Фильтрующий элемент

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Толкачева Валентина Петровна(72) Авторы Толкачева Валентина Петровна Деркач Елена Викторовна(73) Патентообладатель Толкачева Валентина Петровна(57) 1. Фильтрующий элемент устройства фильтрации пищевых жидкостей, преимущественно молока, отличающийся тем, что он выполнен в виде трубчатого патрона из полимерного материала с поверхностной плотностью от 15 г/м 2 до 150 г/м 2 сворачиванием листа в трубу, по меньшей мере, в один слой и соединением краев листа, по крайней мере,одним соединительным швом. 2. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен из листового полимерного материала сшиванием краев свернутого в трубу листа. 3. Фильтрующий элемент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен из листового полимерного материала сшиванием краев свернутого в трубу листа стачным швом. 4. Фильтрующий элемент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен из листового полимерного материала сшиванием краев свернутого в трубу листа запошивочным швом. 5. Фильтрующий элемент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен из листового полимерного материала сшиванием краев свернутого в трубу листа с последующей обметкой краев. 6. Фильтрующий элемент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен из листового полимерного материала соединением краев свернутого в трубу листа иглопробивным способом. 7. Фильтрующий элемент по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен цилиндрическим. 69282010.12.30 8. Фильтрующий элемент по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен коническим. 9. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен многослойным. 10. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен многослойным сворачиванием в трубу пачки листов. 11. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен многослойным сворачиванием в трубу одного листа. 12. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что трубчатый патрон выполнен длиной 500-700 мм, шириной 70-90 мм. 13. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимерного материала использован Спанбел. 14. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимерного материала использован Спанлейс. 15. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимерного материала использован Спанбонд.(56) 1. Патент РФ 2054299, МПК 01 24/10, 1996.02.20. 2. Аржаментов А.Г. Совершенствование первичной обработки молока. - М. ВО Агропромиздат, 1990. - С. 21-22. 3.2352, МПК 01 29/48, 2005 (прототип). Полезная модель относится к фильтровальной технике в пищевой промышленности, а именно к устройствам фильтрации жидкостей, преимущественно молока. Может быть использована для очистки различных жидких сред, например молока, воды, масел, спирта,соков от механических и бактериологических примесей. Может быть рекомендована для использования в процессе очистки горюче-смазочных материалов и других жидких сред. Различные конструкции фильтровальных устройств широко известны. Достаточно часто применяли на молочных фермах эффективный фильтрационный аппарат для очистки пищевых жидкостей, преимущественно молока 1, включающий корпус с патрубком подвода исходной жидкости и отвода фильтрата, установленную в корпусе проницаемую перегородку с образованием по его высоте верхней и нижней секций для размещения в них гранулированной фильтрующей засыпки, размер фракции которой в верхней секции превышает размер фракции в нижней секции. Фильтрующий элемент состоит из засыпки твердых гранул, выполненных из оксидов алюминия, или титана, или циркония, или их сплавов с открытой пористостью, не превышающей 0,1 диаметра гранулы. Процесс обслуживания аппарата достаточно сложен, предъявляет к квалификации персонала требования специальной подготовки и усложняет эксплуатацию аппарата. Недостатками этой конструкции являются следующие. Известный фильтрационный аппарат является конструктивно сложным, достаточно дорогим и неудобным в эксплуатации, со сниженными возможностями по полному удалению бактериологических примесей, что значительно снижает его эффективность. Известны жидкостные мешочные фильтры из тканых и нетканых материалов, которые устанавливают непосредственно в систему очистки 2. Мешочные фильтры представляют собой двухслойный очиститель, наружный слой которого выполнен из лавсана, а внут 2 69282010.12.30 ренний тонкопористый из полипропилена, что обеспечивает