Фильтрование. Фильтрующие материалы

1.

Фильтрование - процесс разделения суспензий при помощи пористой
перегородки, пропускающей жидкость (фильтрат) и задерживающей
взвешенные в ней твердые частицы.
виды фильтрования:
фильтрование с образованием слоя осадка на фильтровальной поверхности (чаще
всего осуществляется при постоянном далении);
сгущение — отделение твердой фазы от жидкости не в виде осадка, а в виде
высококонцентрированной суспензии;
осветление — фильтрование жидкостей с незначительным содержанием твердой
фазы.
фильтрующие материалы :
хлопчатобумажные ткани (бязь, бельтинг, миткаль и диагональ);
искусственные (нейлон, капрон);
шерстяные.
Иногда применяют плетеные и штампованные металлические сетки, песок, гравий и
пористые керамические стеклянные материалы.
вспомогательные материалы при фильтрации - асбест, лигнин, активированный
уголь, диатомит и др. Указанные материалы, накапливаясь на фильтрующей
перегородке, задерживают мельчайшие частицы осадка, а отдельные из них
(активированный уголь) адсорбируют на своей поверхности красящие вещества.
Получаемые при фильтрации осадки подразделяются на:
сжимаемые, размер пор которых уменьшается с повышением давления,
несжимаемые, размер пор и форма частиц, которых практически не меняются с
изменением давления.

2. Классификация фильтров

По технологическому назначению промышленные
фильтры :
для очистки жидкостей;
для очистки газов.
По режиму работы :
фильтры периодического действия;
непрерывного действий
По величине рабочего давления:
вакуум-фильтры;
фильтры, работающие под давлением.

3. Устройство рамы и плиты фильтр-пресса

Рамный фильтр-пресс (друк-фильтр) состоит из ряда чередующихся рам и плит
герметизированных резиновыми прокладками, между которыми помещаются
пластины фильтрующего материала.
Плиты выполняют роль подпорки для фильтрующей ткани и имеют дренажные
каналы для слива фильтрата. Рамы и плиты имеют отверстия, которые расположены
так, что при сборке фильтрата они образуют каналы для подачи раствора на каждую
перегородку, слива фильтрата, подачи и отвода промывной жидкости с целью
регенерации фильтра. Это достигается удалением осадка потоком промывной
жидкости, подаваемым с противоположной стороны фильтрующей перегородки.
Применяются: для растворов с небольшим количеством осадка (экстракционные
препараты, растворы и др.)
«+» высокая производительность за счёт разности давлений от 2 до 15 атм, большая
поверхность фильтрования, простота и удобство эксплуатации.

4. Центрифуги

Центрифугирование – разделение гетерогенных систем под действием сил
центробежного поля.
Цетробежное поле в центрифугах создается за счет вращения разделяемой
жидкости в роторе, который крепится на горизонтальном ил вертикальном
валу и приводится во вращение электродвигателем с помощью передаточного
механизма.
По принципу действия:
Отстойные - сплошной ротор,
фильтрующие - ротор
центробежное поле которого ускоряет
процесс отстаивания взвеси на его
перфорирован, внутри него
внутренних стенках. Скорость
укрепляется фильтрующий
отстаивания при центрифугировании
материал и под действием
значительно выше скорости
отстаивания под действием силы
центробежной силы происходит
тяжести.
фильтрование

5. Устройство установки для фильтрования с помощью нутч-фильтра

Фильтры, работающие под вакуумом- нутч-фильтры, состоят из
толстостенного цилиндрического сосуда из фаянса или керамики, внутренняя
часть которого разделена перфорированной перегородкой, с укрепленной на
ней несколькими слоями фильтровальной бумаги и бельтинга. В верхнюю
часть фильтра заливается взвесь, фильтрат собирается на дне нижней части.
Вакуум создается под перегородкой, за счёт вакуумной линии, соединенной
через ресивер с вакуумным насосом. Назначение ресивера – сглаживать
пульсации насоса и предупреждать переброс в него капельной фазы.

6. Устройство установки для фильтрования с помощью друк-фильтра и монтежю

Фильтр, работающий под давлением – друк-фильтр -, цилиндрическая емкость
с перфорированной перегородкой в нижней части (с укрепленным на ней
фильтрующим материалом), на которую подается взвесь под давлением сверху
с помощью сжатого воздуха или инертного газа. Для подачи жидкости на
фильтр используется монтежю. Это вертикальный резервуар из химически
стойкого материала, в который заливается раствор самотеком или с помощью
вакуума, а затем продавливается сжатым воздухом. Монтежю снабжается
мановакуумметром, имеет трубу для заполнения и продавливания жидкости и
краны для подключения вакуумной линии. Перепад давлений значительно
выше, чем на нутч-фильтрах (2-12 атм).
«+» просты по устройству, высоко
производительны, фильтруют вязкие,
легколетучие и с большим удельным
сопротивлением осадка жидкости.
«-» для выгрузки осадка необходимо
снимать верхнюю часть фильтра и
собирать его вручную.

