一種膜法連續明膠濃縮裝置的製作方法

2023-10-10 12:19:19

專利名稱：一種膜法連續明膠濃縮裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於膜濃縮技術領域，具體涉及一種膜法連續運行濃縮技術應用在明膠的 過濾除雜、濃縮工藝上來製備明膠的膜法連續明膠濃縮裝置。
背景技術：
明膠是動物的皮、骨等組織中的膠原經部分水解得到的產物，是一種重要的天然 蛋白高聚物，含有除色氨酸以外的幾乎所有必需胺基酸，它在食品、醫藥、照相和工業部門 具有廣泛的用途。在傳統的明膠生產工藝中，需要先將3% 5%的明膠溶液濃縮到25%以 上，再進行冷凍切膠。這個過程傳統上是採用三效蒸發器蒸發濃縮明膠溶液，其「一效」溫 度高達80°C，明膠是熱敏性物質，明膠溶液在此停留時間過長容易引起明膠熱變性。破壞明 膠產品質量。並且平均每蒸發(去除)一噸水，需用0.3 0.4噸蒸汽，消耗大量能源，蒸 發過程消耗的蒸汽大約佔明膠生產全過程所需蒸汽的40%左右。因而明膠工藝學家力求改 進工藝技術和設備，防止和減少對明膠性能的破壞。傳統的明膠生產工藝流程原料(皮、骨)、脫脂、浸酸、浸灰、水洗中和抽提、過濾、 硅藻土過濾、離子交換、蒸發濃縮、滅菌、乾燥粉碎、包裝。膜分離技術是近幾十年來迅速發展起來的高效分離技術。膜分離技術所具有的選 擇性、等溫、無相變、節能、無化學反應、成本低等獨特優勢，特別是能選擇性地將明膠大分 子和無機鹽分離，對明膠無吸附、無降解作用。由於在製備明膠時發生不同程度的鍵的斷 裂，因此明膠是由不同分子大小及分布的蛋白質組成。膜法濃縮技術能選擇性去除明膠中 的小分子，如鹽分、低分子量的胺基酸。這些小分子存在於明膠中，會增加明膠的灰分降低 明膠的凍力；部分去除小分子物質後，會明顯提高明膠凍力降低灰分，提高產品質量。循環膜濃縮設備運行模式的原理是明膠截留液又回流至原料桶中再進入循環濃 縮，隨著料液濃度的增大膜通量衰減嚴重，並且此時明膠運行時間相對較長，其受熱時間也 相對較長，一些大分子會熱降解成小分子，這樣明膠凍力就會有所損失。在膜濃縮時細菌和 明膠一樣被截留，在循環式膜設備中，隨著時間延長，微生物將以幾何級數繁衍劇增，從而 使濃縮後的明膠中微生物含量大大增多。這些細菌會在膜表面分泌蛋白酶(分子量大概在 20000-40000Da )，致使一些明膠在膜表面會發生酶解反應使明膠的黏度降升高。此外，在循 環式濃縮設備中，膜組件多為並聯形式，這樣需要大功率的泵，能耗高。

發明內容
為了解決現有明膠生產工藝中的能耗高、產品凍力及黏度低、灰分大等問題，本發 明提供一種應用於明膠過濾、濃縮工藝中的膜法連續明膠濃縮裝置。具體的技術解決方案如下
一種膜法連續明膠濃縮裝置包括卷式膜組件6，所述卷式膜組件6的出口連通著四通 接頭的第一接口，四通接頭的第二接口和第三接口分別連接著原膠罐1和濃膠罐8 ；卷式膜 組件6的進口連通著循環泵5的出口 ；原膠罐1與循環泵5的進口之間依次串聯著抽吸泵2和過濾器4 ；抽吸泵2和過濾器4之間的管道上串聯著第一截止閥3 ；原膠罐1與卷式膜 組件6的出口之間的管道上串聯著第二截止閥10 ；卷式膜組件6的出口與濃膠罐8之間的 管道上串聯著第三截止閥9 ；循環泵5的進口與四通接頭的第四接口之間並聯著第四截止 閥11 ；卷式膜組件6的一側設有出料口，出料口處設有第一蝶閥7。所述卷式膜組件6由二個以上的卷式超濾膜串聯式組成，超濾膜的截留分子量為 5000-10000MW。本發明將連續明膠濃縮運行技術應用於明膠濃縮工藝中。本發明與目前膜法循環濃縮設備相比具有以下內方面的優點。1、膜分離過程是以壓力作為推動力，因而分離裝置簡單，操作容易，易自控和維 修。2、膜分離過程可在常溫下進行，特別適用於明膠這種熱敏性物質的分離、濃縮、純 化，而且具有節能、無環境汙染等優點。使用相同的膜，在相同的濃縮比下，連續濃縮運行模 式電耗相比於循環濃縮的運行模式對更低。3、採用膜分離工藝，可將大量雜質(鹽、小分子蛋白)濾除，灰分去除率高。使用相 同的膜，在相同的濃縮比下，連續濃縮運行模式相比於循環濃縮的運行模式對灰分的去除 率更高，明膠的凍力和黏度高。4、採用膜分離工藝，可將小分子蛋白濾除，減少了低值明膠的得率，提高產品質量。


