien samt i vandrens-nings- og afsaltningsanlæg og fâr stadig stigende betyd-ning i det industrielle samfund.
25 Ved apparater af de hidtil kendte konstruktioner er der problemer og mangler med hensyn til drift, energi0ko-nomi, anvendelsesomrâder og reng0ring.
Ved driften af sâdanne apparater sker adskillelsen ved membranoverfladen i membrankanalerne. Herved fâs en 30 lokal koncentrationsfor0gelse ved membranoverfladen af de stoffer, der ikke passerer igennem membranen. Fænome-net, der kaldes koncentrationspolarisation, giver anled-ning til reduceret permeatmængde og mindsket adskillel-sesgrad (rétention). I graverende tilfælde kan koncen-35 trationspolarisationen f0re til udfældning af stoffer, eller i tilfælde af makromolekyler til dannelse af gel-lag pâ membranoverfladen og eventuelt til 0delæggelse af membranen.
_ DK 1565418 2
Ved at give fodeblandingen en stor lineær strom-ningshastighed langs membranoverfladen kan man formindske koncentrationspolarisationen. Dette kan gores ved eksem-pelvis at lade membranorganerne dreje som foreslâet i 5 US-A-4.230.564 for herved at fâ en centrifugal effekt, eller ved tangential indfcring af fodeblandîngen i et lukket membrankammer gennem en snæver fcdekanal, som foreslâet i DD-A-114.205. Herved opstâr der imidlertid i de kendte apparater væsentlige driftsmæssige, energioko-10 nomiske og anvendelsesmæssige problemer ved processen.
For det forste skal flowet i membrankanalen være sa jævnt fordelt over denne som muligt for at undgâ, at“'der er udstrakte omrâder af denne, hvor koncentrationspolarisationen er st0rre end i andre omrâder. For det andet 15 skal det trykfald, der skal til for at opretholde str0m-ningen i den enkelte membrankanal, være sâ lille som muligt, dels for at fâ ensartede procesbetingelser, dels af hensyn til processens energiforbrug, der er proportio-nalt med trykfaldet, dels fordi det samlede trykfald ved 20 passage af flere pâ hinanden f01gende membrankanaler skal være lille.
Et apparat indeholder normalt et stort antal membrankanaler, der str0mningsmæssigt er opdelt i parallelt og/eller i sérié arrangerede kanaler. Da kravet om stor 25 str0mningshastighed gælder den enkelte membrankanal, er det meget store væskemængder, f.eks. 100-200 m /time, der som f0deblanding skal tilf0res apparatet til fordeling mellem et antal af parallelt arrangerede membrankanaler og som koncentrat skal opsamles fra membrankanalerne og 30 borttransporteres. De kanaler, der s0rger for denne fordeling til og opsamling fra membrankanalerne, kaldes hen-holdsvis f0deblandingskanal og koncentratkanal. Store friktionstryktab i disse kanaler medf0rer dels forskel-lige tryk i de forskellige membrankanaler, hvilket f0rer 35 til varierende procesbetingelser i forskellige membrankanaler, dels en for0gelse af processens energiforbrug, der er proportionalt med det samlede friktionstryktab. For mange ultrafiltreringsprocesser gælder det, at trykket i mem- 3
DK 156541 B
brankanalerne ikke mâ overstige en vis kritisk værdi, der kan være betinget dels af de anvendte membraners sta-bilitet, dels af, at der ved overskridelse af det kriti-ske tryk sker en for0get geldannelse pâ membranoverfla-5 den, uden at permeatmængden 0ges svarende til trykfor0-gelsen. Overskridelse af dette kritiske tryk betyder der-for enten 0delæggelse af membranen eller energispild i de tilfælde, hvor man ikke fâr for0get permeatmængde svarende til trykfor0gelsen. Den for0gede geldannelse pâ 10 membranoverfladen giver yderligere anledning til vanske-ligheder ved vedligeholdelse og renholdelse og kan i graver ende tilfælde f0re til 0delæggelse af membranen.