более тонкую фильтрацию. Мешочные фильтры обычно надевают на стержневой фильтродержатель. Существенным недостатком этих фильтров является то, что они быстро забиваются механическими примесями, что могло привести и приводило к потере герметичности из-за разрыва фильтрующего материала. Применение таких фильтров в производстве малоэффективно из-за низкой надежности их в эксплуатации и низкого качества фильтрации. Наиболее близким по технической сути и функциональному назначению является выбранный в качестве прототипа фильтрующий элемент фильтрующей установки к автоматической доильной системе 3, выполненный прямоугольной формы одно- или двушовным, установленный на жесткий спиралеобразный каркас. Он изготовлен из нетканого термоскрепного материала длиной 520-800 мм и шириной 7,5-8,5 мм. Для изготовления фильтрующего элемента в качестве нетканого термоскрепного материала использован спанбонд с поверхностной плотностью 40-80 г/м 2. Предусмотрено многократное использование фильтрующего рукава после его санитарной обработки, что увеличивает срок его службы. Существенным недостатком известного устройства являются размеры рукава (при длине 800 мм его ширина составляет всего 8,5 мм), что вызывает недостаточное качество очистки молока, которое к тому же является низкоэффективным из-за возможности накопления в многочисленных сложных элементах конструкции бактериологических примесей и перехода их в фильтрат, что снижает эффективность процесса фильтрации в целом. Заявляемым фильтрующим элементом устройства фильтрации пищевых жидкостей устранены перечисленные недостатки известных конструкций. Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, состоит в обеспечении устройства фильтрации пищевых жидкостей, преимущественно молока, такими фильтрующими элементами, которые отличаются от известных простой, компактной и недорогой конструкцией, обладают высокой эффективностью фильтрации за счет повышенных возможностей полного удаления механических, в том числе маститного происхождения, примесей. Поставленная задача решается тем, что фильтрующий элемент устройства фильтрации пищевых жидкостей, преимущественно молока, выполнен в виде трубчатого патрона из полимерного материала с поверхностной плотностью от 15 г/м 2 до 150 г/м 2 сворачиванием листа в трубу, по меньшей мере, в один слой и соединением краев листа, по крайней мере,одним соединительным швом. Такое соединение может быть выполнено склеиванием,сваркой, сшиванием обычной швейной машинкой и другими допустимыми способами. Удобно, когда трубчатый патрон фильтрующего элемента выполнен из листового полимерного материала сшиванием краев свернутого в трубу листа. Такое сшивание можно выполнить стачным или запошивочным швом. Можно также предусмотреть сшивание с последующей обметкой краев. Ряд материалов позволяет соединить края свернутого в трубу листа сваркой иглопробивным способом, то есть, без использования нити. Важно, что трубчатый патрон имеет либо цилиндрическую форму, либо коническую. Надежно, если трубчатый патрон выполнен многослойным. Удобно достичь многослойности сворачиванием в трубу пачки листов. В некоторых случаях удобнее свернуть в трубу один лист, но, по меньшей мере, в два слоя. Оптимально для доильных установок, если размеры трубчатого патрона составляют длина - 500-700 мм, ширина 70-90 мм. Допустимо в качестве полимерного материала использовать Спанбел, Спанлейс или Спанбонд. Возможно использование других материалов с подобными свойствами. Конструкция фильтрующего элемента значительно упростила и повысила удобство обслуживания доильной установки в целом. Он не требует специальной квалификации 3 69282010.12.30 или подготовки персонала. Характеризуется возможностями легкой и быстрой сборки/разборки деталей установки. Его легко встроить в различные системы фильтрации молока на молочных заводах и фермах, в том числе в систему очистки молока в процессе дойки коров. При этом могут быть достигнуты высокая надежность и длительный срок службы доильной установки при компактности и простоте конструкции устройства фильтрующего элемента легкое, безопасное и удобное обслуживание, не требующее специальной подготовки легкая и быстрая замена отработавшего фильтрующего элемента без дополнительных приспособлений повышение эффективности фильтрации за счет полного удаления механических и бактериологических примесей и улучшение микробиологических показателей отфильтрованного молока универсальность использования, легко встроить в различные системы фильтрации жидкости, в частности молока высокая экономичность использования отсутствуют затраты на ремонт и обслуживание обеспечение улучшения органолептических показателей жидкости, в частности молока, при сохранении жирности, белкового состава молока, его кислотности и плотности. Заявляемое техническое решение может быть признано соответствующим требованиям новизны, поскольку не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам предлагаемого объекта защиты. Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости, поскольку оно изготавливается и активно испытывается на молочных фермах Гомельской, Гродненской и Могилевской областей. Сущность заявляемого устройства требует пояснения чертежами. Фильтрующий элемент представляет собой обычный участок трубы. На фиг. 1 показан фильтрующий элемент в общем виде с соединением в один шов, на фиг. 2 показан фильтрующий элемент в общем виде с соединением в два шва, на фиг. 3 показан фильтрующий элемент в общем виде с соединениями в разных участках элемента. Фильтрующий элемент для фильтрации пищевых жидкостей, преимущественно молока, в виде трубчатого патрона 1 выполнен из пищевого полимерного материала плотностью от 15 г/м 2 до 150 г/м 2, например из пищевого полипропилена. Патрон 1 изготовлен сворачиванием листа в трубу. Такая труба может быть как однослойной, так и многослойной. Края соединены хотя бы одним соединительным швом 2. Такое соединение может быть выполнено склеиванием, сваркой, сшиванием швейной машинкой или другими допустимыми способами. В зависимости от поставленной задачи, для сшивания можно применить как стачной, так и запошивочный швы. Допускается сшивание с обметкой краев. В некоторых случаях края свернутого в трубу листа можно соединить иглопробивным способом, то есть выполнить шов 2 своеобразной сваркой без использования нити. Форма трубчатого патрона 1 определяется особенностями конструкции оснастки, используемой в доильной установке, и может быть либо цилиндрической, либо конической. Используемый материал и решаемая при фильтрации задача могут потребовать выполнить трубчатый патрон 1 в два слоя и более. Для этого удобно пачку листов свернуть в трубу и закрепить их хотя бы одним швом 2. В некоторых случаях удобнее свернуть в трубу один лист, но сделать при этом, по меньшей мере, два слоя. Оптимально для доильных установок, если трубчатый патрон 1 имеет в длину 500-700 мм, а в ширину - 70-90 мм. Для других фильтрующих устройств возможно применение (и изготовление) патронов другого размера. Допустимо в качестве полимерного материала использовать Спанбел, Спанлейс или Спанбонд. Возможно использование других материалов с подобными свойствами. 69282010.12.30 Заявляемое устройство работает следующим образом. Устройство фильтрации пищевых жидкостей в случае очистки молока подключают к системе очистки молока и включают насос для запуска процесса фильтрации. Например, заявляемое устройство фильтрации жидкости подключали гибкими шлангами к системе очистки молока непосредственно на молочной ферме в процессе машинной дойки коров. При этом загрязненное твердыми частицами и бактериологическими примесями молоко под давлением пропускают через фильтрующий элемент устройства фильтрации и направляют, например, в сборный бак или в цистерну молоковоза. Для проверки заявляемое устройство установили на напорной линии насоса молочного контура. Оно работало в периодическом режиме в процессе дойки коров. Молоко от доильных аппаратов поступало в сборный бак. Насос за несколько минут перекачивал порцию молока (около 25 л) в танк хранения через устройство фильтрации. Бак заполнялся новой порцией, после чего цикл повторялся. Выяснилось, что фильтровать теплое молоко через фильтрующий элемент легче. При фильтрации охлажденного молока показатели эффективности снижаются. В процессе дойки через устройство фильтрации прокачали за 2,5 ч около 0,8 куб.м молока. Для сравнения установили стандартный лавсановый фильтр, которым пользовались на ферме раньше. Периодически до и после фильтрующего элемента отбирали пробы молока. Пробы подвергли анализу на чистоту по механическим, бактериологическим примесям, технологическим и микробиологическим показателям. Анализ проб молока показал, что механическая загрязненность до фильтрующего элемента соответствовала - группе чистоты. После фильтрующего элемента она улучшилась догруппы при тонкости фильтрации по данным микроскопического анализа около 40 мкм. Лавсановый фильтр обеспечивает лишьгруппу чистоты при тонкости фильтрации около 70 мкм. Не обнаружено изменений в жирности и белковом составе молока, его кислотности и плотности. Бактериологический анализ показал улучшение качества молока по микробиологическим показателям после фильтрации с использованием предлагаемого устройства. В частности, в молоке уменьшилось количество стафиллококов, не обнаружены ингибирующие вещества, уменьшилась общая обсемененность. В смывах, взятых с фильтрующего материала непосредственно после фильтрации, обнаружили наличие бактерий. Это свидетельствует, что вместе с другими примесями фильтрующий элемент удерживает бактерии. Практика показала лучшее использование фильтрующего элемента следующим образом. Перед дойкой фильтрующий элемент устанавливается в корпус. После пропускания утреннего или обеденного молока фильтрующий элемент извлекают из корпуса, ополаскивают в проточной воде, после чего помещают в соленую воду до следующей дойки. После вечерней дойки фильтр утилизируется и НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ. При другом варианте санитарной обработки фильтрующий элемент обрабатывается по следующей схеме а) промыть в теплой воде для удаления остатков молока и грязи б) выстирать в горячем 0,5 -ном моющем растворе при температуре 45-50 С в) ополоснуть в чистой теплой воде. Чистые фильтры сушат и хранят на стеллажах для молочной посуды в молочной комнате. Однако максимально хорошие результаты получают, исключая повторное использование фильтрующего элемента даже в течение дня, если перерывы в работе фильтрующего элемента превышают 2-3 часа. В любом случае лучше не допускать использование фильтрующего элемента более одного дня. За ночь в нем развивается огромное число бактерий, и на следующий день он активно осеменит молоко. Таким образом, заявляемая конструкция фильтрующего элемента устройства фильтрации пищевых жидкостей по сравнению с известными решениями позволяет обеспечить 5 69282010.12.30 высокая надежность и длительный срок службы при компактности и простоте конструкции устройства легкое, безопасное и удобное обслуживание, не требующее специальной подготовки легкая и быстрая замена отработавшего фильтрующего элемента без дополнительных приспособлений повышение эффективности фильтрации за счет полного удаления механических и бактериологических примесей и улучшение микробиологических показателей отфильтрованного молока универсальность использования за счет обеспечения монтируемости в различные системы фильтрации жидкости, в частности молока высокая экономичность использования в связи с отсутствием затрат на ремонт обеспечение улучшения органолептических показателей жидкости, в частности молока, при сохранении жирности, белкового состава молока, его кислотности и плотности. Заявленный фильтрующий элемент можно установить в молокопроводе следующими способами перед охладителем (если есть) ставят на конец шланга когда и на подачу молока, и на его выкачивание работает один насос, ставят перед выпускным шлангом после насоса. при подаче в молоковоз - на конце шланга. при подаче из молоковоза - на молоковоз, когда насос для перекачки молока находится на молоковозе (можно опустить его в молоковоз на конце шланга). на любом участке технологической цепи доения, где молоко поступает в емкости даже под небольшим давлением. Нетканые материалы по фильерной (спанбонд) и фильерно-раздувной (мельтблаун) технологиям производят из различного вида полимеров полипропилен, полиэфир, полиамид, полиэтилен, а также используют их сочетания, например полипропилен с полиэтиленом. Наибольшее распространение получил материал на основе полипропилена и полиэфира. Применяется в этих целях и Спанлейс - синтетический материал нового поколения. Его состав вискозаполиэфир полипропиленполиэфир 100 хлопок 100 вискоза. Способ изготовления соединение волокон водяными струями высокого давления, без применения клеевых составов. Полотна СпанБел имеют ряд преимуществ перед спанбондом они более мягкие и схожи с хлопком наряду с более высокими прочностными характеристиками. Материалы не вызывают аллергию, они экологически чистые, могут использоваться для перевязочных средств, белья для тяжелобольных, одежды медперсонала. Производятся в стране. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6