7. Устройство отстойников периодического и полунепрерывного действия

В
Отстойники периодического действия –емкости, с
кранами для слива осветленной жидкости на разной
высоте. После отстаивания открывают краны, начиная с
верхнего, и сливают прозрачную жидкость.
Отстаивание можно производить и в обычных емкостях
без крана, в этом случае используется сифон или
отсасывание с помощью шланга, соединенного с
монтежю
остойниках полунепрерывного действия непрерывно
подается взвесь и сливается осветленная жидкость, а осадок
удаляется периодически. За счет увеличения диаметра
раструба скорость движения жидкости в нем уменьшается и
частицы по инерции оседают на дне. Жидкость в виде
ламинарного потока со скоростью меньшей, чем скорость
оседания частиц поднимается вверх, не увлекая их за собой

8. Принцип работы пропеллерной мешалки

Пропеллерные мешалки имеют
винтообразно изогнутые лопасти – угол
наклона по длине от 45º у ступицы вала
до 20 º на конце лопасти. Поэтому
разные участки лопасти под разным
углом встречают жидкость и создают
интенсивные осевые вертикальные
потоки, что приводит к захвату всех её
слоев и обеспечивает перемешивание
во всём объеме аппарата.
Скорость вращения для вязких
жидкостей составляет 2-8 об/с, для
подвижных – 3-30 об/с

9. Схема устройства трубчатой сверхцентрифуги

1- шкив
2- опора
3- шпиндель
4- труба для отвода осветленной
жидкости
5- ротор
6- кожух
7- подпятник
8- труба для подачи суспензии

10.

Микрофильтрация является одним из наиболее распространенных
лабораторных и промышленных процессов и применяется для
выделения из жидкостей и газов коллоидных или взвешенных
микрочастиц размером 0,1...10 мкм, а также микроорганизмов.
Микрофильтрация занимает промежуточное положение между
ультрафильтрацией и обычной фильтрацией (макрофильтрацией)
без резко выраженных границ.

11. Фильтрующие материалы для мембранных фильтров

Мембрана марки ММК - это "гидрофильная" мембрана из
полиамида (Nylon-6). Мембрана ММК имеет крупноячеистое
строение с тонкими микропористыми перегородками, что
предопределяет непрерывность структуры мембран и
обеспечивает прочность и эластичность в сухом и
смоченном виде.
Основные применения
Тонкая и стерилизующая фильтрация водных растворов и
препаратов крови.
Осветляющая и стерилизующая фильтрация
парентеральных препаратов,фармацевтических жидкостей
небольших объемов.
Предварительная и стерилизующая фильтрация
агрессивных сред (разбавленных кислот, щелочей,
растворителей, фоторезистов).

12.

Мембраны ММПА+ отвечают
требованиям, предъявляемым к
медицинским изделиям и материалам,
длительно контактирующим с кровью и
лимфой (сертификаты № РОСС
Ru.ИМ08.НО7715 и №РОСС
Ru.ИМ13.НО2313).
Основные применения
Для проведения санитарновирусологического контроля
водопроводной воды, вод открытых
водоемов, плавательных бассейнов,
подземных источников, стоков и т.п.
Концентрирование вирусов и фагов из
воды различного происхождеения.
Для уменьшения микоплазм и
бактериальных эндотоксинов
(пирогенов) в водных системах
фармацевтического класса
Стерилизующая фильтрация и
депирогенизация парентеральных
препаратов, фармацевтических
жидкостей небольших объемов.
Мембрана марки ММПА+
(ММК+)- это "гидрофильная"
мембрана из полиамида (Nylon6 и Nylon-66) с положительным
потенциалом.
Размер пор, мкм 0.1; 0.2; 0.45

13.

Микрофильтрационная фторопластовая
композиционная мембрана марки МФФК (МФФК.Г)
представляет собой пористый пленочный
материал на основе фторопласта Ф42Л
(сополимер тетрафторэтилена и
винилиденфторида) армированная различными
неткаными материалами (полипропилен, лавсан) с
размером пор 0,05; 0,15; 0,25; 0,45; 0,65; 0,80 мкм
и общей пористостью 80-85%.
Применение
Предварительная и стерилизующая фильтрация
воздуха и газов.
Микроочистка агрессивных химикалиев.
Микроочистка спиртов, углеводородов, масел,
кислот, щелочей, органических растворителей
(кроме кетонов, сложных эфиров, амидных
растворителей).
Тонкая очистка фармацевтических и
биологических жидкостей с высоким или низким
уровнем pH (гидрофильные).

14.

