способ фильтрования напитков и установка для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ фильтрования напитков, включающий штабелирование фильтров с фильтроносителями на станции фильтрования, подачу фильтруемой жидкости через фильтры и выведение фильтрата со станции фильтрования, отличающийся тем, что каждый фильтр получают нанесением вспомогательного фильтрующего средства непосредственно на фильтроноситель на станции намывания, при этом для штабелирования на станции фильтрования перемещают фильтры вместе с фильтроносителями со станции намывания и последовательно укладывают на станции фильтрования, после чего спрессовывают их друг с другом, а после окончания процесса фильтрования фильтроносители вместе с фильтрами последовательно извлекают со станции фильтрования и перемещают на станцию уничтожения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на станции уничтожения производят отделение фильтров от фильтроносителей и после удаления фильтра осуществляют очистку соответствующего фильтроносителя.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что фильтроносители последовательно подают на станцию намывания.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что вспомогательное фильтрующее средство при намывании равномерно распределяют по объему фильтроносителя.

5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что вспомогательное фильтрующее средство намывают сверху фильтроносителя.

6. Способ по пп.1 5, отличающийся тем, что намывание вспомогательного фильтрующего средства производят по центру фильтроносителя.

7. Способ по пп.1 5, отличающийся тем, что вспомогательное фильтрующее средство наносят радиально через край фильтроносителя.

8. Способ по пп. 1 7, отличающийся тем, что весь процесс изготовления фильтра подвергают автоматическому регулированию.

9. Установка для фильтрования напитков, содержащая станцию фильтрования на фильтрах с фильтроносителями, уложенных в виде башни с возможностью последующего снятия, системы подачи жидкости на фильтрование и выведения фильтрата, станцию намывания вспомогательного фильтрующего средства в виде слоя и помещенный на станцию намывания трубопровод для намывания фильтрующего средства, отличающаяся тем, что она снабжена станцией уничтожения, при этом фильтры с фильтроносителями последовательно уложены друг на друга на станции фильтрования с возможностью последующего спрессования, каждый фильтроноситель с намытым фильтрующим средством имеет возможность свободного переноса со станции намывания на станцию фильтрования.

10. Установка по п.9, отличающаяся тем, что выходное отверстие трубопровода для намывания фильтрующего средства расположено выше фильтроносителя.

11. Установка по п.10, отличающаяся тем, что выходное отверстие трубопровода для намывания фильтрующего средства расположено по центральной оси фильтроносителя.

12. Установка по пп. 9 11, отличающаяся тем, что станция намывания снабжена распределительным элементом для распределения фильтрующего средства на поверхности фильтроносителя, размещенным выше фильтроносителя и ниже выходного отверстия трубопровода для намывания фильтрующего средства.

13. Установка по п.12, отличающаяся тем, что распределительный элемент выполнен выпуклым.

14. Установка по п.12, отличающаяся тем, что распределительный элемент содержит ситообразную пластину.

15. Установка по п.9, отличающаяся тем, что трубопровод для намывания фильтрующего средства имеет выходные отверстия, расположенные выше края зоны для размещения фильтроносителя.

16. Установка по п.15, отличающаяся тем, что выходные отверстия имеют сопла для подачи фильтрующего средства радиально на фильтроносители.

17. Установка по п.16, отличающаяся тем, что сопла расположены под углом 20 70^o по отношению к радиусу.

18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что часть сопел ориентирована по часовой стрелке, а другая часть против часовой стрелки.

19. Установка по пп. 9 18, отличающаяся тем, что фильтрующее средство содержит кизельгур.

20. Установка по пп. 9 18, отличающаяся тем, что фильтрующее средство содержит воду.

21. Установка по пп.19 и 20, отличающаяся тем, что фильтрующее средство содержит перлит.

22. Устройство по пп.19 21, отличающаяся тем, что фильтрующее средство содержит искусственное волокно или целлюлозу.

23. Установка по пп. 9 22, отличающаяся тем, что на станции намывания предусмотрено пуансонное устройство для прессования фильтрующего средства, намытого на фильтроноситель.

24. Установка по пп.9 23, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными станциями намывания.

25. Установка по пп.9 24, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными станциями фильтрования.

26. Установка по пп.9 25, отличающаяся тем, что фильтроносители выполнены в виде металлических чаш.

27. Установка по пп.9 26, отличающаяся тем, что фильтроносители выполнены из нержавеющей стали.

28. Установка по пп.9 27, отличающаяся тем, что фильтроносители имеют плоское днище.

29. Установка по пп.9 28, отличающаяся тем, что днище фильтроносителя выполнено с покрытием из пористой ткани.

30. Установка по п.29, отличающаяся тем, что днище фильтроносителя имеет по меньшей мере один дополнительный слой пористой ткани с другим размером пор, чем первый.