Et apparat, hvor friktionstryktabet ved væskens str0mning og dermed trykvariationerne igennem apparatet 15 er af samme st0rrelsesorden som det kritiske tryk, er derfor meget lidt effektivt, har meget stort energifor-brug og ingen mulighed for egentlig procesregulering.
Det vil sige, at hensynet til koncentrationspolarisatio-nen kan forhindre en effektiv anvendelse af apparatet ved 20 processer, der kræver, at trykket i membrankanalerne overalt ligger under det kritiske tryk.
Membrankanalerne skal blandt andet for at undgâ de uheldige virkninger af koncentrationspolarisationen være udformede som tynde kanaler, der i praksis ikke er 25 over 1 mm h0je. Membrankanalernes indl0bs- og udl0bsfor-hold fra og til f0deblandingskanal henholdsvis koncen-tratkanal er afg0rende for den jævne flowfordeling og trykfaldet over membrankanalen samt for de friktionstryk-tab, der er i indl0bs- og udl0bsomrâder.
30 Kombinationen af konstruktionselementer, der danner og bærer membrankanalerne, danner ind- og udl0b til og fra disse samt opsamler og bortleder permeatet fra mem-branunderst0tningspladerne, giver i de kendte apparater anledning til ujævn flowfordeling i membrankanalerne, 35 væsentlige indsnævringer og tryktab i ind- og udl0b samt konstruktiv begrænsning af dimensionerne pâ f0deblandings-kanal og koncentratkanal og disses placering i forhold til membrankanalerne, hvilket har til f0lge, at frikti-
DK 156541 B
4 onstryktabene i f0deblandings- og koncentratkanal ikke kan reduceres væsentligt i de kendte apparater. Det er af disse grunde, at friktionstryktabet ved væskens str0mning igennem de kendte apparater er sâ stort, at det giver 5 problemer med drift, energi0konomi, procesregulering og anvendelsesomrâder.
De fleste i praksis kendte apparater af den her om-handlede type er randsammenspændte apparater, i hvilke membranerne strækker sig helt ud til apparatets periferi, 1o hvor tætningen mod omgivelserne foregâr ved sammenspæn-ding af stakken af membraner, membranunderst0tningsp!ader og som regel ogsâ spacer- eller ledeplader, der strækker sig igennem apparatet imellem pâ hinanden f01gende membraner i stakken. En sâdan konstruktionsmâde har en række 15 ulemper ud over de ovenfor allerede omtalte. Anvendelsen af spacer- eller ledeplader i membrankanalerne er energi-og materialeforbrugende, for0ger friktionstryktabet pr. arealenhed membran og er pladsr0vende. Spacer- eller ledeplader er imidlertid som regel n0dvendige af styrke-20 mæssige grunde ved randsammenspændte apparater, specielt nâr disse har et relativt stort membranareal pr. membran-underst0tningsplade og/eller skal arbejde med relativt h0je tryk i membrankanalerne. Samtidigt har de som regel en str0mningsdirigerende funktion.
25 Randsammenspændingen bevirker, at det er vanskeligt at reng0re apparaterne i omrâdet ved periferien, hvor str0mningshastigheden og dermed væskeudskiftningen er lille. Varmesterilisering af apparater med randsammen-spænding vanskeligg0res endvidere ved, at varmen hurtigt 30 bortledes til omgivelserne i omrâder, hvor væskeudskiftningen er lille.
Tætning mod omgivelserne af apparater med randsam-menspænding kræver meget stor sammenspændingskraft, der vokser med voksende areal pr. membran og med voksende 35 tryk i apparatets membrankanaler.
Permeatudgangene fra membranunderst0tningspladerne er i kendté apparater af den her omhandlede type anbragt i membranunderst0tningspladens periferi, hvorved permea- 5
DK 156541 B
tet fâr en relativt lang stromningsvej i membranunder-st0tningspladen. Dette begrænser den anvendelige storrel-se af areal pr. membran og muligheden for reduktion af membranunderstotningspladens tykkelse.