Стекловолоконный картон марки КФБЖ используется для
предварительной фильтрации биологических жидкостей с высоким
уровнем отделения частиц. Это глубинный фильтр, который
значительно снижает нагрузки на мембранные фильтры.
Предфильтр из стекловолокна и целлюлозы устанавливается в
фильтродержатель непосредственно на мембранный фильтр и
служит для предфильтрации сильно загрязненных растворов.
Фильтры марки КФБЖ стерилизуются при помощи автоклавирования
при t = 121°C.
Материал
Картон на основе микроволокон стекла (70%) и целлюлозы (30%).
Основные применения
В биофармацевтической промышленности для предварительной
фильтрации:
растворов для парентерального питания,
биологических жидкостей,
лекарственных препаратов,
сыворотки крови.

15. Капсульные фильтры на основе микрофильтрационных мембран

Фильтр капсульного типа (КФМ) представляет собой двух- или
однослойный мембранный гофрированный минипатрон,
запрессованный в полипропиленовый неразъемный корпус.
Капсулы имеют эффективную площадь фильтрации (0,125
или 0,14м2), эквивалентную приблизительно двум
стандартным мембранным дискам диаметром 293 мм.
Все мембранные фильтрующие элементы при изготовлении
фильтров капсульного типа проходят отмывку
высокоочищенной водой и подвергаются 100% контролю на
целостность.
Двухслойные капсульные фильтры выпускаются с теми же
комбинациями размеров пор по слоям, что и патронные
мембранные фильтры соответствующих марок.

16. Фильтрующие элементы глубинного типа

Фильтрующие элементы глубинного типа
предназначены для предварительной микроочистки
нейтральных, агрессивных жидких и газообразных
сред (совместимых с материалом элементов), а
также для защиты мембранных фильтрующих
элементов (удаление механических примесей,
снижение биологической нагрузки). Глубинные
фильтрующие элементы могут применяться в
качестве финишных в тех случаях, когда не
требуется абсолютная очистка среды от частиц
больше определенного размера.
Конструкция
Стенка полого цилиндра фильтрующего элемента
является фильтрующей перегородкой, состоящей из
нескольких слоев, причем средний размер пор
уменьшается от периферии к внутренним слоям.
Такая структура укладки фильтрующего материала
позволяет вести захват микрочастиц по всей глубине
фильтрующей перегородки элемента: крупные
частицы преимущественно задерживаются во
внешних слоях, мелкие - в более плотной глубинной
области элемента. Наличие переменной пористости
фильтрующей перегородки обусловливает высокую
грязеемкость и длительный срок эксплуатации
глубинных элементов.

17. Конструкция

Мембранные фильтрующие патроны
стандартного типа имеют общепринятую
в мировой практике конструкцию в виде
цилиндра диаметром 70 мм и высотой от
100 до 1000 мм, состоящего из
фильтрующего пакета, содержащего
гофрированную мембрану в один или два
слоя, расположенную между двумя
слоями нетканого полипропиленового
полотна.
1)Гофрированная мембрана в один или два слоя, расположенная между
двумя слоями нетканого полипропиленового полотна. Мембрана
обеспечивает эффективную площадь фильтрации.
2) Адаптер "Д1", диаметр=56 мм ("А" или "B") байонетного типа с двумя
уплотнительными кольцами из силиконовой резины (для агрессивных сред
- из фторкаучука). Адаптер обеспечивает герметичность установки
фильтроэлемента в держатель.
3) Внутренний перфорированный опорный корпус обеспечивает
механическую прочность.
4) Внешний перфорированный опорный корпус защищает от механических
повреждений.
5) Заглушка хвостового (дискового) типа.

18. Мембранные фильтрующие элементы патронного типа (картриджи)

Назначение
Мембранные фильтрующие элементы патронного
типа предназначены для проведения
промышленной фильтрации в больших объемах на
стадиях предфильтрации (снятие биологической
нагрузки), осветления и стерилизации.
Мембранные фильтрующие элементы НПП
"Технофильтр" с размером пор от 0,1 до 3 мкм
представляют собой гофрированные фильтры с
большой площадью поверхности, которые при
определенных условиях обеспечивают
"абсолютное" удержание частиц в области
указанного размера пор. В отличие от глубинных
фильтров удержание частиц происходит
преимущественно на поверхности мембраны.
Благодаря стабильной структуре пор мембранные
фильтры используются, прежде всего, в качестве
финишных (стерилизующих) фильтров, которые
можно проверить на целостность с помощью
специальных приборов.

19. Сорбционно-фильтрующие элементы патронного типа ЭПСФ

Назначение
Сорбционно-фильтрующие элементы
(ЭПСФ) предназначены для сорбционной
микроочистки нейтральных и
агрессивных жидких сред совместимых с
материалом элементов.
Процесс фильтрации происходит в глубине
фильтрующего материала за счет
механизмов адсорбции, в сочетании с
механическим задержанием.
Конструкция
По конструкции сорбционно-фильтрующие
элементы являются элементами
патронного типа, в которых полый
пористый цилиндр, выполняющий роль
перегородки, герметично соединен с
концевыми деталями.

