Crossflow-фільтр з двохпутною циркуляцією від Bílek Filtry економить час і споживає на 40% менше енергії

Завдяки простому управлінню та універсальній експлуатації crossflow-фільтр набуває у виноробів все більшої популярності. Тому в на початку 2015 року чеська компанія Bílek Filtry вийшла на ринок з новою лінією фільтрів цього типу. Удосконалена конструкція дозволила підвищити продуктивність фільтрів, знизити споживання енергії та зробити їх більш щадними до вина. Однією з головних інженерних знахідок став принцип зворотного потоку. Що ж таке зворотний потік і чим він відрізняється від зворотного промивання? Ми відповімо на ці питання нижче, а також опишемо його принцип роботи і головні переваги.

Перед тим, як ми перейдемо до опису роботи зворотного струму, треба сказати найголовніше – чого саме crossflow-фільтр дозволяє досягти завдяки принципу зворотного потоку (на відміну від фільтрів, які не мають даної системи) – перш за все, значної економії часу та інших ресурсів. Сама економія часу забезпечується підвищенням продуктивності фільтра на 20% і вище за рахунок ефективного і більш рідкісного промивання. Результатом же є скорочення тривалості фільтрації. Що стосується енергетичних витрат, можна говорити про зниження витрат електрики на 40%, включаючи економію тепла, води і хімічних засобів під час санітарної мийки. Всі ці переваги стали можливі за рахунок розвитку і вдосконалення базового принципу crossflow-фільтрації, над якими компанія Bílek Filtry працювала протягом останніх кількох років. Саме на основі отриманого досвіду на світ з’явився концепт Crossflow for Wine.

Основні принципи crossflow

В першу чергу, згадаємо той факт, що в процесі crossflow-фільтрації одночасно використовуються два ефекти: ефект змиву і ефект фільтрації. Ці два потоки спрямовані по відношенню один до одного перпендикулярно. Саме тому з’явилася назва “crossflow”, тобто хрестоподібний потік”. Змиваючий потік (циркуляційний потік) проходить в циркуляційній петлі. Він є основою crossflow-фільтрації і забезпечує змив (а таким чином, і очищення) фільтрувальної перегородки – мембрани. Домішки несуться безперервним струмом рідини, що перешкоджає їх седиментації і знижує інтенсивність забивання мембрани. Фільтрувальний потік потім проносить рідину крізь мембрану, на якій вона позбавляється від домішок. Звичайні crossflow-системи циркулюють рідину в мембранному модулі лише в одному напрямку. Варіант компанії Bílek Filtry пропонує для циркуляції більш ефективне рішення, яке використовує двоколійний напрямок фільтрату (принцип зворотного потоку). Поняття двоколійний (поворотний) потік не слід плутати з поняттям зворотне промивання, який теж застосовується в crossflow-системах. Зворотне промивання чистить засмічені пори мембрани потоком відфільтрованої рідини проти напрямку фільтрації (назад в петлю). Зворотний струм навпаки, здійснюється виключно в циркуляційної петлі всередині модуля. На ефективність і частоту циклів зворотного промивання він теж впливає, але цей процес ми опишемо пізніше.

Принцип зворотного потоку

Як ми зазначили вище, поняття зворотний потік означає зміну напрямку подачі рідини в циркуляційній петлі. Незалежно від принципу руху потоку (в одному напрямку або в обох), під час циркуляції на вході в мембранний модуль виникає більш високий тиск фільтрованої рідини, ніж на виході. Зниження тиску спостерігається через втрати, що виникають під час проходу через вузькі мембранні трубочки. Через різницю тиску виникає і різниця фільтрувальноі витрати, яка проходить крізь фільтруючий мембранний шар. З тієї ж причини відбувається і різниця забивання пор. При фільтрації існує правило: чим вище тиск і витрата, тим інтенсивніше і глибоко вловлені домішки забивають пори. На практиці це означає, що мембрана забивається біля входу рідини в модуль сильніше, ніж біля виходу. В результаті, наявна фільтрувальна площа використовується недостатньо.

Для досягнення більш оптимального засмічення мембрани техологи з компанії Bílek Filtry створили керовану систему зміни напрямку потоку. Таким чином досягається підвищення продуктивності фільтрації і коротша її тривалість, оскільки фільтрована рідина під час проходу крізь мембрану має чергуватися опором. При двоколійному потоці, що забезпечує рівномірне забивання та засмічення мембрани по всій її площі і з використанням системи прогресивної витрати відфільтрованої рідини під час зворотного промивання пори можна чистити більш інтенсивно і ефективно. На представленій схемі ви можете бачити рівень тиску і витрати при зворотному промиванні. Там, де пори мембрани засмічуються найбільше, виникає найвищий тиску і інтенсивність витрати зворотного промивання і навпаки. Дане рішення забезпечує більш тривалі цикли без необхідності зворотного промивання і знижує кількість миючих засобів, що призводить до їх значної економії.

Засмічення crossflow мембрани

Конвенційна система – потік в одному напрямку

Під час циркуляції тангенціального струму лише в одному напрямку, здійснюється не рівномірне забивання фільтрувальної площі мембрани, означає зниження ефективності очищення мембрани зворотним імпульсом і таким чином і зниження продуктивності фільтрації.

Очищення мембрани зворотним імпульсом / Мембрана після зворотного промивання

Система зі зворотним потоком

Завдяки автоматичному чергуванню тангенцеїдального потоку використовується вся площа фільтраціі. Зворотнє промивання від цього більш ефективние і мембрана краще чиститься.

Варто згадати ще два моменти, які додають плюси фільтрам фірми Bílek Filtry. По-перше, зворотне промивання здійснюється вже відфільтрованим вином із застосуванням повертаючого насоса замість стисненого повітря (як це відбувається у фільтрів деяких інших виробників). Причина проста – ми не хочемо, щоб вино після проходу через мембрану з пористістю 0,2 мікрон через кожні кілька хвилин піддавалося ризику зараження бактеріальним середовищем і окислялось проходячи через повітря. По-друге, принцип підключення фільтруючих модулів, застосування яких значно знижує споживану потужність циркуляційного насосу. Тести довели, що в порівнянні з класичним принципом підключення, наш crossflow-фільтр використовує електроенергію на 40% економніше. Це добре і для вина, яке відчуває менше навантаження і менше нагрівається.

Джерело: filtrace.com