5 Soin det fremgâr af ovenstâende betragtninger, knyt- ter de fleste af problemerne sig til konstruktionselemen-ter i forbindelse med indl0b til og udl0b fra membran-kanalerne, til f0deblandings- og koncentratkanalernes st0rrelse og placering i forhold til membrankanalerne, 10 til permeatudl0benes eller permeatkanalernes placering samt til randsammenspændingen.
Ved den foreliggende opfindelse tilsigtes de oven-nævnte mangler. ved kendte apparater afhjulpet, sâledes at der, sorti det nedenfor skal beskrives nærmere, kan opnâs et 15 st0rre udbytte for en given investering i apparater til ultrafiltrering og hyperfiltrering, en billigere drift som f01ge af det mindskede energiforbrug, mulighed for egentlig procesregulering, mulighed for udvidelse af pro-cessernes anvendelsesomrâde samt lettelser af reng0rings-20 og vedligeholdelsesmæssig art og for0get levetid af mem-braner og apparat.
Ved den foreliggende opfindelse opnâs væsentlige forbedringer ved at friholde den del af membrankanalens periferi, der gâr pâ tværs af str0mningsretningen i mem-25 brankanalen, for konstruktive elementer, der indsnævrer str0mningsarealet fra f0deblandingskanal til membran-kanal og fra membrankanal til koncentratkanal.
Apparatet ifolge den foreliggende opfindelse er ejendommeligt ved, at fodekanalen omgiver stakken af 30 membraner og plader sâledes, at fodeblandingen har fri adgang til membrankanalerne langs omkredsen af stakken, at koncentratkanalen strækker sig centrait i stakken, og at et antal permeatkanaler skærer stakken i hovedsagen midtvejs mellem indgangen til fodekanalen og udgangen 35 til koncentratkanalen.
_ _ __ DK 156541 B
6
Ved denne anbringelse af permeatkanalerne opnâs mulighed for at undgâ hovedparten af de ovenfor nævnte ulemper. Den del af membrankanalens periferi, der gâr pâ tværs af stromningsretningen i membrankanalen, hol-5 des fri til indstromning fra fodeblandingskanal og ud-stromning til koncentratkanal samt stromning fra én membrankanal til den efterfolgende for i sérié arrange-rede membrankanaler og sâledes, at fodeblandingskanal og koncentratkanal strækker sig langs hele denne del af pe-10 riferien, og sâledes at stromningen fra en membrankanal til den efterfolgende foregâr langs hele denne deJL.af periferien. Herved udvides stromningsvejene igennem ap-paratet, hvorved tryktabet ved stromningen reduceres. Endvidere afhjælpes, som det nærmere skal forklares ne-15 denfor, de ovrige problemer og mangler ved de kendte ap-parater.
En fordelagtig udforelsesform for apparatet ifol-ge opfindelsen er ejendommelig ved, at i det mindste en del af væggen af permeatkanalerne udgores af konstruk-20 tionselementerne, der til dannelse af membrankanalerne holder membranerne i indbyrdes afstand.
Opfindelsen forklares i det folgende nærmere un-der henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et delvis snit gennem en del af en 25 udforelsesform for elementer, der danner en membrankanal og en permeatkanal, fig. 2 pâ tilsvarende mâde som i fig. 1 en anden udforelsesform, fig. 3, 4 og 5 forskellige udforelsesformer for 30 konstruktionselementer, der indgâr som dele af per-meatkanalvæggen, og som kan betragtes som snit i elementer som vist i fig. 1 og 2, fig. 6, set fra oven, en cirkulær membranunder-stotningsplade med membran og med cirkulære konstruk-35 tionselementer set i snit efter linien VI-VI i fig. 7, og 7
DK 156541 B
fig. 8 et lodret snit gennem en del af en ud-f0relsesform for et apparat ifolge opfindelsen.
Den foreliggende opfindelse vedrorer isaer belig-genheden og udformningen af permeatkanalerne, hvoraf 5 enkeltheder i forskellige udforelsesformer er vist i fig. 1-8. Opbygningen af selve apparatet er illustre-ret i fig. 8, i hvilken er benyttet samme henvisnings-betegnelser for de enkelte dele, der danner permeatkanalerne.
