Нутч-фильтр: принцип работы, схема, характеристики, особенности применения

Нутч-фильтр – это фильтр периодического действия, предназначенный для разделения суспензий (очистки растворов от примесей) и функционирующий под вакуумом. На фильтрат одновременно и однонаправленно действует сила тяжести и создаваемый в системе вакуум, что повышает эффективность процесса. Нутч-фильтры применимы для фильтрования растворов, в том числе содержащих агрессивные компоненты.

Данная страница сайта посвящена теоретическим основам фильтрования с помощью нутч-фильтров. Ознакомиться с каталогом моделей нутч-фильтров можно по ссылке.

Назначение и отрасли применения нутч-фильтров

Основное назначение, как уже отмечалось, это разделение суспензий или очистка растворов от различных твердофазных примесей. Технология нутч-фильтра позволяет осуществлять высокоэффективное фильтрование на малых и средних объемах, в связи с чем широко распространена в химической, фармацевтической, пищевой отрасли в лабораториях и исследовательских центрах.

Материал изготовления

Разнообразие материалов, из которых может быть изготовлен нутч-фильтр достаточно велико, это и боросиликатное стекло (как правило, для лабораторных и исследовательских задач), и нержавеющая или эмалированная сталь (для промышленных целей), и различные виды полимеров: поливинилхлорид, полипропилен и т.д.

Устройство нутч-фильтра

Основа стандартной конструкции нутч-фильтра – вертикальный резервуар цилиндрической формы и вакуумный насос. Корпус резервуара может быть оснащен рубашкой терморегуляции. Внутри, в нижней части резервуара есть ложное дно – решетчатая перегородка, сверху на которой уложен фильтрующий материал-сетка. Исходный продукт подают в резервуар, он стекает на решетку с фильтрующей сеткой, с помощью подключенного вакуумного насоса из области под решеткой откачивается воздух и создается вакуум, который вместе с силой тяжести заставляет фильтрат стекать вниз, проходя сквозь фильтрующую сетку, где он очищается от твердых примесей.

Другие немаловажные элементы конструкции нутч-фильтра: штуцеры для подачи исходной смеси, откачки из резервуара воздуха и слива готового фильтрата, люк или откидное дно для выгрузки оставшегося после фильтрования осадка, мешалки для смеси (опционально), промежуточный между насосом и резервуаром ресивер для исключения попадания фильтрата в насос. Стандартная схема работы нутч фильтра представлена на рисунке ниже.

Принцип и последовательность работы нутч- фильтра

Как уже отмечалось, движущие силы процесса, лежащие в основе работы нутч-фильтра – это сила притяжения и создаваемый насосом вакуум. Исходная смесь подается в верхнюю часть фильтровального резервуара, над фильтрующей перегородкой, здесь атмосферное давление. Под фильтрующей перегородкой создается разрежение (вакуум). Из-за разницы давлений и под действием гравитации раствор проходит из верхней части в нижнюю через мелкоячеистую фильтровальную сетку. Отделенные из раствора твердые частицы оседают на сетке (на следующем этапе осадок промывается и высушивается). Если на выходе получен фильтрат недостаточного качества он прогоняется через фильтр повторно.

На эффективность работы нутч-фильтра значительно влияют площадь фильтрующей поверхности, возможная степень вакуума и толщина получаемого осадка. Широко представлены, как производственные установки, со значительной площадью фильтрования, так и лабораторные нутч-фильтры, все они относятся к емкостному типу. В некоторых промышленных нутч-фильтрах уровень создаваемого вакуума может достигать 700 мм ртутного столба, а поверхность фильтрации составлять 4 - 7 м², при этом остается необходимость следить за толщиной осадка, чтобы фильтрование не затруднялось.

Нутч-фильтры – это оборудование периодического действия. Отсутствие возможности обеспечить непрерывный процесс обусловлено основной технологической проблемой – необходимостью периодически выгружать осадок, останавливая при этом производственный процесс фильтрования. Современные установки оснащены устройствами механической выгрузки, один из наиболее популярных типов нутч-фильтров с облегченной выгрузкой осадка – опрокидывающийся, он монтируется на подшипниках и может вращаться по горизонтальной оси, что существенно облегчает выгрузку, однако, это не отличается принципиально от ручной выгрузки осадка в части необходимости периодически останавливать процесс для выгрузки осадка. В случае специального устройства этот процесс просто облегчен, но нутч-фильтр все же остается периодическим. Некоторые варианты оснащаются циркуляционными термостатами, которые позволяют проводить химические реакции непосредственно в фильтре.

• заполнение верхней части резервуара исходным раствором,
• фильтрование под действием вакуума, созданного в нижней части резервуара,
• сушка образованного в процессе осадка,
• заполнение верхней части резервуара промывной жидкостью,
• промывка осадка,
• сушка осадка от промывной жидкости,
• выгрузка осадка из резервуара,
• обновление фильтровального материала.

Достоинства и недостатки нутч-фильтров

• высокая надежность оборудования,
• длительный срок эксплуатации,
• технологическая простота устройства и использования,
• высокая скорость процесса разделения,
• широкие возможности использования: во взрывоопасных зонах, для работы со светочувствительными, токсичными, агрессивными веществами, возможность пассивной фильтрации, возможность оснащения системами нагрева и охлаждения, защита от коррозии.

• относительно небольшая площадь фильтрования (не подходят для внушительных промышленных объемов),
• как правило, массивность конструкции,
• ручная выгрузка осадка даже в системах с оптимизированной выгрузкой.

Виды нутч-фильтров

Открытые нутч-фильтры

Открытый нутч-фильтр представляет собой открытый резервуар цилиндрической формы. Как правило, применяется для растворов с высоким содержанием твердых примесей. Работает под вакуумом, создаваемым под фильтровальной решеткой вакуумным насосом. Максимально простая конструкция делает процесс удобным. Производительность зависит от площади поверхности фильтра и степени создаваемого вакуума (мощности вакуумного насоса).

Закрытые нутч-фильтры

Отличие закрытых нутч-фильтров от открытых в том, что они работают под избыточным давлением, при этом разница давлений в различных частях фильтра не превышает 1 атмосферы (в отличие уже от друк-фильтров, где разница давлений больше). Конструкция закрытая – герметичный корпус со съемной крышкой, 3 патрубка: для подачи раствора, для отвода полученного фильтрата, для подачи сжатого воздуха, обеспечивающего нагнетание давления. В отличие от открытых нутч-фильтров в закрытых насос нагнетает сжатый воздух в зону над фильтровальной решеткой, продавливая фильтрат сквозь решетку. Закрытые нутч-фильтры применимы для вредных веществ.

Нутч-фильтры от компании «Тирит»

Наиболее популярными в сфере научных лабораторных исследований остаются нутч-фильтры из боросиликатного стекла и именно такие предлагает компания «Тирит». Вниманию клиентов представлены, как фильтры малого объема серии - LETI (от 0,5 до 10 л.), так и фильтры среднего и большего объема серии - SOTI (от 10 до 100 л.). Весь каталог фильтров доступен по ссылке.

Высокая химическая стойкость боросиликатного стекла позволяет применять нутч-фильтры этих серий на химических и фармацевтических производствах для фильтрации агрессивных сред. При необходимости работы с веществами чувствительными к свету могут быть использованы затемненные сосуды. Если в ходе фильтрации необходимо поддерживать определенную температуру, то корпуса фильтров выполняют с терморубашками, в которые с помощью циркуляционных термостатов подается теплоноситель заданной температуры. В конструкции устройств широко использованы химически стойкие полимеры, такие как тефлон и полипропилен.

Лабораторные нутч-фильтры, предлагаемые компанией «Тирит», собирают на функционально удобных настольных или напольных стендах, как в стационарном, так и в мобильном варианте. В отличие от конкурентов устройства, предлагаемые компанией «Тирит» имеют высокий уровень механизации важных процессов, например, в фильтрах больших объемов применены специальные лифты для опускания съемного дна с фильтровальной пластиной для выгрузки осадка. Чтобы избежать уплотнения осадка, затрудняющего фильтрацию, используют удобные ручные или высокотехнологичные электрические мешалки. Приемные ёмкости для фильтрата могут размещаться на удобных отдельных выдвижных стендах. В качестве приёмных емкостей могу использоваться бутыли, которые потом можно использовать для хранения полученного продукта.

Для получения консультации по оборудованию звоните нам +7 (495) 223-18-03, 8-800-600-18-03, электронной почте info@tirit.org или заполнив форму заявки.