31. Установка по пп.9 27, отличающаяся тем, что фильтроноситель имеет по меньшей мере одно ситовое днище с продольными шлицевыми отверстиями.

32. Установка по п.31, отличающаяся тем, что ширина продольных шлицевых отверстий составляет 0,001 0,5 мм.

33. Установка по пп.29 32, отличающаяся тем, что днище фильтроносителя имеет бороздки.

34. Установка по пп.9 33, отличающаяся тем, что она снабжена приспособлением для последовательной подачи отдельных фильтроносителей на станцию намывания.

35. Установка по пп.9 34, отличающаяся тем, что она снабжена транспортирующим устройством для извлечения фильтроносителя с фильтром со станции намывания и перемещения его на станцию фильтрования.

36. Установка по п.35, отличающаяся тем, что транспортирующее устройство включает в себя кран и направляющую.

37. Установка по п.36, отличающийся тем, что кран снабжен системой регулирования для автоматического перемещения фильтроносителя с фильтром со станции намывания на станцию фильтрования.

38. Установка по пп.36 и 37, отличающаяся тем, что кран снабжен защитной кассетой для фильтрователя с фильтром.

39. Установка по пп.9 38, отличающаяся тем, что фильтроносители с фильтрами установлены на станции фильтрования симметрично, по вертикальной оси.

40. Установка по пп.9 38, отличающаяся тем, что фильтроносители с фильтрами установлены на станции фильтрования симметрично, по наклонной оси.

41. Установка по п.40, отличающаяся тем, что фильтроносители с фильтрами размещены на станции фильтрования с наклоном оси симметрии башни к вертикали под углом 30^o.

42. Установка по пп.9 38, отличающаяся тем, что фильтроносители с фильтрами установлены с возможностью изменения угла наклона оси симметрии башни.

43. Установка по пп.9 42, отличающаяся тем, что между фильтрующим слоем и каждыми соседними с ним фильтроносителями расположен слой ткани из пористого материала.

44. Установка по пп.9 43, отличающаяся тем, что система выведения фильтрата со станции фильтрования имеет несколько трубопроводов для отвода фильтрата.

45. Установка по пп.9 44, отличающаяся тем, что на станции фильтрования предусмотрено приспособление для обратного промывания.

46. Установка по пп. 9 45, отличающаяся тем, что в ней предусмотрено подъемное устройство для вывода фильтроносителя с фильтром со станции фильтрования и транспортировки их на станции уничтожения.

47. Установка по п.46, отличающаяся тем, что подъемное устройство включает в себя подъемный кран.

48. Установка по пп.9 47, отличающаяся тем, что станция уничтожения имеет емкость для подлежащих уничтожению фильтров, выполненную с возможностью перемещения.

49. Установка по пп.9 48, отличающаяся тем, что станция уничтожения снабжена блоком очистки фильтроносителей после удаления с них фильтров.

50. Установка по п.49, отличающаяся тем, что станция уничтожения снабжена приспособлением для подачи к блоку очистки и транспортировки через него фильтроносителей после удаления фильтров.

51. Установка по пп.49 и 50, отличающаяся тем, что приспособление для последовательной подачи отдельных фильтроносителей на станцию намывания фильтрующего слоя протянуто от блока очистки станции уничтожения до станции намывания.

52. Установка по пп. 9 51, отличающаяся тем, что в ней предусмотрена электронная система регулирования и блок обработки данных для проведения всего процесса в автоматическом режиме.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается способа фильтрования жидкостей, в частности напитков, а также фильтрующей установки для проведения процесса фильтрации.

Такой способ фильтрования хорошо известен на практике. Он применяется, в частности, для стерильного фильтрования напитков в промышленном масштабе. При фильтровании пива таким образом удается отделять остатки дрожжей и бактерий, не препятствуя при этом прохождению тонких веществ, определяющих вкус напитка. Такой способ фильтрования и фильтрующая установка такого типа описаны, например, в EP-A-368076.

При таком способе фильтры изготавливают в виде станции за пределами фильтрующей системы. При этом фильтры устанавливают между двумя имеющимися на установке держателями. Чаши фильтров вместе с фильтрующим слоем располагают на установке для фильтрования одну над другой штабелями.

Недостатком такого способа фильтрования является то, что фильтр должен отличаться высокой собственной прочностью, чтобы можно было переносить его в чашу. Для этого к сырому фильтрующему материалу добавляют в качестве примеси связующее средство. Поскольку такое связующее средство содержит сахар, к числу недостатков этого способа относится то обстоятельство, что сахар может попадать в фильтруемую жидкость. Последнее можно предотвратить за счет того, что систему фильтрования перед началом процесса фильтрования промывают водой, чтобы способствовать растворению связывающего средства и удалению его из фильтра. Однако при этом фильтр дает усадку и уменьшается в объеме, что иногда достигает 1/3 его высоты. Вследствие этого на фильтрующей поверхности возникают проблемы уплотнений, которые могут быть решены только за счет использования специальных прокладок для герметизации фильтров на фильтрующей станции. Вследствие этого устройство для фильтрования становится капиталоемким и неэкономичным.