10 Fig. 1 viser et snit gennem en del af en permeat- kanal 1, der eksempelvis findes i en stak af membran-understatningsplader 2 som den i fig. 6 og 7 viste. Permeatkanalen 1 forlober i stakkens akseretning og ligger i afstand fra membranunderstotningspladens i 15 det viste eksempel cirkulære yderste og inderste peri-ferier. Permeatkanaler 1 findes i et passende antal.
I det i fig. 6 viste eksempel er der fire, der som ror forl0ber gennem hele stakken af membranunderstotnings-plader 2 med tilharende membraner 3, sâledes som 20 det ses i fig. 8.
Som det ses af fig. 1, findes der mellem de to membranunderstotningsplader 2 et konstruktionsele-ment 4a, der dels tjener til at holde membranunder-stotningspladerne 2 i afstand fra hinanden, sâledes 25 at der mellem dem dannes en membrankanal 5, dels ud-gor en del af permeatkanalens væg, idet der i kon-struktionselementet 4a findes et hul, der flugter med tilsvarende huiler i membranunderstotningsplader-ne 2.
30 Konstruktionselementet 4a kan være et selv- stændigt element, eller det kan være en integreret del af membranunderstotningspladen 2, sâledes som det frem-gâr af fig. 2, hvor det er betegnet 4b. Det kan hâve forskellige tværsnitsformer, sâledes som det fremgâr af 35 fig. 3, 4 og 5. I fig. 3 er det ringformet, i fig. 4
____ DK 156541 B
8 str0mlinieformet med henblik pâ at undgâ omrâder med mindre gode stromningsforhold, og i fig. 5 er det af-langt, sâledes at man kan nojes med fâ elementer belig-gende langs stromningslinier i membrankanalen 5.
5 Fodeblandingen tilfores membrankanalen 5 og strommer igennem denne, f.eks. som vist ved pile i fig.
8. I fig. 6 er stromningen radial fra den ydre periferi til den indre. Den del af væsken, der passerer gennem de semipermeable membraner, og som benævnes permeatet, 10 trænger gennem det porose materiale, hvoraf membran-understotningspladerne 2 bestâr, og bevæger sig ud i permeatkanalen 1. Permeatets stromningsbillede bliver som folge af beliggenheden af permeatkanalerne 1 inde pâ selve den store overflade af membranunderst0tnings-15 pladerne 2 et andet og mere fordelagtigt end det kendte, hvor permeatkanalerne ligger langs en yderrand pâ mem-branunderst0tningspladerne.
Anvendelsen af pâ membranfladen anbragte konstruk-tionselementer til dannelse af dele af permeatkanalerne 20 har i forhold til den kendte anvendelse af pâ membranfladen anbragte konstruktionselementer til dannelse af f0deblandingskanal og/eller koncentratkanal en række fordele. For det f0rste er de n0dvendige dimensioner af permeatkanalen mindre end de n0dvendige 25 dimensioner af f0deblandingskanal og koncentratkanal/ hvorfor de optager mindre plads pâ membran-kanalens brede flade og er lettere at tætne mellem membrankanal og permeatside. For det andet kan de som permeatkanaler placeres vilkârligt pâ mem-30 brankanalens brede flade i modsætning til f0deblandings-kanal og koncentratkanal, der mâ placeres korrekt i forhold til stromningen i membrankanalen. Placeringen i membrankanalen foretages dog hensigtsmæssigt sâledes, at strcmningen forstyrres mindst muligt, men tilstræbes sam-35 tidigt foretaget sâledes, at permeatets stromningsvej i membranunderstotningspladen bliver kort, hvorved frik-tionstryktabet pâ permeatsiden mindskes.
