生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置的製作方法

2023-07-02 09:50:41 1

專利名稱：生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於生物技術領域，涉及生物酶液體和飲料提取液濃縮分離設備，尤其涉 及一種生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置。
背景技術：
由於生物酶製劑、飲料、溶劑等領域，產品的質量容易受溫度的限制，因此傳統的 高溫蒸發濃縮方法不適用於生物酶製劑、飲料等液體產品的濃縮，而真空冷凍濃縮法、反滲 透濃縮法的成本又很高，尤其食品級酶製劑的濃縮對濃縮技術要求更高，既要求濃縮過程 酶活損失小得到較高活力的生物酶濃縮液，又要求完全無汙染的濃縮過程，因此目前的多 款濃縮設備的實用性都不強。

發明內容
本發明的目的是為實現實用、高效分離、高濃縮比、低損失、連續大批量製備生物 酶濃縮液及純淨飲料，提供一種生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置。本發明的技術方案為1、本生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，設置有多級過濾濃縮裝置 和封閉式超濾系統，並設有冷卻系統，可控制超濾於5 35°C溫度狀態下運行，減少酶活力 損失，並配套完善的回收與再生系統。2、本生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，選擇截留分子量為 3000 20000D的有機膜或不鏽鋼超濾管去除水、糖等小分子物質，實現濃縮分離操作，把 液體變濃，達到所需濃度生物酶或其他液體。3、本分離裝置通過採用板式超濾和管式超濾的多級結構與並聯、串聯組合，連續 高效過濾，其濃縮程度是完全自由控制的，達到多級濃縮的目標產物。4、本分離裝置當不需要進行多級過濾濃縮時，按過濾級別要求只需啟動板式超濾 系統或管式超濾系統，自選進行單級、二級等過濾濃縮，取得高品質目標產物。5、通過變頻調節流量，使回流循環液與透過水既達到實現小分子物質分離，又實 現液體濃縮而且不會堵塞超濾管，提高超濾處理能力，大大降低生產成本，提高產品收率。本發明是這樣實現的一種生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其結構包括原料儲罐、板 式超濾器、管式超濾器、濾液收集罐、凸輪泵、透過水輸送泵、濃縮液收料泵、流量調節裝置 和流量計；原料儲罐內設有製冷盤管，採用給料管分別與設有閥門的凸輪泵、板式超濾器、 濾液收集罐和管式超濾器連接；凸輪泵與流量調節裝置，並採用給料管分別與壓力表和閥 門連接；板式超濾器採用給料管分別與濾液收集罐、流量計和閥門連接；管式超濾器採用 給料管分別與濾液收集罐、流量計和閥門連接；濾液收集罐內設有製冷盤管，採用給料管分 別與管式超濾器和閥門連接；濾液收集罐採用給料管分別與管式超濾器和閥門連接；凸輪 泵分別與流量調節裝置、壓力表和閥門連接；透過水輸送泵採用給水管與和閥門連接和外接；濃縮液收料泵採用給水管與和閥門連接。以上所述的原料儲罐和濾液收集罐，是收集製冷系統冷卻原料液和一級超濾循環 回流液，內部設置有製冷系統，可控制溫度在5 35°C。以上所述的板式超濾器，是採用截留分子量大於20000的有機膜或不鏽鋼膜或陶 瓷膜，採用並聯或串聯多板組合的方式。以上所述的管式超濾器，是採用截留分子量大於3000的有機膜或不鏽鋼膜或陶 瓷膜，採用並聯或串聯多板組合的方式。以上所述的原料儲罐、板式超濾器、管式超濾器、濾液收集罐和製冷盤管，採用不 鏽鋼或銅質材料製作。以上所述的閥門，採用塑料閥門或不鏽鋼陶瓷閥。以上所述的給料管，採用塑料或不鏽鋼給水管，與閥門的連接使用膠水粘合或螺 紋連接，與其設備及部件採用螺紋連接。以上所述的板式超濾和管式超濾，可以同時運行分級過濾、分級濃縮、分級收集濃 縮液，也可以獨立運行，單級或多級過濾，單級或多級濃縮，獨立收集濃縮液。以上所述的流量調節裝置，採用變頻調節器。本裝置設置是全封密系統。本裝置設置有反衝洗系統。本多級超濾純化分離濃縮裝置，可根據原料成份的分子量不同，採用截留分子量 不同的有機膜或陶瓷膜或不鏽鋼膜，設置若干不同並聯或串聯形式組合多級超濾器，實現 多級液體分離濃縮。本多級超濾純化分離濃縮裝置，超濾流量調節採用變頻控制流量，使小分子物質 透過超濾管，大分子物質回流循環，不斷進行，實現濃縮，並使得超濾膜孔徑不被大分子物 質堵塞，保持流量衰減很小，實現連續大規模濃縮操作，提高超濾處理能力，大大降低生產 成本，提高產品收率。本多級超濾純化分離濃縮裝置適用於生物酶提取液、飲料、酒類及調味品等液體 的分離濃縮操作。