В патентной заявке Германии DE-A-3900934 описано фильтрующее устройство, в котором применяют фильтры, полученные без использования связующего средства. Фильтры изготавливают непосредственно на самой станции путем намывания вспомогательных средств, обеспечивающих процесс фильтрования. Перед началом фильтрования вспомогательное фильтрующее средство через общую систему подачи намывают на фильтродержатели, расположенные один над другим в виде башни, так что там образуются отдельные фильтры. После окончания процесса фильтрования фильтры с помощью подходящего промывного средства вымывают из установки.

К числу недостатков этого метода относится тот факт, что применяемая при этом конструкция установки для фильтрования громоздка и дорогостояща, так как вспомогательное фильтрующее средство поступает через общую систему подачи для одновременного изготовления всех фильтров. Поэтому трубопровод должен иметь достаточно большой диаметр. Кроме того, при этом нет возможности обеспечить равномерное нанесение фильтрующей поверхности на всех фильтрах и каким-либо способом контролировать этот процесс. Hамывание фильтрующей поверхности через общую систему подачи и распределение фильтрующего слоя по всем носителям могут сделать эту поверхность неравномерной по структуре. Поскольку фильтры не снимаются, такие неравномерности не сглаживаются.

Известен способ фильтрования напитков, включающий стабелирование фильтров с фильтроносителями на станции фильтрования, подачу фильтруемой жидкости через фильтры и выведение фильтрата со станции фильтрования [1]

Известна также установка для фильтрования напитков, содержащая станцию фильтрования на фильтрах с фильтроносителями, уложенных в виде башни с возможностью последующего снятия, системы подачи жидкости на фильтрование и выведения фильтрата, станцию намывания вспомогательного фильтрующего средства в виде слоя и помещенный на станцию намывания трубопровод для намывания фильтрующего средства [2]

В указанных аналогах отсутствует возможность спрессования при укладке фильтров в штабель или башню, не решена задача уничтожения отработанных фильтров.

Принимая в расчет современное состояние науки и техники в этой области, целью изобретения стало разработать усовершенствованный и одновременно простой способ фильтрования, а также устройство для фильтрования жидкостей, которые бы позволили избежать отрицательных влияний на качество фильтрата.

В соответствии с изобретением эта задача решается за счет способа фильтрирования и установки для фильтрования. Так как получение каждого фильтра путем намывания с фильтрующей поверхности на основу фильтра производят на станции намывания, то есть за пределами фильтровальной системы, появляется возможность следить за процессом изготовления каждого фильтра и индивидуально регулировать его. Это обеспечивает равномерность фильтрующей поверхности. Так как получение фильтров производят на расположенной отдельно станции намывания, конструкция станции для фильтрования может быть достаточно простой, поскольку в ней не предусмотрен дополнительный большой канал для намывания фильтрующей поверхности. Таким образом, фильтрующее устройство становится ориентированным только на процесс фильтрования, что позволяет обеспечить его оптимальную конструкцию. Используя указанный способ намывания фильтрующего средства за пределами системы фильтрования, можно получить как простые, так и многослойные фильтры, асимметричные по своей конструкции, надежные и хорошо контролируемые при получении. Для контроля можно использовать систему визуального наблюдения. После окончания процесса намывания фильтры с целью просушивания можно оставлять на станции намывания на носителях.

Так как носители переносят на станцию фильтрования вместе с нанесенным на них фильтрующим слоем, фильтры при перенесении не обязательно должны отличаться высокой собственной устойчивостью. Вследствие этого отпадает необходимость добавлять связующее средство. Кроме того, снимаются указанные выше проблемы, связанные с уплотнениями, когда фильтры при вымывании связывающего средства уменьшаются по высоте. Совершенно излишней становится установка кольцевых прокладок, поскольку фильтрующий слой намывается непосредственно на носитель, и поэтому фильтрующий слой и носитель становятся тесно связанными друг с другом. Так как отдельные носители с находящимися на них фильтрами устанавливают в системе фильтрования непосредственно друг на друга в виде стапеля, то каждый носитель фильтра, который устанавливается на станции фильтрования на расположенный там носитель с фильтром, вследствие взаимного давления фильтра и носителя обеспечивает полную герметизацию расположенного ниже фильтра. В зависимости от материала фильтра сжатие может быть ограничено носителем, особенно при мягком фильтровальном материале, или за счет самого материала, как это имеет место при твердом материале для фильтра. Поскольку какие-либо неоднородности исключены, происходит равномерное сдавливание, в результате чего обеспечивается фиксирование материала фильтра.