20. Однопатронные фильтродержатели для жидких сред

Назначение
Однопатронные фильтродержатели предназначены для
очистки нейтральных и неагрессивных к материалам
фильтродержателя жидких сред при скорости фильтрации до
2,0 м3/ч.
Однопатронные фильтродержатели изготавливаются из
нержавеющей стали с высококачественной полированной
поверхностью (ДС) или полипропилена (ДП).
Конструкция
Однопатронные фильтродержатели представляют собой
сборную конструкцию, состоящую из корпуса
цилиндрической формы и основания, имеющего одно
посадочное место для присоединения фильтроэлемента
высотой 250, 500 или 750мм.
Присоединение фильтроэлемента к держателю
осуществляется через адаптер с уплотнительными кольцами.
Входной и выходной патрубки устроены в основании
держателя, что позволяет производить замену
фильтроэлемента без отсоединения подходящих
трубопроводов.
Фильтрация осуществляется подачей фильтруемой жидкости
под избыточным давлением в направлении "снаружи-внутрь".

21. Устройство однопатронного фильтродержателя

1) Кольцо 100-110-58
2) Кольцо 039-045-36
3) Ножка
4) Бугель большой
5) Кольцо 013-016-19
6) Штуцер
7) Манометр из нержавеющей
стали (может комплектоваться
мембранным разделителем)
8) Штуцер (исполнение с 3/4"
резьбой или под шланг)
9) Бугель малый
10) Днище
11) Прокладка
12) Колпак

22. Многопатронные фильтродержатели для жидких сред

Назначение
Многопатронные фильтродержатели предназначены для очистки от
механических и коллоидных частиц больших объемов жидкостей
совместимых с материалами фильтроэлемента при скорости
фильтрации более 2 м3/ч.
Конструкция
Многопатронные фильтродержатели изготавливаются из
нержавеющей стали 12ХI8H10T и состоят из основания с 3, 5, 8, 18, 24
посадочными местами для фильтроэлементов высотой 500, 750 и 1000
мм и цилиндрического корпуса.
Фильтродержатели отличаются высотой и количеством используемых
фильтроэлементов, а также условным проходом трубопроводов.

23. Фильтрационные установки

Фильтрационные установки типа УПФ
(Установки Полирующей Фильтрации)
предназначены для фильтрации
пищевых и непищевых жидкостей, в том
числе, воды и водных растворов,
галеновых настоек, вин, ликероводочных
изделий, напитков и других жидкостей,
совместимых с материалами,
использованными при изготовлении
установки.
Фильтрационные установки представляют
собой сборную конструкцию,
смонтированную на единой раме и
состоящую из блока фильтрации,
включающего от одного до четырех
фильтродержателей, насосного агрегата,
трубопроводов обвязки, запорной
арматуры, расходомера и
электрооборудования.
Выпускаются установки типа УПФ.Р с
ручной регулировкой скорости потока и
установки типа УПФ.А с автоматическим
управлением

24. Фильтрация воды на ампуло- и флакономоечных машинах

Особенности производства воды для фармацевтического производства:
вода для инъекций может быть получена с помощью двухступенчатого оборотного
осмоса, дистилляции или конденсации пара;
вода должна храниться и продаваться к месту использования только в горячем виде,
при температуре не ниже 80 оС во избежание роста микрофлоры;
вода, используемая как для приготовления лекарств, так на финишных стадиях мойки
и ополаскивания должна быть профильтрована через фильтр с размером пор не менее
5 мкм
глубинные фильтрующие элементы
из фторопласта-4 «ЭКОПЛАСТ-F»
Требования к фильтрационному оборудованию:
Рабочая
температура до 160°С
термостойкость фильтрационного оборудования;
Рейтинг фильтрации от 0,5 до 10
отсутствие примесей в фильтрате;
мкм
Эффективность фильтрации 99%.
обеспечение заданной степени очистки
Для фильтрации обессоленной воды - фильтрующие
гофрированные элементы ЭКОПЛЕН-F на основе
низкоселективной мембраны из фторопласта-4:
Рейтинг фильтрации от 0,5 до 5 мкм;
Большая площадь фильтрации, как у мембранного
элемента, и высокая прочность и способностью к
регенерации глубинномого;
Эффективность фильтрации (близка к мембранам 99,9%);
Рабочая температура до 130°С Стерилизация острым
паром в линии при 134°С без ограничений числа циклов
стерилизации;
Высокая химическая и термическая стойкость
фильтрующих элементов - инертность и нейтральность
практически в любых средах