9
DK 156541 B
I figur 6 og 7 er storrelsen af de elementer 4, der bærer membranunderst0tningerne 2 og delvis danner permeatkanalerne, overdrevet i forhold til de 0vrige dele for at tydeligg0re deres funktion. Det ses, 5 at man ved placeringen af disse elementer 4 kan fâ fri-gjort indl0bet fra f0deblandingskanalen 6 og udl0bet til koncentratkanalen 7 for obstruktion, der kunne hin-dre den fri str0mning. Kanalerne 6 og 7 er blot antydet skematisk ved pile. De kan placeres helt uden for mem-10 brankanalens omrâde og alligevel i umiddelbar tilknytning til hele den del af membrankanalens periferi, der gâr pâ tværs af str0mningsretningen i denne. Tætningen langs membrankanalens periferi mellem f0deblandings-koncentrat-side og permeatsiden i membranunderst0tningspladen er 15 udfort som en limning af membranen mod kanten af under-stotningspladen, der i denne del er massiv. Tætningen kan i ovrigt foretages pâ en lang række kendte mâder, hvoraf en anden er vist i fig. 8. Tætningen er ikke vanskelig at opnâ, da den i princippet er selvtætnen-20 de pâ grund af det hoje tryk pâ fodeblandings-koncen-tratsiden og det lave tryk pâ permeatsiden.
Udsnit af anvendelsen af konstruktionselementet ved opbygning af apparater i en trykbeholder 8 er vist i fig. 8. Apparatet har cirkulære membrankanaler, 25 der er arrangeret fortrinsvis i parallel med membran-kanalerne inden for hver sektion arrangeret i parallel, medens sektionerne, der er adskilt af sektionsadskil-lelseselementer 9, er arrangeret i sérié. I apparatet er fodeblandings-koncentratflowet altid rettet fra 30 den ydre periferi mod den indre, hvorved flowet bli-ver konvergerende i aile membrankanaler, et forhold, der bevirker en mindskelse af koncentrationspolarisa-tionen.
10
DK 156541 B
Figurerne viser for overskuelighedens skyld kun et fatal af membranunderst0tningsplader og membrankanaler indenfor hver sektion. De relative st0rrelser af de ind-gâende elementer er ligeledes for tydelighedens skyld 5 ikke korrekte. Endelig er, nâr det fortrinsvis er str0m-ningsvejene, der skal illustreres, ikke aile membranunder-st0tningsplader med membraner og tætninger detaljetegnet, men kun vist i omrids.
Karakteristisk for de sâledes opbyggede apparater 10 er de fri str0mningsvej e for f0deblanding og koncentrat til og fra membrankanalen langs hele den del af dennes periferi (indre som ydre), der gâr pâ tværs af str0m-ningsretningen i kanalen, samt ved i sérié arrangerede membrankanaler den fri str0mningsvej fra én membrankanal 1 5 til den efterf01gende langs hele denne del af periferien. Karakteristisk er ligeledes, at f0deblandingskanal og koncen-tratkanal holdes helt fri af membrankanalerne og st0der op til disse langs hele den del af disses periferi, der gâr pâ tværs af str0mningsretningen i kanalerne. Det er 20 ligeledes karakteristisk, at f0deblandingskanal og kon-centratkanal, fordi de holdes fri af membrankanalerne, kan dimensioneres vilkârligt og derfor gives tilstræk-kelig store tværsnitsarealer til, at friktionstryktabe-ne i disse bliver negligible. De naavnte forhold bevir-25 ker, at friktionstryktabet igennem apparatet er væsent-ligt mindre, f.eks. fra 5 til 50 gange mindre end i kend-te apparater. Hermed âbnes der mulighed for en egentlig procesregulering og en udvidelse af sâdanne apparaters anvendelsesomrâde.
30 Det er karakteristisk for de opbyggede apparater, at de ikke beh0ver at indeholde spacere eller ledeplader i membrankanalerne,og ogsâ de i figurerne viste sektions-adskillelseselementer kan udformes sâledes, at de har membraner pâ de sider, der vender mod membrankanaler.
35 Herved spares energi, friktionstryktabene mindskes, og 11
DK 156541 B
der spares materiale og plads, sâledes at praktisk taget al plads i apparatet anvendes til procesrelevante funk-tioner.