Так как фильтр может не иметь устойчивости при транспортировке, появляется возможность изготовления фильтров с большим диаметром, чем известно из уровня техники. Это особенно ценно, если из соображения экономии места фильтрующую установку делают невысокой, а скорее широкой.

Так как после окончания процесса фильтрования носители с фильтрами последовательно извлекают из установки для фильтрования и затем на станции уничтожения фильтры отделяют от носителей, становится возможной и простая очистка устройства фильтрования. Производят отделение фильтра из каждого отдельного носителя. Поэтому на стадии фильтрования не нужно предусматривать каких-либо возможностей для очистки, как и не должно быть каких-либо дополнительных свободных деталей в установке для фильтрования, которые было бы необходимо очищать индивидуально. Фильтры могут отделятся от носителя путем легкого постукивания, поворачивания или встряхивания с последующей подачей их на стадию уничтожения. Станция уничтожения необязательно должна располагаться там же, где и установка для фильтрования. Для нескольких потребителей можно предусмотреть, например, производство носителей для фильтров.

Согласно предпочтительному варианту исполнения предмета изобретения на станции намывания фильтрующего слоя предусмотрено выходное отверстие намывного трубопровода, располагающееся выше носителя для фильтра. Предпочтительно, если это выходное отверстие располагается на центральной оси носителя. Таким образом можно обеспечить равномерное намывание фильтрующего слоя на носителе. Еще более равномерное распределение фильтрующего средства на носителе достигается за счет того, что выше носителя и ниже выходного отверстия намывающего трубопровода предусмотрен элемент для распределения фильтрующего слоя по поверхности носителя. В качестве распределительного элемента может быть использован изогнутый вверх элемент, например изогнутый листовой металл. Распределительный элемент может иметь также ситообразную пластину, на которой распределяется намываемый фильтрующий материал и через отверстия в этой пластине равномерно попадает на носитель фильтра.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом исполнения предмета изобретения на намывающем фильтрующий слой трубопроводе предусмотрены выходные отверстия, расположенные радиально выше края носителя фильтра. Предпочтительно, если выходные отверстия снабжены расположенными по радиусу соплами, причем сопла должны быть расположены под углом наклона от 20^o до 70^o. В этом случае вспомогательное фильтрующее средство наносят на носитель под давлением воздуха, обеспечивая его равномерное распределение и плотное покрытие носителя. Еще более равномерное распределение фильтрующего слоя на поверхности фильтра достигают за счет того, что часть сопл образуют угол наклона с радиусом по часовой стрелке, а другая часть сопл соответственно против часовой стрелки. При этом сопла с различной ориентацией могут попеременно устанавливаться друг за другом. При этом каждые два сопла с различной ориентацией могут находиться примерно в одном и том же месте, располагаясь одно над другим или образуя единый узел на выходном отверстии.

Средство, формирующее фильтрующий слой, может состоять из кизельгура. Кроме того, чтобы облегчить намывание, оно должно содержать воду. Благоприятное влияние оказывает и тот факт, если фильтрующее средство содержит перлит или волокна синтетического полимерного материала или целлюлозы. Доля таких волокон может составлять, как правило, от 5 до 20% от общего количества вспомогательного фильтрующего материала.

Благоприятно также, если на станции намывания предусмотрено штампующее устройство для прессования фильтрующего средства, намываемого на носитель фильтра. Прессование обеспечивает еще более равномерное распределение фильтрующего слоя при производстве фильтров.

Целесообразно также, если предусмотрено несколько намывающих станций, так как это значительно ускоряет процесс получения и обновления фильтров. При этом можно пользоваться также только одним намывочным трубопроводом с несколькими выходными отверстиями на соответствующих станциях. Оптимальным вариантом, однако, является вариант, когда предусмотрено несколько станций для проведения процесса фильтрования. Тогда можно, например, часть фильтрующих станций оснащать новыми фильтрами, в то время как на других станциях будет проводиться фильтрование. В то же время на различных намывочных станциях можно производить фильтры, которые будут подавать на не работающие станции, чтобы там производить замену использованных фильтров.

Кроме того, благоприятное влияние оказывает и тот факт, что носитель фильтра изготовлен в виде металлической чаши. Такие металлические чаши обеспечивают равномерное распределение фильтрующей массы по поверхности фильтра. Металлические чаши отличаются большим сроком годности и могут легко чиститься. Немаловажно и то обстоятельство, что вследствие высокой теплопроводимости этой основы фильтра гарантируется быстрый прогрев фильтрующей станции, необходимый для стерилизации перед началом процесса фильтрования.

