Crossflow-фильтр с двухпутной циркуляцией от Bílek Filtry экономит время и потребляет на 40% меньше энергии
Благодаря простому управлению и универсальной эксплуатации crossflow-фильтр приобретает у виноделов всё большую популярность. Поэтому в начале 2015 года чешская компания Bílek Filtry вышла на рынок с новой линией фильтров этого типа. Усовершенствованная конструкция позволила повысить производительность фильтров, снизить потребление энергии и сделать их более щадящими к вину. Одной из главных инженерных находок стал принцип обратного тока. Что же такое обратный ток и чем он отличается от обратного промыва? Мы ответим на данные вопросы ниже, а также опишем его принцип работы и главные преимущества.
Перед тем, как мы перейдём к описанию работы обратного тока, надо сказать самое главное - чего именно crossflow-фильтр позволяет достичь благодаря принципу обратного тока (в отличие от фильтров, не имеющих которых данной системы) - прежде всего, значительной экономии времени и других затрат. Сама экономия времени обеспечивается повышением производительности фильтра на 20% и выше за счёт эффективного и более редкого промыва. Результатом же является сокращене продолжительности фильтрации. Что касается энергетических расходов, можно говорить о снижении расходов электричества на 40%, включая экономию тепла, воды и химических средств в ходе санитарной мойки. Все эти преимущества стали возможны за счёт развития и усовершенствования базового принципа crossflow-фильтрации, над которыми компания Bílek Filtry работала в течение последних нескольких лет. Именно на основе полученного опыта на свет появился концепт Crossflow for Wine.
Основные принципы crossflow
В первую очередь, упомянем тот факт, что в процессе crossflow-фильтрации одновременно используются два эффекта: эффект смыва и эффект фильтрации. Эти два потока направлены по отношению друг к другу перпендикулярно. Именно поэтому появилось название “crossflow“, т.е. крестообразный ток“. Смывающий ток (циркуляционный ток) проходит в циркуляционной петле. Он является основной crossflow-фильтрации и обеспечивает омыв (а таким образом, и очищение) впускной стороны фильтровальной перегородки - мембраны. Примеси уносятся непрерывным током жидкости, что препятствует их седиментации и снижает интенсивность забивания мембраны. Фильтровальный ток потом проносит жидкость сквозь мембрану, на которой она избавляется от содержащихся в ней примесей. Обычные crossflow-системы циркулируют жидкость в мембранном модуле лишь в одном направлении. Вариант компании Bílek Filtry предлагает для циркуляции более эффективное решение, использующее двухпутевое направление фильтрата (принцип обратного тока). Понятие двухпутевой (возвратный) ток не следует путать с понятием обратный промыв, который тоже применяется в crossflow-системах. Обратный промыв чистит засорённые поры мембраны потоком отфильтрованной жидкости против направления фильтрации (обратно в петлю). Обратный ток наоборот, осуществляется исключительно в циркуляционной петле внутри модуля. На эффективность и частоту циклов обратного промыва он тоже оказывает влияние, но этот процесс мы опишем позже.
Принцип обратного тока
Как мы отметили выше, понятие возвратный ток означает смену направления тока жидкости в циркуляционной петле. Независимо от принципа движения тока (в одном направлении или в обоих), во время циркуляции на входе в мембранный модуль возникает более высокое давление фильтруемой жидкости, чем на выходе. Снижение давления наблюдается из-за потерь, возникающих во время прохода через узкие мембранные трубочки. Из-за разницы давления возникает и разница фильтровального расхода, который проходит сквозь фильтрующий мембранный слой. По той же причине происходит и разница забивания пор. При фильтрации существует правило: чем выше давление и расход, тем более интенсивно и глубоко уловленные примеси забивают поры. На практике это означает, что мембрана забивается у входа жидкости в модуль сильнее, чем у выхода. В результате, имеющаяся фильтровальная площадь используется недостаточно. Для достижения более оптимального засорения мембраны техологи из компании Bílek Filtry создали управляемую систему смены направления тока. Таким образом достигается повышение производительности фильтрации и более короткая её продолжительность, поскольку фильтруемая жидкость во время прохода сквозь мембрану обладает чередующимся сопротивлением. При двухпутевом токе, обеспечивающим равномерное забивание и засорение мембраны по всей её площади и с использованием системы прогрессивного расхода отфильтрованной жидкости во время обратного промыва поры можно чистить более интенсивно и эффективно. На представленной схеме вы можете видеть уровень давления и расхода при обратном промыве. Там, где поры мембраны засоряются больше всего, возникает самое высокое давления и интенсивность расхода обратного промыва и наоборот. Данное решение обеспечивает более продолжительные циклы без необходимости обратного промыва и снижает количество моющих средств, что приводит к их значительной экономии.
| Очистка мембраны обратным импульсом | Мембрана после обратного промыва | ||||||
|
Конвенционная система – поток в одном направлении Во время циркуляции тангенциального тока лишь по одному направлению, осуществляется не рваномерное забивание фильтровальной площади мембраны, значит понижение эффективности очищения мемьраны обратным импульсом и таким образом и понижение производительности фильтрации. |
 |
||||||
|
Система с возвратным потоком Благодаря автоматическому чередованию тангенцейдального потока используется вся площадь фильтрации.Возвратный промыв по этому более эффективный и мембрана лучше чистится. |
 |
||||||
 |
фильтруемое вино |
 |
нечистоты |
 |
Направление и интенсивность |
 |
Направление потока |
Стоит упомянуть ещё два момента, которые добавляют плюсы фильтрам фирмы Bílek Filtry. Во-первых, обратный промыв осуществляется уже отфильтрованным вином с применением возвращающего насоса вместо сжатого воздуха (как это происходит у фильтров некоторых других производителей). Причина проста - мы не хотим, чтобы вино после прохода через мембрану с пористостью 0,2 микрон через каждые несколько минут подвергалось риску заражения бактериальной средой и окислялось проходящим воздухом. Во-вторых, принцип подключения фильтрующих модулей, применение которого значительно снижает потребляемую мощность циркуляционного насоса. Тесты доказали, что по сравнению с классическим принципом подключения, наш crossflow-фильтр использует электроэнергию на 40% экономнее. Это хорошо и для вина, которое испытывает меньше нагрузки и меньше нагревается.