Det er ogsâ karakteristi.sk, at de opbyggede appara-5 ter er lette at reng0re og eventuelt dampsterilisere, dels fordi de omrâder, hvor væskeudskiftningen er lille, er reduceret til et minimum, dels fordi de gode str0m-ningsforhold langs apparatets afgrænsning mod omgivelser-ne (i modsætning til de randsammenspændte apparater) be-10 tinger, at temperaturen her kan holdes tilstrækkelig h0j til, at steriliseringen kan foregâ.
Det er karakteristisk for de opbyggede apparater, at sammenspændingen kun skal bevirke en tætning langs den relativt lille omkreds omkring de elementer, der danner 15 og bærer membrankanal og permeatkanalerne. Herved reduce-res den n0dvendige sammenspændingskraft væsentligt i for-hold til de randsammenspændte apparater, hvorved leveti-den af de anvendte materialer forlænges, og/eller kravene til materialernes styrke mindskes.
20 Det er ligeledes karakteristisk for de opbyggede ap parater, at man ved en simpel variation af dimensionerne kan 0ge membranarealet pr. membranunderst0tnîngsplade, uden at det, som for de randsammenspændte apparater, stiller væsentligt st0rre krav til sammenspændingskraft 25 og sammenspændingsapparatur.
Selv om den cirkulære form af membrankanalerne af stromningsmæssige grunde er den foretrukne geometri, kan apparaterne principielt udformes med en vilkârlig geometri af membrankanalerne.
30 Som det fremgâr af figurerne, kan apparater opbygges med membrankanalerne arrangeret fortrinsvis i parallel eller fortrinsvis i sérié, ait eftersom det ene eller det andet arrangement er mest fordelagtigt ved en given an-vendelse. Pâ samme mâde kan antallet af membrankanaler 35 pr. sektion og antallet af sektioner varieres efter bebov.
12
DK 156541 B
Det er karakteristisk for de opbyggede apparater, at man ved valg af placering af de konstruktionselemen-ter, der bærer membrankanalerne og delvis danner permeat-kanalerne, dels kan tilgodese str0mningsforholdene i mem-5 brankanalerne, dels kan s0rge for, at permeatets str0m-ningsvej i membranunderst0tningspladen bliver sa kort, at friktionstryktabet pâ permeatsiden bliver lille, og/ eller tykkelsen af membranunderst0tningspladen kan mind-skes, hvorved rumfanget og h0jden af apparatet mindskes, 10 hvilket igen har betydning for mindskelsen af friktions-tryktabene i f0deblandingskanal, koncentratkanal og per-meatkanal. Endelig kan muligheden for mindskelse af permeatets str0mningsvej i membranunderst0tningspladen ud-nyttes ved for0gelse af membranarealet pr. membranunder-15 st0tningsplade.
Opfindelsen er yderligere bemærkelsesværdig derved, at den ved en særlig anvendelse muligg0r en kombination af dialyse og filtrering, idet permeat-kanalkonstruktionen muligg0r gennemstr0mning af 20 membranunderst0tningspladerne. Ved en sâdan anvendelse benyttes en eller flere permeatkanaler til tilledning og pâ samme tid en eller flere permeatkanaler til bortled-ning af væske fra membranunderst0tningspladerne.
Storrelsesforholdene er pâ den skematiske teg-25 ning valgt med henblik pâ overskueligheden. Eksempelvis skal det nævnes, at membrankanalerne i praksis kan hâve en hojde, der ligger omkring en millimeter. Endvidere er en del konstruktionslinier udeladt, for at stromnings-forlobet kan træde tydeligere frem.
30 Antallet af plader og dermed membranakanaler er i praksis betydeligt storre end vist i fig. 8f hvor der i hver sektion kun er vist nogle fâ, hvoraf endda kun to har membraner pâ begge sideflader.