Основа фильтра может представлять собой слой пористой ткани. Последний удерживает твердые компоненты на фильтре, беспрепятственно пропуская фильтрат. Целесообразно также иметь по меньшей мере еще один слой пористой ткани с другим, чем в предыдущем слое размером пор. Предпочтительно также, если основа фильтра имеет по меньшей мере еще одно ситовидное днище с продольными шлицами. При этом особенно благоприятно, если ширина продольных разрезов составляет от 0,01 до 0,5 мм. Такие разрезы или отверстия можно нанести на днище сита с помощью лазера или путем травления.

Кроме того, считается удобным, если основа фильтра имеет гофрированное днище. Последнее может быть выполнено таким образом, что под фильтром ниже поверхности пористого материала гофры образуют сливные каналы. Это особенно благоприятно в том случае, когда процесс фильтрования проводят сверху вниз и фильтрат должен собираться под фильтром. Гофрированная поверхность днища может быть выполнена и таким образом, чтобы каналы располагались выше фильтра и выше лежащей на фильтре пористой ткани. Это особенно благоприятно в том случае, если процесс фильтрования ведут снизу вверх и фильтрат должен собираться выше фильтра.

В соответствии с предпочтительным вариантом исполнения изобретения в системе предусмотрено устройство для подачи носителей, которые один за другим поступают на станцию, где производят намывание фильтрующего слоя. Это значительно ускоряет и упрощает процесс получения фильтров, поскольку эту операцию можно проводить в автоматическом режиме.

Кроме того, целесообразно, чтобы было предусмотрено транспортирующее устройство для извлечения носителей фильтров вместе с расположенными на них фильтрующими слоями со станции формирования этих фильтров и подачи их на станцию фильтрования. Транспортирующее устройство может включать также кран и направляющий рельс. Носитель фильтра при этом удается просто и без больших усилий переносить со станции формирования непосредственно на станцию фильтрования. Если же кран при этом включает и систему регулирования, с помощью которой можно автоматически перемещать носитель вместе с фильтром со станции формирования на станцию фильтрования, то весь процесс приобретает автоматический характер, начиная с производства фильтра до его перемещения на станцию фильтрования без какого-либо использования обслуживающего персонала.

Кроме того, как весьма положительный можно оценивать и тот факт, что кран снабжен защитной кассетой, закрывающей фильтр вместе с нанесенным на него фильтрующим слоем при транспортировке со станции нанесения фильтрующего слоя на станцию фильтрования. Это обстоятельство позволяет уберечь фильтр при перемещении от попадания загрязненного атмосферного воздуха. Таким образом прочность фильтра возрастает.

В соответствии с предпочтительным вариантом исполнения изобретения основу фильтра с нанесением фильтрующим слоем устанавливают таким образом, что основа фильтра и сам фильтр находятся симметрично оси вертикальной плоскости. Это особенно целесообразно для применения носителей фильтров с конусообразным дном, когда дно находится под таким углом, что содержащийся в фильтруемой жидкости кислород может подниматься наверх и выходить из системы.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом исполнения изобретения основы фильтров с нанесенным на них фильтрующим слоем располагают на станции фильтрования таким образом, что основы и оси фильтров проходят симметрично оси наклонной плоскости. Это особенно важно в том случае, если используют основы с плоским дном, так как за счет такой конструкции удается обеспечить выведение кислорода из фильтруемой жидкости. Оптимально, если эта ось находится под углом 30^o по отношению к плоскости. Удобно также, если станция фильтрования располагается так, что может изменяться ось симметрии, проходящая через основы фильтров и фильтрующие слои. Благодаря этому удается расположить "башню" из фильтров вдоль вертикальной оси симметрии. После выстраивания "башни" и прессования основ вместе с нанесенными на них фильтрующими слоями появляется возможность и всю фильтpующую станцию повоpачивать под желаемым углом наклона, то есть коppектиpовать угол наклона по потpебности.

Целесообpазно также, между фильтpами и двумя соседними носителями пpоложить слой поpистого матеpиала. Пpи этом слой не следует кpепить непосpедственно к таpелкам фильтpа, ваpьиpуя их по потpебности.

Удобно также, если на станции пpедусмотpена система обpатной пpомывки. Обpатная пpомывка обеспечивает пpомежуточную очистку фильтpа, вследствие чего возpастает сpок службы фильтpа на станции фильтpования. Полезно также пpедусматpеть на станции фильтpования несколько систем тpубопpоводов для отвода фильтpата, так как это обеспечит pавномеpный отвод фильтpата и окажет благопpиятное влияние на пpоцесс фильтpования.

