[其他]懸浮液中固體的濃縮

無效

• 申請號: 86104888
• 申請日: 1986-08-07
• 公開（公告）號: CN86104888A
• 公開（公告）日: 1988-02-17
• 發明（設計）人: 道格拉斯·萊昂斯·福特;埃里克·威廉·安德森;克林頓·弗吉爾·科普
• 申請（專利權）人: 梅姆特克有限公司
• 主分類號: B01D13/01
• 分類號: B01D13/01
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏,魏金璽

本發明涉及濃縮懸浮料液中的微細固體。

濃縮懸浮液中微細固體的問題與使懸浮液恢復為清液的問題是相互補充的。

清液生產者通常將所有可見的痕量固體看做是廢物。采用的方法常包括加入絮凝劑和助濾劑，這會污染固體。固體的含量有變低的傾向，這就促使采用一些方法從連續加料的懸浮料液罐中轉移走清液，罐中固體含量增加，直到呈現一些有害的影響后，需要將懸浮料液罐中物料排卸到其他一些設備中去。恒定地累積固體會穩定地減慢生產，而采用一些連續排放濃縮固體的設備，則可使生產率提高。

相反，微細粉狀固體生產者常是食品、開采或制造工業，他們希望得到固體，而液體最好是循環使用。還有，固體在粒度和純度方面有一定技術要求，常需進一步加工并大都需要得到高固體含量的濃縮物。當然，助濾劑將會污染產品。

R.Bertera，H.Steven和M.Metcalfe在1984年6月的The????Chemical????Engineer第10-14頁對在交叉流動微孔過濾方面的這類需要，做了最新的詳細討論。

正如上述引文圖8所示，如果在恒定濃度交叉流動（橫向過濾）模式下，處理含微細無機物填料的料液，用穿過濾膜的清液去反洗，即使是最新的1984年商品恩卡-曼布蘭納有限公司（Enka????Membrana????A.G.）的過濾器組件、也會迅速堵塞并使清液通量不斷下降。

不用助濾劑也能經濟地克服固體嚴重堵塞是最迫切的問題。這類堵塞問題早已眾所周知，而且工藝上記載了一些用氣體代替清液去反洗，以避免清液反流到懸浮料液中去的嘗試。因此，日本未審定的專利公開號53（1978）-108882指明：

“由于本發明中不用濾液反向來清洗濾膜，先有技術方法的嚴重缺點（即濾液實質上返回原始料液）得以克服，對工業明顯有利。”

氣體穿過濾膜反向沖洗，對極微孔的過濾器，象反滲透膜和超濾器是不適用的，因為克服表面張力所需壓力，遠超過做這種用途的常用的空心纖維膜的強度;可潤濕液體可以通過這種膜，但氣體不行。穿過這類膜的每個氣泡都表明在膜上存在有針孔狀缺陷。因此，這項發明不適用于反滲透膜或真正的超濾器。

這項發明與微孔過濾器有關，該過濾器具有比超濾器大一些的孔，其范圍為0.001至10微米。通常，較大的孔的分布應能使清液不具有任何可見的濁度。濁度不只涉及到顆粒物的大小，它由熟知的光學定律引出并服從該定律。

起初微孔過濾器迅速堵塞，是由于它們處理的顆粒物不是靠布朗運動或擴散而呈懸浮態，而是這些顆粒物以堵篩孔的方式填到與其粒度大小相似的孔中。

解決這一問題的一種先有技術，是讓親水的微孔過濾器在交叉流動模式下工作，用清液穿過濾膜來反洗。高的交叉流動速度要求懸浮料液處在與較大的纖維外表面相比為較小的腔內過濾表面一邊。這樣，反洗壓力就必須加以限制，以避免壓垮纖維。較小的過濾面積降低了產量，故通常不用這種手段來解決堵塞問題。

在日本公開專利53（1978）-108882中披露了另一個先有技術，其中的方法是用一種親水的“聚乙烯醇（PVA）”纖維做成一種具有象一束散開的“臘燭”那種形狀的空心纖維束，以使得在用空氣進行長時間（一分鐘）的內腔反洗時使纖維束扭動。在這份日本說明書中敘述的這類“臘燭”狀過濾器更象一端封閉的過濾器，而不太象交叉流動套管型及管型過濾器，這些過濾器在其一端封閉，呈拉長的空心罐形狀。

上述日本說明書的實例及單項權利要求中指出，所披露的發明是依賴空氣流進空腔引起纖維的封閉端顫動或震動，因而可將加壓懸浮料液罐中懸浮料液的百萬分之50的細小的鐵膠體分離出來。日本說明書指明：

“用這種方法（單靠空腔氣體）沉積的微細顆粒物在引入壓縮空氣后能完全除去。”

我們的實驗證明，這是由于“鐵膠體”比孔更粗大，完全被擋在纖維表面。具有較寬粒度分布范圍的其他堵塞物質如粗制蔗糖汁或淀粉廢水，清除就會困難得多。

發現英國專利說明書2，120，952對上述親水“聚乙烯醇（PVA）高聚物”多孔空心纖維的“臘燭”形裝置做了研制。在這份說明書中敘述的試驗懸浮液只含百萬分之5的氧化鐵，平均粒徑為0.6微米，并且粒徑對孔徑的關系也同樣保證清洗不難進行。松散地捆扎纖維并將它們裝入開口的套管，在一定程度上阻止了纖維束的扭動，這樣就避免了纖維的纏結和斷裂（這種斷裂在前面提到的日本公開號53（1978）-108882中已談及），但氣體反洗需持續5分鐘。