Claims (9)
1. Apparat til adskillelse af en væskeformig fo-deblanding i to fraktioner ved hjælp af semipermeable membraner, og af den art, der ïndbefatter en trykbeholder (8), hvori der findes en stak 5 (2, 3) af semipermeable membraner (3), der ligger an mod membranunderstotningsplader (2), som holdes i ind-byrdes afstand ved hjælp af konstruktionselementer (4) til dannelse af membrankanaler, en fodeblandingskanal (6) for tilforsel af fode-10 blandingen til membrankanalerne, en koncentratkanal (7) til overtagelse af den fra membrankanalerne udgâ-ende væske, og permeatkanaler (1) til overtagelse af det gennem membranerne og membranunderstotningspladerne passerende 15 perméat, kendetegnet ved, at fodekanalen (6) omgiver stakken (2, 3) af membraner (3) og plader (2) sâledes, at fodeblandingen har fri adgang til membrankanalerne (5) langs omkredsen af stakken (2, 3), at koncentrat-20 kanalen (7) strækker sig centrait i stakken (2, 3), og at et antal permeatkanaler (1) skærer stakken (2, 3) i hovedsagen midtvejs mellem indgangen til fodekanalen (6) og udgangen til koncentratkanalen (7).
2. Apparat ifolge krav 1, kendetegnet 25 ved, at i det mindste en del af vasggen af permeatkanaler- ne (1) udgores af konstruktionselementerne (4), der til dannelse af membrankanalerne (5) holder membranerne i indbyrdes afstand.
3. Apparat ifolge krav 2, kendetegnet 30 ved, at konstruktionselementerne (4) er separate elemen- ter (4a), der er anbragt imellem modstâende membraner (3) i membrankanalen (5).
4. Apparat ifolge krav 2, kendetegnet ved, at konstruktionselementerne (4) indgâr som inte- 35 grerede dele (4b) af membranunderst0tningspladerne (2), sâledes at modstâende membraner (3) i membrankanalen (5) 14 DK 156541 B pakkes mod hinanden i omrâdet omkring konstruktionsele-menterne (2).
5. Apparat if0lge krav 2, kendetegnet ved, at konstruktionselementerne (4) er stromliniefor- 5 mede i forhold til str0mningen i membrankanalen (5), sâledes at str0mningen bliver sâ jævn som mulig over den fri membranoverflade (fig. 4).
6. Apparat if0lge krav 5, kendetegnet ved, at konstruktionselementerne (4) er aflange og lig- 10 ger i stromningsretningen i membrankanalen (5) (fig. 5).
7. Apparat som angivet i et eller flere af kra-vene 1-6, kendetegnet ved, at trykbeholde-rens (8) dimensioner er afpasset sâledes i forhold til . membranunderstotningspladernes (3) dimensioner og an- 15 tallet af parallelt arrangerede stromningsveje i appa-ratet, at friktionstryktabet i fodeblandingskanalen (6) og koncentratkanalen (7) er lille i forhold til det samlede friktionstryktab over de i sérié arrangerede membrankanaler (5).
8. Apparat ifolge et eller flere af kravene 1-7, kendetegnet ved, at membranunderstotningspla-derne (2) er ringformede, og at den totale yderomkreds af den ringformede membrankanal (5) udgor indgangen for fodeblandingen, medens den totale inderomkreds ud-25 gor udgangen for koncentratet.