Кpоме того, целесообpазно, если в системе пpедусмотpено подъемное устpойство для вывода основ фильтpов вместе с нанесенным на них фильтpующим слоем и пеpемещения их на станцию отгpузки. Такой подъемник может включить в себя кpан. Выведение фильтpов и удаление фильтpующего слоя с основы можно пpоводить также в автоматическом pежиме. Фильтpы снимают с основы путем небольшого нажатия или похлопывания, слегка поддев слой, или путем встpяхивания. Если в системе пpедусмотpена пеpедвижная емкость для отходов, то изpасходованный матеpиал удаляется непосpедственно со станции отгpузки.

В соответствии с еще одним пpедпочтительным ваpиантом исполнения изобpетения может быть пpедусмотpена стадия очистки, на котоpой пpоизводят очистку носителей фильтpов после снятия с них фильтpующего слоя. Очистку пpоводят с помощью сжатого воздуха или горячего пара. Полезно также, если в системе предусмотрено устройство подачи на очистку, на которое передаются носители фильтров после снятия с них фильтрующего слоя для транспортировки их на станцию очистки. Если это подающее устройство проходит от станции очистки до станции, где производят намывание фильтрующего слоя, то основы фильтров после снятия с них фильтрующего слоя и прохождения стадии очистки можно подавать непосредственно на намывочную станцию, где в случае необходимости можно начать следующее намывание фильтрующего слоя.

Далее можно считать благоприятным и то обстоятельство, если в системе предусмотрены электронно-регулирующий блок и блок обработки данных, так как в этом случае весь процесс фильтрования, начиная с подачи носителей фильтров на станцию намывания фильтрующего слоя, самого процесса нанесения этого слоя, введения фильтра с носителем на станцию фильтрования, проведения процесса фильтрования, вывода носителя и фильтра, очищения носителей и возвращения их на станцию намывания фильтрующего слоя носит полностью автоматический характер.

Hа фиг. 1 схематически изображено устройство для фильтрования; на фиг.2 схематически изображен носитель фильтра; на фиг.3 носитель фильтра в разрезе; на фиг. 4 детальное изображение двух лежащих друг на друге носителей фильтров со штуцером подачи материала на фильтрацию; на фиг.5 два фильтроносителя с защелкой.

На станции 1 нанесения фильтрующего слоя установлен носитель 2 фильтра, на который наносят фильтрующее средство 3. В системе предусмотрена фильтрующая станция, на которую вводят носитель фильтра 2 вместе с нанесенным на него фильтрующим слоем 3. Там проводят процесс фильтрации. После окончания фильтрования носитель вместе с фильтром выводят со станции 4 фильтрования. На станции 5 уничтожения фильтр снимают с фильтроносителя 2 и подают в контейнер 6 уничтожения.

На станции 1 намывания фильтрующего слоя носитель 2 устанавливают в намывочное устройство 15. Трубопровод 7 проходит внутри этого устройства 15 выше носителя 2 фильтра вдоль его диаметра. В намывочном трубопроводе 7 по периметру носителя фильтра 2 расположены радиальные отверстия 8. Через намывочный трубопровод 7 и отверстия 8 производят намывание вспомогательного фильтрующего средства на носитель (основу фильтру). Отверстия 8 могут быть снабжены соплами, через которые вспомогательное фильтрующее средство радиально или под углом наклона от 20^o до 70^o под давлением наносят на носитель фильтра. Благодаря наличию сопл, угол наклона которых к радиусу может выбираться попеременно в направлении часовой стрелки и против часовой стрелки, достигают равномерного нанесения вспомогательного фильтрующего средства на поверхность фильтроносителя 2. Поскольку фильтрующее средство подается под давлением, фильтр 3 плотно садится на носитель 2. С помощью прессующего устройства 9 намывочное устройство 15 в процессе намывания этого слоя плотно прижимают к поверхности носителя 2 и поднимают после окончания процесса намывания фильтрующего слоя. Фильтрующее средство представляет собой смесь кизельгура и воды. В его состав могут также входить перлит и до 5-20% волокон искусственного волокна или целлюлозы. Кроме того, в устройстве намывки фильтрующего слоя 15 предусмотрен сливной трубопровод 13, через который может стекать содержащаяся в фильтрующем средстве жидкость в процессе формирования фильтрующего слоя 3 на носителе 2. Через ситовидное днище носителя фильтра 2 эта жидкость поступает в сливной трубопровод 13.

После окончания процесса получения фильтра 3 на носителе 2 этот носитель 2 фильтра вместе с фильтрующим слоем выводят со станции 1 намывки и подают на станцию 4 фильтрования. Hоситель 2 вместе с фильтром 3 устанавливают на станции фильтрования таким образом, чтобы они накладывались один на другой в виде башни. Hоситель 2 с фильтрами 3 на станции 4 фильтрования спрессовываются друг с другом с помощью нажимного устройства 11. Hосители 2 фильтров вместе с фильтрами 3 накладывают друг на друга таким образом, чтобы они были взаимно уплотнены. При этом предусмотрены каналы подачи жидкости на фильтрование и вывода фильтрата, через которые осуществляется процесс фильтрации. Поскольку фильтр 3 изготовляется непосредственно на носителе 2 и вместе с носителем 2 устанавливается на станции 4 фильтрования, для изготовления фильтра 3 нет необходимости использовать какое-либо связывающее средство, так как фильтры не должны транспортироваться по отдельности. Благодаря этому удается избежать попадания в напиток содержащегося в связывающем средстве сахара. Поскольку фильтры 3 изготавливают на станции 1 намывки по отдельности, появляется возможность обеспечить равномерность изготовления, так как можно индивидуально наблюдать, контролировать и регулировать процесс получения каждого конкретного фильтра. Для контроля можно предусмотреть устройство визуального контроля на станции 1 намывания фильтрующего слоя.

Предпочтительно, если носитель фильтра представляет собой металлическую чашу. На фиг. 2 представлен вариант такой чаши с плоским дном. На станции 4 фильтрования носители 2 устанавливают таким образом, чтобы носитель 2 и фильтр 3 проходили осесимметрично относительно оси, перпендикулярной к плоскости.

Для вывода носителя 2 фильтра вместе с фильтром 3 со станции 4 фильтрования предусмотрено подъемное устройство 12. С помощью подъемного крана носитель 2 вместе с фильтром 3 выводят со станции 4. На станции 5 уничтожения фильтр 3 снимают с носителя 2. На станции 5 уничтожения предусмотрен контейнер 6, в который собирают и выводят израсходованные фильтры.

Пример исполнения носителя фильтра согласно изобретению в деталях рассмотрен ниже с использованием фиг.3.

Фильтроноситель 2 представляет собой металлическую или пластмассовую основу с дном 16, выполненным снизу в виде пуансонов, по нижнему краю которого проходит съемное кольцо 17. На виде сверху носитель имеет форму круга.

На опорной плите 19 проходит канал 20 для сбора фильтрата, который выходит в канал-сборник 21. Канал-сборник ограничен сверху носителем 18 фильтрующей массы и имеет вид, например, проволочного сита. Фильтрат отбирают через сливное устройство 22.

В верхней части фильтроносителя 2 можно видеть штуцер 23 для подачи материала на фильтрацию. С противоположной стороны находится держатель 24 для ключа 25, который удерживается пружиной 26 в изображенном положении и располагается с возможностью качания относительно оси 27. Ниже штуцера 23 предусмотрен вентиль 28, содержащий толкатель 30, который с помощью пружины 29 устанавливается в положение закрытия.

Выше съемного кольца 17 выполнены проточные отверстия 31, выходящие в емкость 32 для подачи материала на фильтрование.

На фиг. 3 и 4 показано как взаимодействуют в фильтрующем устройстве два выполненных таким образом и поставленных друг на друга фильтроносителя 2 в области защелки 25 и области штуцера 23 для подачи материала на фильтрование. На чертеже видно, что пуансон 16 верхнего носителя 2 давит сверху на расположенный под ним носитель 2 и выравнивает его в показанном на фиг.4 положении относительно проточного отверстия 31 соосно со штуцером 23. Через указанный штуцер 23 и проточное отверстие 31 можно тем самым подавать фильтруемый материал на носитель 2.

Как показано на чертеже, с противоположной стороны фильтроносители сцепляются друг с другом за счет взаимодействия защелки 25 с выступом 33. Может быть предусмотрено несколько стопорных элементов и несколько входных и выходных штуцеров по периметру.

Двойные круговые прокладки 34 и 35 уплотняют пуансон 16 верхнего носителя 2 относительно верхней стенки нижнего носителя 2". Поступающий на фильтрование материал по штуцеру 23 через кольцевой канал 36 распределяется по носителю 2" и далее может проходить через проточные отверстия 31 на носитель 2".

Через кольцевой канал-сборник фильтрат можно затем отбирать в штуцер 22 для слива фильтрата.

С помощью вентиля 28 можно в процессе фильтрования поддерживать малое поперечное сечение потока слива из фильтроносителя, поскольку в закрытом состоянии (см. фиг.3) оно определяется только штуцером 22 для слива фильтрата. Для проведения процесса намывания фильтрующего слоя, когда приходится работать с большим количеством воды, вентиль, наоборот, целесообразно открыть, чтобы обеспечить поступление большого потока. Обратный вентиль 28 можно отпирать механическим путем, для чего может быть использован соответствующий, не представленный на чертеже нажимной болт при точной установке фильтроносителя 2 на станцию намывания фильтрующего слоя. В процессе фильтрования эти вентили 28 представляют собой статистические уплотнения, так что никаких специальных промывных камер для этих вентилей не требуется. В более мелких узлах вентили заменяют пробками. Открытие и закрытие производят вручную или с помощью винтов.

Съемное кольцо 17 между пуансоном 16 (нижнее днище фильтроносителя 2) и цилиндрической стенкой расположенного ниже фильтроносителя надежно предотвращает вымывание фильтрующего средства, например кизельгура. Кроме того, с помощью этого кольца 17 удается избежать заклинивания между стенкой и нажимным сухарем за счет частиц кизельгура.

Двойные уплотнения 34 и 35 образуют между собой пространство, которое может промываться, используя для этой цели систему трубопроводов, не представленную на фигурах.

Для подачи и выпуска фильтруемого материала в системах подачи фильтруемого материала и слива 22 фильтрата, как это показано на фиг.3 только для слива фильтрата, предусмотрены контрольные патрубки 37. При наложении друг на друга нескольких фильтроносителей эти контрольные патрубки образуют сквозное отверстие (канал) для подачи или выпуска соответственно.

Наличие бороздок на отдельных фильтроносителях 2 имеет то преимущество, что даже при наложении фильтроносителей в виде башни друг на друга сохраняется возможность извлечения определенных фильтроносителей, когда с помощью подходящего подъемного устройства поднимается верхний фильтроноситель, причем можно поднимать столько фильтроносителей, сколько их стопорных элементов попадает под защелки, что касается подлежащего удалению фильтроносителя путем ослабления стопорных соединений с верхним и нижним элементами можно отдельно извлекать из стапеля фильтроносителей. Это так же дает возможность производить осмотр элементов в направлении сверху вниз и наоборот, исключив при этом промежуточную разборку стапеля, поскольку таким образом можно получить доступ к любому элементу, приподняв лежащие на нем и соединенные друг с другом элементы.

Как показано на фигурах, между верхним краем 38 и противоположным ему упором 39 лежащего под ним элемента в показанном на фиг.4 и 5 положении существует некоторое расстояние. Этот зазор может быть выбран при напрессовке элементов фильтров на другой, причем пуансон 16 лежащего сверху элемента равномерно распрессовывает фильтровальную лепешку лежащего ниже элемента.

Элементы вместе с верхней прижимной пластиной (для самой верхней фильтровальной лепешки) можно стягивать в пакеты. До диаметра 800 мм пакеты можно пересылать европолетами. Это дает возможность производить централизованное намывание новых фильтрующих средств для различных потребителей, а также решать проблемы общего уничтожения или дальнейшей переработки отработанного фильровального материала. Упаковочный материал при этом не требуется.

Далее дается более подробное описание способа согласно изобретению. Фильтроноситель 2 с помощью не показанного на фигурах устройства подают на намывочную станцию. Там фильтроноситель 2 устанавливают ниже намывающего трубопровода 7. Через намывающий трубопровод 7 фильтрующее средство подают под небольшим давлением и через сопла, размещенные на выходных отверстиях 8, равномерно распределяют по поверхности фильтроносителя 2. Содержащуюся в фильтрующем средстве воду сливают через сливной трубопровод 13. Вследствие сильного падения давления при выходе фильтрующего средства из сопл на носителе 2 происходит формирование фильтрующего слоя 3, плотно смыкающегося с носителем 2. Вентиль 28 при этом открыт.

Затем фильтроноситель 2 вместе с фильтром 3 с помощью крана 10 выводят с намывочной станции 1 и подают на станцию 4 фильтрования. Там фильроносители укладывают один на другой в виде башни и спрессовывают друг с другом с помощью прессующего устройства 11.

Прессование можно также проводить гидравлическим путем снизу, используя при этом чистую водную гидравлику, что очень положительно оценивается с точки зрения экологии. Подачу материала на фильтрование и отвод фильтрата производят так, как это показано на фиг.3 и 4.

После окончания процесса фильтрования прессующее устройство 11 открывают.

Фильтрующий слой 3 с фильтроносителем 2 снимают с помощью подъемного крана 12 и подают на станцию 5 уничтожения. Там производят отделение фильтра 3 от фильтроносителя 2. Отработанный фильтрующий материал складывают в контейнер 6 для уничтожения. Затем фильтроносители подают на стадию очистки, не представленную на фигурах. Очистку их производят с помощью струи пара и подают на устройство для транспортировки фильтроносителей, посредством которого фильтроносители 2 снова подаются на станцию намывания фильтрующего слоя.

Последнюю не обязательно располагать в том же месте, что и станцию фильтрования. Можно, например, наложение фильтрующего слоя осуществлять централизованно для нескольких пользователей, одновременно решая все проблемы, связанные с уничтожением или вторичной переработкой отработанных фильтрующих веществ.