188076. lajstromszámú szabadalom • Eljárás membrán alapú szűrőgyertyák előállítására, élelmiszeripari mikroszűrő berendezésekhez
1 188 076 2 A találmány tárgya eljárás membrán alapanyagú szürőgyertyák előállítására, élelmiszeripari mikroszűrő berendezésekhez. Mikroszűrés alatt a 0,1-50 mikrométer nagyságú legkisebb visszatartott részecskeméret mellett végzett szűrést értjük, és ezen a tartományon belül különös jelentősége van a 0,2-10 mikrométer határok közé eső szűréseknek- Ilyen szűrésekre van szükség a gyógyszeripar, az egészségügy területén, laboratóriumi vizsgálatoknál és nagyobb termékmennyiségek esetén az élelmiszer- és vegyiparban is. Mikroszüréshez a szűrési volumentől és egyéb tényezőktől függően különböző típusú szűrőberendezéseket használnak. A szürögyertyákat vagy más néven szürőpatronokat elsősorban ipari célokra használják az élelmiszeripar és vegyipar területén nagyobb mennyiségű folyadék szűrésére. A szűrő élettartamának növelése céljából rendszerint kétvagy többfokozatú szűrést használnak. Az előszűrök feladata a nagyobb mennyiségű és nagyságú részecskék visszatartása, míg a membránszürő a kritikus részecskenagyság felett egyetlen részecskét sem engedhet át. A felhasználástól függően komoly következményei lehetnek a szűrők meghibásodásának, illetve a nem megengedett méretű részecskék továbbengedésének. A membránszűrők magas árát azért elsősorban megbízhatóságuk és az ellenőrzésükhöz, gyártásukhoz alkalmazott különleges gondossági intézkedések határozzák meg. A modern membránszürök speciális összetételű pórusos szerkezetű müanyagszövetből állnak, amelyek felülete mikroszkóp alatt vizsgálva sűrűszövésű hálóhoz hasonlítható és a szélek között lévő pórusok mérete a magasfokú gyártástechnológiai pontosságból adódóan igen szűk határok között mozog. A szűrőgyertyákat a tekercsben tárolt szűrő alapanyagból több lépésben állítják elő. Az alapanyag leszabása után azt harmonikaszerűen redőzik, majd ismét leszabják, végetlenítik, eközben gondoskodnak belső és külső megtámasztásáról, majd alsó és felső lezárással látják el. A szürőgyertyák magassági mérete szabványosított, a 249 mm-es alapmagasság egész számú többszöröseinek megfelelően. A szűrőgyertyák készíthetők mindkét végükön nyitott (azaz megfelelő csatlakozással ellátott) kivitelben, vagy egyik végükön lezárt kivitelben. Mindkét végükön nyitott szűrőgyertyák egymáshoz csatlakoztathatók, és ezáltal lehetőség van az aktív hosszúság elvileg tetszőleges mértékű megnövelésére. A szűrőgyertyák használata során a folyadék iránya a szűrőgyertyák külső palástja felől a belső henger felé mutat, ennek megfelelően a belső tartószerkezetet viszonylag nyomásálló perforált műanyag csőből szokták készíteni, míg a külső tartószerkezetet laza háló képezi, amelynek feladata a redőzött membrán összefogása. A szűrőkhöz használt membrán alapanyag meghatározó a végtermék minősége szempontjából, ugyanakkor az alapanyag jó minősége nem garantálja egyúttal a végtermék minőségét, mert a gyártás és csomagolás során számos, a minőséget károsan befolyásoló tényező léphet fel. A gyártás során ugyanis a szemmel már nem látható részecskék megtapadnak a szűrő felületén, illetve a pontosan beállított pórusméret megsérülhet, és mindez a kész szűrőgyertya használhatatlanságát vonhatja maga után, illetve veszélyes szennyezést eredményezhet. Nagy jelentősége van ezért a szűrőgyertyák előállítása során annak, hogy az egyes műveleteket milyen körülmények mellett milyen gondossággal és ellenőrzéssel végezzük, hiszen a mikroszűrés minőségét a legkisebb gondatlanság is befolyásolhatja. Amennyiben a szűrőgyertya gyártásának folyamatát teljes egészében pormentesített környezetben végezzük, akkor a membrán alapanyag porterhelésének veszélye minimálisra csökken és nagy valószínűséggel kifogástalan termék keletkezik. Az ilyen mértékben portalanított környezet létesítése szinte megoldhatatlan feladatot jelent óriási költségekkel. A gyakorlatban a szűrőgyertya gyártásának legnagyobb problémája éppen abban áll, hogy milyen módon lehet garantált minőségű végterméket előállítani nem teljesen portalanított környezet mellett. A környezeti porterhelés által okozott gyártásközi minőségromláson kívül a szerelés kivitelezése is sok technológiai nehézséggel jár. A szennyeződés elkerülése miatt minimálisra kell csökkenteni a membránnal kapcsolatos technológiai műveletek számát, hiszen minden mozdulat a környező levegőt felkavarja és a por lerakódásának veszélyét fokozza. A Pall Technische Information sorozat (NSZK) 101a számú kiadványában E. A. Kirnbauer és N. Emde többek között röviden foglalkozik a szűrőgyertyák előállítási technológiájával. Az ismertetés szerint a szűrőgyertyák kezelését hegesztéssel végzik és ez vonatkozik mind a végetlenítésre, mind pedig a zárósapka felhelyezésére. A hegesztés végrehajtása ismert módon komoly technológiai nehézségekkel jár, mivel a hegesztett tartomány áteresztőképessége (szűrőhatása) megszűnik, és ezáltal a szürőgyertya aktív felülete csökken. Még nagyobb veszélyt jelent, hogy hegesztés során a membrán alapanyag szövetszerkezete is változik és nem zárható ki az esetleges méreten felüli pórusok kialakulása. Ilyen pórusokkal rendelkező szűrők selejtesek, kiválasztásukhoz egyedi ellenőrzésre van szükség. A teljeskörü egyedi ellenőrzés költséges és időrabló művelet, ami azonban a hegesztéses szerelés esetén elengedhetetlen. A fenti körülmények magyarázzák, hogy egy szerelt csomagolt szűrőgyertya ára átlagosan háromszoros a felhasznált membrán alapanyag árához viszonyítva. A találmány feladata olyan eljárás létrehozása membrán alapanyagú és az élelmiszeriparban mikroszürésre használható szűrőgyertyák előállítására, amely csökkentett, de nem megszüntetett portartalmú környezetben is biztosítja a végtermék minőségét és amelynél a szerelés célszerű végrehajtása pórushibák keletkezését kizárja és a minden darabra kiterjedő ellenőrzést szükségtelenné teszi. A találmány szerint eljárást hoztunk létre membrán alapanyagú, legalább élelmiszeripari célra alkalmas tisztaságú szűrőgyertyák előállítására, mik5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