9. Apparat ifolge et eller flere af kravene 1-8, kendetegnet ved, at samtlige permeatkanaler (1) gâr igennem hver enkelt membranunderstotningspla-de (2) og er sâledes opstillede, at den maksimale vej-30 længde for permeat i membranunderstotningspladerne (2) er reduceret mest muligt, og at en tilstopning af strom-men af fodeblandingen ved henholdsvis indgangen til og udgangen fra membrankanalerne (5) undgâs.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DK486581A DK156541C (da) | 1981-11-03 | 1981-11-03 | Apparat til adskillelse af vaeskeformige foedeblandinger i to fraktioner ved hjaelp af semipermeable membraner |
| AT82305727T ATE27109T1 (de) | 1981-11-03 | 1982-10-28 | Vorrichtung zum trennen einer fluessigkeit in zwei teilmengen mittels semipermeabler membranen. |
| EP82305727A EP0078667B1 (en) | 1981-11-03 | 1982-10-28 | Apparatus for separating a liquid into two fractions by means of semipermeable membranes |
| DE8282305727T DE3276297D1 (en) | 1981-11-03 | 1982-10-28 | Apparatus for separating a liquid into two fractions by means of semipermeable membranes |
| AU90117/82A AU559143B2 (en) | 1981-11-03 | 1982-11-03 | Semi-permeable membrane apparatus |
| CA000414790A CA1204674A (en) | 1981-11-03 | 1982-11-03 | Apparatus for separating liquid feed mixtures into two fractions by means of semipermeable membranes |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DK486581A DK156541C (da) | 1981-11-03 | 1981-11-03 | Apparat til adskillelse af vaeskeformige foedeblandinger i to fraktioner ved hjaelp af semipermeable membraner |
| DK486581 | 1981-11-03 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK486581A DK486581A (da) | 1983-05-04 |
| DK156541B true DK156541B (da) | 1989-09-11 |
| DK156541C DK156541C (da) | 1990-02-12 |
Family
ID=8137353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK486581A DK156541C (da) | 1981-11-03 | 1981-11-03 | Apparat til adskillelse af vaeskeformige foedeblandinger i to fraktioner ved hjaelp af semipermeable membraner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DK (1) | DK156541C (da) |
-
1981
- 1981-11-03 DK DK486581A patent/DK156541C/da not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK486581A (da) | 1983-05-04 |
| DK156541C (da) | 1990-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4861487A (en) | Spiral wound membrane modules and systems with improved feed spacer | |
| DK175180B1 (da) | Indretning til filtrering og separering af strömningsmedier | |
| US4062771A (en) | Apparatus and process for membrane filtration | |
| US4801381A (en) | Ultrafiltration apparatus | |
| US5169530A (en) | Hollow fiber module using fluid flow control baffles | |
| JP4531091B2 (ja) | 円筒形ろ過カートリッジを保持する圧力容器 | |
| EP0055839B1 (en) | Hollow fibre membrane-type fluid separation apparatus | |
| DK142529B (da) | Apparat til adskillelse af væsker i to fraktioner med større, henholdsvis mindre indhold af en given komponent end i udgangsvæsken. | |
| DK167854B1 (da) | Arrangement ved et membranfilter med en eller flere roerformede stroemningskanaler | |
| US6309544B1 (en) | Methods for making dynamic filter assemblies | |
| AU2002367082B2 (en) | A spiral wound membrane element and a process for preventing telescoping of the filter element | |
| DK141685B (da) | Apparat til separation af fluida. | |
| JPH11514923A (ja) | 流動流体を濾過し分離する装置 | |
| JP2010532256A (ja) | 渦巻き型濾過器アセンブリ | |
| EP0204424A1 (en) | Method and apparatus for gas separation | |
| DK141681B (da) | Separationsapparat med plane, semipermeable membraner. | |
| EP0078667B1 (en) | Apparatus for separating a liquid into two fractions by means of semipermeable membranes | |
| US3456805A (en) | Means for controlling concentration of dissolved solids adjacent to reverse osmosis membrane surfaces in desalination device | |
| FI103387B (sv) | Separationsanordning och däri ingående komponenter | |
| US5100556A (en) | Transverse sheet membrane separation module, components thereof and related methods | |
| DK156541B (da) | Apparat til adskillelse af vaeskeformige foedeblandinger i to fraktioner ved hjaelp af semipermeable membraner | |
| KR100346018B1 (ko) | 내마모성 구 삽입식 와류를 이용한 판틀형 분리막 모듈시스템 | |
| US4997565A (en) | Laboratory scale ultrafiltration apparatus | |
| US20130146540A1 (en) | System and process for treating water and spiral wound membrane element | |
| US6165361A (en) | Apparatus for the filtering and separation of flow media with at least one permeate outlet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |