197223. lajstromszámú szabadalom • Tekercsmembrános szűrőgyertya
3 197223 4 A találmány tárgya tekercsmembrános szűrőgyertya, amelynek központos cső köpenyfalában legalább egy, tengelyirányú sorban levő átbocsátó nyitásai ób a központos csövön legalább két, spirál alakban főitekercselt membránja van, amelyek legalább egy a tekercs homlokoldalainál zárt áramlási csatornát fognak közre. A tekercsmembrános szűrőgyertyákat egyenként vagy ezekből többet egy házba zárnak be és ezeket egymáshoz sorban vagy párhuzamosan kapcsolják. Az ilyen tekercsmembrános szürógyertyákat az elválasztó technikának a legkülönbözőbb területein, Így például a finomszűrésnél, mikroszűrésnél, ultraszürósnól, a fordított ozmózisnál, a különleges ' elpárologtatásoknál és gázoknak hártyákon és hasonlókon való átszivárogtatásánál alkalmazzák. A találmányunk esetében a .szűrés* kifejezést nem csak a tiszta Bzűrési eljárásokra vonatkozó meghatározásként használjuk, hanem minden a szűréshez hasonló elválasztási eljárásra, Így például az előbb felsorolt eljárásokra is, főként a fordított ozmózisra. A .szűrés* fogalmat ezért a következőkben az előbb említett elválasztási és ezzel rokon eljárások rövid megnevezésére használjuk. A .rokon eljárások* alatt főként biotechnológiai helyettesitő, illetve cserélő eljárásokat értünk. A bevezető részben említett, ismert tekercsmembrános szűrőgyertyáknál a kezelni kívánt közeg révén a membrán felületén megtett egész áramlási úton az áramlásnak a membrán felületéhez viszonyított sebessége mindig azonos, függetlenül attól, hogy az áramlási irányok tengelyirányúak, érintőlegesek vagy 8ugárirányúak. A szóban forgó típusú cserélés! és elválasztási folyamatok szempontjából azonban a legtöbb esetben előnyös volna, ha a membrán felületére föláramló, kezelni kívánt közeg először kisebb áramlási sebességgel haladna a membrán felületén, és ezután az áramlási sebesség lassanként és folyamatosan nőne mindaddig, amíg a közeg a membrán felületéről koncentrátumként el nem folyik. Ezért a találmány feladata a bevezetésben említett típusú olyan tekercsmembrános szűrőgyertya létrehozása, amelynél a kezelni kívánt közegnek membránhoz és membránon való áramlása közben a membrán felülete fölötti, illetve ehhez viszonyított áramlási sebessége főként a membrán felületen megtett áramlási út szabadon meghatározható függvénye, illetve abban az esetben, amikor ez a függvény egy állandó, az egyébként azonos üzemi paraméterek mellett a kezelni kívánt közegnek membránfelülethez viszonyított áramlási sebessége állandóan nagyobb, mint az ismert tekercsmembrános szűrőgyertyáknál. A találmány a kitűzött feladatot olyan tekercsmembrános szűrőgyertya létrehozása révén oldja meg, amelynek az áramlási csatornát a tekercs belsejében legalább két, tengelyirányban egymás fölött levő részcsatornára osztó, folyadékzáró osztófala van. A találmány alapgondolata tehát, hogy a hagyományos nyitott vagy zárt membrán áramlási táskákból álló tekercsmembrán elemeket egy legalább gyakorlatilag hajlékony, mindenesetre feltekercselhető osztófallal legalább két áramlási részcsatornára osztjuk. Egy elvileg tetszőleges geometriai kialakítás és egy ilyen osztófal elvileg tetszőleges elhelyezése révén a hagyományos hengeres tekercsraembránokban említésre érdemes műszaki többletráfordítás nélkül bármilyen elképzelhető elválasztási feladathoz különlegesen illeszkedő hidrodinamikus áramlási viszonyok, főként az áramlási úttól függő áramlási sebességgradiensek állíthatók be. Így például a kezelni kívánt közeg koncentrációjának növekedésekor általában fellépő az a jelenség, hogy a membránon való áláramiás csökken, egyszerű módon kiküszöbölhető azáltal, hogy annak a részcsatornának a keresztmetszetét, amelyen keresztül a kezelni kívánt közeg a membrán fölött áramlik, csökkentjük, a kezelni kívánt közeg áramlási sebességét a koncentráció növekedésével konstans módon vagy progressziven növekedőén emeljük. Egy a membrános áramlási táskában, illetve két membrán között kialakított áramlási csatornában elhelyezett osztófal révén legalább két, a tekercsben tengelyirányban egymás fölött levő részcsalornát alakítunk ki. Ezek a részcsatornák egymástól függetlenül egyenáramban, vagy ellenáramban, vagy előnyösen sorban úgy lehetnek egymás utón kapcsolva, hogy ezek legalább két, vagy több osztófal alkalmazásakor több részcsatorna is létrejön úgy, hogy ezek az egymást követő részszakaszait képezik egy és ugyanazon áramlási útnak. Ez az osztófal a gyakorlatban műszakilag sokféle lehet és elméletileg tetszőleges módokon alakítható ki. A legegyszerűbb esetben az osztófal például ragasztási varratként vagy hegesztési varratként alakítható ki, amely az áramlási csatornát képező két membránt közvetlenül köti össze egymással. Más megoldás Bzerint a két membrán közé egy olyan anyagcslk helyezhető, amely a két membránnal szorosan és tömören összeragad vagy összeheged, éspedig olyan módon, hogy a membránok mindegyike mindig csak az anyagcsikkal van összeerősitve anélkül, hogy a két membrán egymással közvetlenül össze lenne kötve. A két membrán közötti áramlási csatornában szokásos, általában rácsszerű távolságtartó alkalmazása esetén figyelmet kell fordítani arra, hogy az osztófal a távolságtartó rácsot is tömitően hidalja át a két belső membránfelület között. Ebben az esetben az oeztófal előnyösen egy a távolságtartót tömören, homogénen és ezen átnyúlóén, előnyösen ezzel egydarabként kialakított zsi■ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