本多級超濾純化分離濃縮裝置工作過程是本生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，工作時，運行製冷設備製冷 盤管(48) (28)控制原料儲罐(1)和濾液收集罐(6)的料液冷卻溫度，關閉閥門(10) (12) (16) (19) (20) (25) (26) (32)，打開閥門(11) (15) (17) (18) (21) (22) (23) (M)，啟動凸輪泵 0)，將原料儲罐(1)中料液送入板式超濾器0-1、4-2、4-3、4-4)開始循環過濾濃縮，分子 量小於20000的料液進入濾液收集罐(6)，板式超濾器截留分子量大於20000的料液，當料 液濃縮到預定濃度，打開閥門(12) (13) (14)，啟動濃縮液收料泵(8)，收集一級濃縮液；當 板式超濾濾液收集罐(6)存有一定量的料液後，啟動凸輪泵09)進行二級過濾濃縮，分子 量小於20000的料液進入管式超濾器開始循環過濾濃縮，分子量小於3000的料液進入濾 液收集罐(40)，管式超濾截留分子量大於3000的料液，當料液濃縮到預定濃度，關閉閥門 (12)，打開閥門(1 (14) (32)，啟動濃縮液收料泵(8)，收集二級濃縮液，這樣可以獲得要 求濃度更高的濃縮液，尤其是可以獲得控制分子量範圍內的酶製劑。最後殘留在板式超濾 器0-1、4-2、4-3、4-4)、管式超濾器(5-1、5-2、5-3、5-4)濃縮液經清水清洗後，經過濃縮液收集系統收集再利用。最後殘留在原料儲罐(1)和板式超濾透過水收集罐的清洗液經過排 空管道和排空閥(10) (25)排至汙水池。當不需要進行多級過濾濃縮時，按過濾級別要求只需啟動板式超濾系統或管式超 濾系統，進行不同組合單級或二級過濾濃縮，取得目標產物。工作過程是板式超濾時，關 閉閥門(10) (12) (25) (26) (30)，打開閥門(11) (15) (17) (18) (21) (22) (23) (M)，啟動凸輪 泵O)即可獨立運行板式超濾系統，取得分子量大於20000的濃縮液；管式超濾時，或是關 閉閥門(10) (13) (15) (16) (17) (21) (27) (31)，打開閥門(12) (26) (32) (33) (34) (35) (36) (39)，啟動凸輪泵O)，將原料儲罐(1)中料液送入管式超濾器(5-1、5-2、5-3、5-4)開始循 環過濾濃縮，分子量小於3000的料液進入濾液收集罐(40)，管式超濾器截留分子量大於 3000的料液，當料液濃縮到預定濃度，打開閥門(12) (13) (14)，啟動濃縮液收料泵⑶，收 集濃縮液。本發明的優點和積極效果1、本生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，設置多級過濾濃縮裝置和 封閉式超濾系統，設有製冷系統，可控制超濾於5 35°C溫度狀態下運行，減少酶活力損 失，並配套完善的回收與再生系統。2、本生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，選擇截留分子量3000 20000D分子量的有機膜或不鏽鋼超濾管去除水、糖等小分子物質，實現濃縮分離操作，把液 體變濃，達到所需濃度生物酶或其他液體。3、本生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，通過採用板式超濾和管式 超濾的多級結構與並聯、串聯組合，連續高效過濾，其濃縮程度是完全自由控制的，達到多 級濃縮的目標產物。4、本生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，當不需要進行多級過濾濃 縮時，按過濾級別要求只需啟動板式超濾系統或管式超濾系統，自選進行單級、二級等過濾 濃縮，取得高品質目標產物。5、本生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，通過變頻調節流量，使回 流循環液與透過水既達到實現小分子物質分離，又實現液體濃縮而且不會堵塞超濾管，提 高超濾處理能力，大大降低生產成本，提高產品收率。


圖1是本發明裝置的結構示意圖。圖中標識1-原料儲罐，2、29_凸輪泵，3-流量調節裝置，4-1、4-2、4-3、4-4_板式 超濾器，5-1、5-2、5-3、5-4_管式超濾器，6、40_濾液收集罐，7-透過水輸送泵、8-濃縮液收 料泵，9、45、46、47-流量計，10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、 29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、41、42_ 閥門，43、44_ 壓力表，28、48_ 製冷盤管。
具體實施例方式實施例將原料儲罐(1)與凸輪泵( 通過塑料或不鏽鋼進料管連接，兩者之間設置閥 門(11)，凸輪泵與板式超濾G-l、4-2)通過塑料給料管連接，兩者之間設置閥門(22)(23)，給料管上安裝壓力表，使用環氧樹脂膠水粘合壓力表表座，壓力表使用螺紋與表座連 接；凸輪泵O) 「29)通過安裝在電控柜上的流量調節裝置C3)來進行調節流量；板式超濾 器0-1、4-2、4-3、4-4)上的回流出口通過塑料或不鏽鋼管經流量計G5) (46), (47)、閥門 (15) (16) (17)與原料儲罐連接，另一個透過水出口經塑料或不鏽鋼管與濾液收集罐(6)連 接；濾液收集罐通過塑料或不鏽鋼給料管經凸輪泵09)，閥門(30)、(31)、(33)與管式超濾 管(5-1、5-幻連接，凸輪泵09)與閥門(31)之間裝有壓力表，使用環氧樹脂膠水粘合壓力 表表座，壓力表使用螺紋與表座連接；管式超濾器((5-1、5-2、5-3、5-4))上面的透過水出 口通過塑料或不鏽鋼給料管直接與濾液收集罐GO)連接。另一個回流出口通過塑料或不 鏽鋼給料管連接流量計(9)、閥門06)回到儲罐，流量計(9)和閥門06)之間設有三通給 料管，並安裝閥門(XT)再與濾液收集罐(6)；濾液收集罐GO)連接排空閥門(41)，連接閥 門(42)、透過水輸送泵(7)連接至回收水儲罐。多級超濾純化分離濃縮裝置工作過程是運行製冷設備製冷盤管08) (28)控制原料儲罐(1)和濾液收集罐(6)的料液冷 卻至 5 35 °C，關閉閥門(10) (12) (13) (19) (20) (25) (26) (32) (37) (38) (41)，打開閥門
(11)(15) (17) (18) (21) (22) (24) (27) (30) (31) (33) (34) (35) (36) (39)，啟動凸輪泵(2)，將 原料儲罐(1)中料液送入板式超濾器0-1、4-2、4-3、4-4)開始超濾循環過濾濃縮，分子量 小於20000的料液進入濾液收集罐(6)，板式超濾器截留分子量大於20000的料液，當料液 濃縮到預定濃度，打開閥門(1 (13) (14)，啟動濃縮液收料泵(8)，收集一級濃縮液；當板 式超濾濾液收集罐(6)存有一定量的料液後，啟動凸輪泵09)進行二級過濾濃縮，分子量 小於20000的料液進入管式超濾器開始超濾循環過濾濃縮，分子量小於3000的料液進入濾 液收集罐(40)，管式超濾截留分子量大於3000的料液，當料液濃縮到預定濃度，關閉閥門
(12)，打開閥門(1 (14) (32)，啟動濃縮液收料泵(8)，收集二級濃縮液，這樣可以獲得要 求更高濃度的濃縮液，尤其是可以獲得控制分子量範圍內的生物酶製劑濃縮液。最後殘留 在板式超濾器0-1、4-2、4-3、4-4)、管式超濾器(5-1、5-2、5-3、5-4)濃縮液經清水清洗後， 經過濃縮液收集系統收集再利用。最後殘留在原料儲罐(1)和板式超濾透過水收集罐的清 洗液經過排空管道和排空閥(10) (25)排至汙水池。單級超濾純化分離濃縮裝置工作過程是當不需要進行多級過濾濃縮時，按過濾級別要求只需啟動板式超濾系統或管式超 濾系統，進行單級過濾濃縮，取得目標產物。工作過程是板式超濾時，關閉閥門(10)(12)
(13)(19) (20) (25) (26) (32)，打開閥門(11) (15) (17) (18) (21) (22) (23) (M)，啟動凸輪泵 (2)即可獨立運行板式超濾系統，取得分子量大於20000的濃縮液；管式超濾時，關閉閥門 (10) (13) (21) (26) (31) (37) (38) (41)，打開閥門(11) (12) (32) (33) (34) (35) (36) (39)，啟 動凸輪泵O)即可獨立運行管式超濾系統，取得分子量大於3000的濃縮液。
權利要求
1.一種生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其特徵在於該裝置包括原 料儲罐(1)、板式超濾器0-1、4-2、4-3、4-4)、管式超濾器(5-1、5_2、5-3、5_4)、濾液收集罐 (6) (40)、凸輪泵( (四)、透過水輸送泵(7)、濃縮液收料泵(8)、流量調節裝置C3)和流量 計(9)、(45) (46)、(47)；原料儲罐(1)內設有製冷盤管(48)，採用給料管分別與設有閥門 的凸輪泵O)、板式超濾器0-1、4-2、4-3、4-4)、濾液收集罐(6)和管式超濾器(5_1、5_2、 5-3,5-4)連接，凸輪泵( 與流量調節裝置(3)，板式超濾器0-1、4-2、4-3、4-4)採用給料 管分別與濾液收集罐(6)、流量計(45) (46)、(47)和閥門(15) (16) (17) (18) (19)、(20) (22) (23), (24)連接，濾液收集罐(6)內設有製冷盤管08)；管式超濾器(5-1、5-2、5-3、5-4) 採用給料管分別與濾液收集罐(40)、流量計(9)和閥門06) (27) (34) (35)連接，採用給料 管分別與管式超濾器(5-1、5-2、5-3、5-4)和閥門Q5) (30) (31) (32)、(33)連接；濾液收集 罐GO)採用給料管分別與管式超濾器(5-1、5-2、5-3、5-4)和閥門(42)連接；凸輪泵 (29)分別與流量調節裝置(3)；透過水輸送泵(7)採用給水管與和閥門G2)連接和外接； 濃縮液收料泵(8)採用給水管與和閥門(1 (14)連接。
2.根據權利要求1所述的生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其特徵在 於所述的原料儲罐(1)和濾液收集罐(6)，是收集製冷系統冷卻原料液和一級超濾循環回 流液，內部設置有製冷系統，控制溫度在5 35°C。
3.根據權利要求1所述的生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其特徵在 於所述的板式超濾器G-l、4-2、4-3、4-4)，是用截留分子量大於20000的有機膜或不鏽鋼 膜或陶瓷膜，採用並聯或串聯多板組合的方式。
4.根據權利要求1所述的生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其特徵在 於所述的管式超濾器(5-1、5-2、5-3、5-4)，是用截留分子量大於3000的有機膜或不鏽鋼 膜或陶瓷膜，採用並聯和串聯多管組合的方式。
5.根據權利要求1所述的生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其特徵 在於所述的原料儲罐(1)、板式超濾器0-1、4-2、4-3、4-4)、管式超濾器(5_1、5_2、5_3、 5-4)、濾液收集罐(6) (40)和製冷盤管08) (48)，採用不鏽鋼或銅質材料製作。
6.根據權利要求1所述的生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其特徵在 於所述的給料管，採用塑料或不鏽鋼給水管，與閥門的連接使用膠水粘合或螺蚊連接，與 其他設備及部件採用螺紋連接。
7.根據權利要求1所述的生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其特徵在 於所述的板式超濾器0-1、4-2、4-3、4-4)、管式超濾器(5-1、5-2、5-3、5-4)，可以同時運 行分級過濾、分級濃縮、分級收集濃縮液，或者獨立運行，單級過濾，單級濃縮，獨立收集濃 縮液。
8.根據權利要求1所述的生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其特徵在 於該多級超濾純化分離濃縮裝置是全封密系統，並設置有反衝洗系統。
9.根據權利要求1所述的生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其特徵在 於該多級超濾純化分離濃縮裝置，可根據原料成份的分子量不同，採用截留分子量不同的 有機膜或不鏽鋼膜或陶瓷膜，設置若干不同並聯或串聯形式組合多級超濾器，實現多級液 體分離濃縮。
10.根據權利要求1所述的生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其特徵在於多級超濾純化分離濃縮裝置的超濾流量調節採用變頻控制流量，使小分子物質透過 超濾管，大分子物質回流循環。
11.如權利要求1所述的生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置在生物酶提 取液、飲料、酒類及調味品分離濃縮方面的應用。
全文摘要
本發明是一種生物酶液體和飲料的多級超濾純化分離濃縮裝置，其結構包括原料儲罐、板式超濾器、管式超濾器、濾液收集罐、凸輪泵、液泵、流量調節裝置和流量計；原料儲罐和濾液收集罐內設有製冷系統的製冷盤管。本超濾分離裝置採用板式超濾和管式超濾的多級結構與並串聯組合，設置多級過濾濃縮裝置和封閉式超濾系統，並配套完善的回收再生系統，在溫度為5～35℃狀態下運行，減少酶活力損失，濃縮至所需濃度的目標產物。過濾濃縮時，按過濾級別要求啟動板式超濾系統或管式超濾系統，進行單級或多級過濾濃縮，取得目標產物。通過變頻調節流量，使回流循環液與透過水既達到實現小分子物質分離，又實現液體濃縮而且不會堵塞超濾管實現連續高效過濾，提高超濾處理能力，降低成本，提高收率。
文檔編號C12H1/07GK102086448SQ201010584770
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者劉漢靈, 王孝英 申請人:南寧龐博生物工程有限公司