圖1為本發明結構示意圖。 具體實施方案下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步地說明。實施例
參見圖1，一種膜法連續明膠濃縮裝置包括卷式膜組件6，卷式膜組件6由多個的卷式 超濾膜串並聯相結合組成，超濾膜的截留分子量為5000-10000MW。卷式膜組件6的出口連通著四通接頭的第一接口，四通接頭的第二接口和第三接 口分別連接著原膠罐1和濃膠罐8 ；卷式膜組件6的進口連通著循環泵5的出口 ；原膠罐1 與循環泵5的進口之間依次串聯著抽吸泵2和過濾器4 ；抽吸泵2和過濾器4之間的管道 上串聯著第一截止閥3 ；原膠罐1與卷式膜組件6的出口之間的管道上串聯著第二截止閥 10 ；卷式膜組件6的出口與濃膠罐8之間的管道上串聯著第三截止閥9 ；循環泵5的進口與 四通接頭的第四接口之間並聯著第四截止閥11 ；卷式膜組件6的一側設有出料口，出料口 處設有第一蝶閥7。工作時，將經粗過濾的濃度為3%左右的明膠液以每小時12t的速度注入到原膠 罐1中，打開第一截止閥3、第二截止閥10，第三截止閥9，第四截止閥11，第一蝶閥7，啟動 抽吸泵2將原膠罐1中的稀明膠液經由抽吸泵2抽吸經過過濾器4，除去其中的肉眼可見顆 粒物質，料液再經由循環泵5進入卷式膜組件6，排出管道內的空氣，關閉第二截止閥10通 過調節第三截止閥9和第四截止閥11控制操作壓力為0. 3-0. 7MPa，在操作溫度為40-60°C下，進行過濾濃縮，經膜濃縮所得的清液以每小時8-8. 5t的速度直接排放或收集，截留的 明膠液一部分經由第四截止閥11、循環泵5及卷式膜組件6進行內循環濃縮。另一部分經 濃縮的明膠液以每小時3. 5-4t的速度直接收集到濃膠罐8進入下道工序。在整個生產過程 中每小時耗電18KW左右，不需要任何的蒸汽，在低能耗下將原明膠溶液快速濃縮至12-15% 的濃膠液。由於膜組件是由一定數目的超濾膜組合而成的膜堆，故可以通過增減超濾膜的 數目來滿足不同產量的要求。
權利要求
一種膜法連續明膠濃縮裝置，其特徵在於包括卷式膜組件(6)，所述卷式膜組件(6)的出口連通著四通接頭的第一接口，四通接頭的第二接口和第三接口分別連接著原膠罐(1)和濃膠罐(8)；卷式膜組件(6)的進口連通著循環泵(5)的出口；原膠罐(1)與循環泵(5)的進口之間依次串聯著抽吸泵(2)和過濾器(4)；抽吸泵(2)和過濾器(4)之間的管道上串聯著第一截止閥(3)；原膠罐(1)與卷式膜組件(6)的出口之間的管道上串聯著第二截止閥(10)；卷式膜組件(6)的出口與濃膠罐(8)之間的管道上串聯著第三截止閥(9)；循環泵(5)的進口與四通接頭的第四接口之間並聯著第四截止閥(11)；卷式膜組件(6)的一側設有出料口，出料口處設有第一蝶閥(7)。
2.根據權利要求1所述的一種膜法連續明膠濃縮裝置，其特徵在於所述卷式膜組件 (6)由二個以上的卷式超濾膜串聯式組成，超濾膜的截留分子量為5000-10000MW。
全文摘要
本發明涉及一種膜法連續明膠濃縮裝置。該裝置的卷式膜組件的出口連通著四通接頭的第一接口，四通接頭的第二接口和第三接口分別連接著原膠罐和濃膠罐；卷式膜組件的進口連通著循環泵的出口；原膠罐與循環泵的進口之間依次串聯著抽吸泵和過濾器；抽吸泵和過濾器之間的管道上串聯著第一截止閥；原膠罐與卷式膜組件的出口之間的管道上串聯著第二截止閥；卷式膜組件的出口與濃膠罐之間的管道上串聯著第一蝶閥；循環泵的進口與四通接頭的第四接口之間並聯著第二蝶閥；卷式膜組件一側的出料口處設有第三蝶閥。本發明將連續明膠濃縮運行技術應用於明膠濃縮工藝中，本發明的裝置取代傳統硅藻土過濾、離子交換和高溫蒸發濃縮三道工序的設備。
文檔編號B01D61/18GK101982222SQ201010529879
公開日2011年3月2日 申請日期2010年11月3日 優先權日2010年11月3日
發明者幹桂花, 徐茂峰, 李科, 鮑慶剛 申請人:合肥風雲膜分離技術有限公司