一種膜處理裝置系統的製作方法

2023-12-05 11:18:31 2

專利名稱：一種膜處理裝置系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種膜處理裝置系統。
背景技術：
在食品飲料加工、生物醫藥製備、植物及中藥成分的提取工業中尤其在茶成分的傳統工業提取中，比如速溶茶粉或茶多酚生產工藝系統流程是水提-離心過濾-真空濃縮-噴粉或有機溶劑萃取等。這類工藝最大的缺點一是有效成分(茶多酚)易氧化，含量不高，二是產品茶香不足，三是生產成本大，四是溶劑損耗大、殘留易超標。
發明內容本實用新型為克服目前提取工業中的上述問題，提供了一種不但能夠保持產品原成分的色、香、味俱佳，而且生產成本相對傳統方法較低，且工藝過程中汙染物排放少，具有很大的技術、經濟效益的膜處理裝置系統。本實用新型的膜處理裝置系統，包括無機管式陶瓷膜精濾裝置和有機反滲透(納濾)膜濃縮裝置，所述無機管式陶瓷膜精濾裝置包括原料罐和儲料清液罐一，所述原料罐的底部連接有供料泵，所述供料泵通過粗料液管路一連接到陶瓷膜過濾器，所述陶瓷膜過濾器的清液出口通過清液管路二連接到清液罐一；所述有機反滲透(納濾)膜濃縮裝置包括料液循環罐和清液罐二，所述料液循環罐的底端出口通過管路連接有進料泵，所述進料泵通過進料管路連接到濃縮膜裝置，所述濃縮膜裝置的出口通過清液管路三連接到清液罐二 ；所述儲料清液罐一通過管路與有機反滲透膜濃縮裝置的料液循環罐相連接。所述供料泵與陶瓷膜過濾器之間設有主循環泵，所述主循環泵用於對粗料液進行在陶瓷膜過濾器內的循環。所述陶瓷膜過濾器包括連接主循環泵和供料泵的進料集液腔以及連接集液腔的陶瓷膜組件。所述陶瓷膜過濾器包括兩個集液腔和至少兩對兩兩相串聯的陶瓷膜組件。所述陶瓷膜過濾器的清液管路一還連接到用於對陶瓷膜過濾器的膜進行反衝而防止I吳堵塞的反衝te。該系統中設有用於對系統整體管路及設備進行循環清洗的裝有清洗液的清洗罐
o所述進料泵與濃縮膜裝置之間設有循環泵，與所述循環泵相併聯有進料近路管。所述濃縮膜裝置的膜材質為卷式聚醯胺複合膜。所述濃縮膜裝置的出口還通過管路連接到清洗罐二。所述濃縮膜裝置的出口還通過管路連接到料液循環罐。本實用新型的膜處理裝置系統過濾精度高，處理效果穩定，可有效保留茶葉中各功能性有效成分，最大限度保持茶葉中原有的風味和口感，產品的溶解度明顯提高，通過特種膜分離基本解決了速溶茶粉的冷後渾問題，所得濾液澄清、透亮、無菌，產品色澤和滋味較好，長期放置無後渾濁現象，可有效避免傳統過濾工藝上的不足之處。本實用新型相比傳統單一的提取工段，膜法提純系統在結合上遊陶瓷膜工藝的基礎上，可顯著提高目的產物的提取率，所得產品純度高，完全滿足出口指標，相比傳統提取工藝先進、經濟、合理。系統的濃縮是純物理的、無相變的過程，且系統處於常溫狀態，可有效避免傳統工藝高溫濃縮的缺點，所得產品香氣、色澤和滋味俱佳；可實現茶汁或特定提取物的高倍數濃縮。生產茶多酚時，有機溶劑用量減少，生產成本低。系統使用壽命長，膜抗汙染能力強，再生性能好，可長期實現高處理 通量及穩定的連續系統總能耗低，清洗維護費用低，操作簡便，運行平穩，維護方便。

圖I為本實用新型的系統結構示意圖；圖中1、原料罐；2、供料泵；3、主循環泵；4、集液腔；5、陶瓷膜組件；61、粗料液管路一 ；62、粗料液管路二 ；71、清液管路一 ；72、清液管路二 ；8、反衝罐；9、清洗罐一 ；10、清液罐一 ；11、料液循環罐；12、清洗罐二 ；13、清液罐二 ；14、進料泵；15、循環泵；16、膜濃縮裝置；17、進料近路管；18、清液管路三；19、聚醯胺複合膜。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型的膜處理裝置系統，包括無機管式陶瓷膜精濾裝置和有機反滲透(納濾)膜濃縮裝置，無機管式陶瓷膜精濾裝置包括原料罐I和儲料清液罐一 10，原料罐I的底部連接有供料泵2，供料泵2通過粗料液管路一 61連接到陶瓷膜過濾器，陶瓷膜過濾器的清液出口通過清液管路二 72連接到清液罐一 10 ;有機反滲透(納濾)膜濃縮裝置包括料液循環罐11和清液罐二 13，料液循環罐11的底端出口通過管路連接有進料泵14，進料泵14通過進料管路連接到濃縮膜裝置16，濃縮膜裝置16的出口通過清液管路三18連接到清液罐二 13 ;儲料清液罐一 10通過管路與有機反滲透(納濾)膜濃縮裝置的料液循環罐11相連接；在無機管式陶瓷膜精濾裝置中，供料泵2與陶瓷膜過濾器之間設有主循環泵3，主循環泵3用於對粗料液進行在陶瓷膜過濾器內的循環；陶瓷膜過濾器包括連接主循環泵3和供料泵2的進料集液腔4以及連接集液腔的陶瓷膜組件5 ;陶瓷膜過濾器包括兩個集液腔4和三對兩兩相串聯的陶瓷膜組件5 ;陶瓷膜過濾器的清液管路一 72還連接到用於對陶瓷膜過濾器的膜進行反衝而防止膜堵塞的反衝罐8，該裝置中還設有用於對系統整體管路及設備進行循環清洗的裝有清洗液的清洗罐一 9 ;有機反滲透(納濾)膜濃縮裝置系統中，在進料泵14與濃縮膜裝置16之間設有循環泵15，與所述循環泵15相併聯有進料近路管17，濃縮膜裝置16的膜材質為卷式聚醯胺複合膜19，濃縮膜裝置16的出口還通過管路連接到清洗罐二 12，濃縮膜裝置16的出口還通過管路連接到料液循環罐11。本實用新型在工作時，工作過程為原料通過供料泵2及主循環泵3進入陶瓷膜過濾器進行精濾並通過粗料液管路一 61進入循環至精濾後的料液合格後通過清液管路一 71及清液管路二 72送入清液罐一 10 ;在粗料液精濾循環時，還可經過清液管路一 71連接到反衝罐8，通過鼓入氣體從而對陶瓷膜過濾器的膜進行反衝而防止膜堵塞；工作結束時，可通過清洗罐一 9以及清洗罐二 10內的清洗液在整個系統的循環從而對該系統整體管路及設備進行循環清洗；由來自清液罐一 10中的清液再進入有機反滲透膜濃縮裝置進行料液的濃縮處理，最終得到精濾、濃縮後的清液進入清液罐二，然後再進入料液的進一步處理，從而得到高品質成分。本實用新型中，無機管式陶瓷膜精濾裝置採用無機陶瓷膜精濾，無機陶瓷膜是以氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯等經高溫燒結而成的具有多孔結構的精密陶瓷過濾材料，相對於有機高分子膜而言，無機陶瓷膜具有強度高，使用壽命長(一般5-10年)，耐酸鹼氧化劑的腐蝕，清洗再生迅速且恢復效果好，可直接過濾(有機高分子膜只能過濾40°C以下的茶水)高溫(溫度越高，系統處理量越大)的浸提茶水等優勢；同時無機陶瓷膜抗微生物能力強，不與微生物發生作用；過濾精度高，孔徑分布的誤差小，可以實現液體物料的澄清、過濾、除菌、除雜，有效去除大分子的無效成分，如雜蛋白、多糖、膠體、纖維以及各類微生物、懸浮物SS、微小顆粒或異物等，提高目標產物的純度，所得產品品質有保障。本實用新型的無機陶瓷膜系統分離過程為「雙泵三罐二進四出二循環」模式，即雙泵(供料泵2、系統主循環泵3)，三罐(循環原料罐I、清洗罐一 9、清液罐一 10)，兩臺泵採用「串聯方式」連接，即能給系統提供合適的壓力和流量，又節省能量；兩個進口(原料液和清洗液)、四個出口(濾出液、濃縮液、清洗液、回流液)、兩個循環(粗料液的內循環和清洗液的外循環兩個循環)，內循環保持較高的膜面流速，而外循環控制無機陶瓷膜分離單元內的濃縮倍數；且無機管式陶瓷 膜其多孔支撐層、過度層及分離膜層呈非對稱分布，可反向衝洗，再生能力強；無機陶瓷膜系統設有自動脈衝式在線反衝洗裝置，即在過濾過程中從透過液側對透過液施加一個外力，使一定量的透過夜高速反向穿過膜管的支撐層和分離層，將分離層表面的濾餅層衝離膜表面而進入分離過程中的濃縮液相，減輕膜表面汙染，延長膜的清洗周期，提高了設備運行的穩定性。同時，本實用新型裝置系統採用壓縮空氣氣頂液反衝方式，以強化反衝效果，減少了反洗水(透過液)用量，提高了回收率。本實用新型中採用有機反滲透(納濾)膜濃縮裝置可以將茶汁高倍濃縮，從而大大減少了傳統工藝中乙酸乙脂等有機溶劑的用量，降低了能耗，進而降低了生產成本，提高了產品純度；同時，本實用新型採用「雙泵(進料小泵、循環大泵)串聯」方式，節約了系統能耗，同時循環泵兩端設有「近路」，清洗濃縮系統時只要使用進料小泵，節約系統能耗。本系統採用低壓、低能耗、抗汙染衛生級膜元件，節約能耗，降低系統投資成本，提高產品品質。膜材質選用卷式聚醯胺複合膜，膜殼選用玻璃鋼或衛生級不鏽鋼材料。全封閉管道式運行，所有結構材料符合美國食品與藥物管理局(FDA)有關食品直接接觸的規範要求。實現了在常溫狀態下對物料進行濃縮，一方面可以顯著降低系統綜合能耗，降低綜合成本；另一方面可以有效避免傳統(減壓濃縮等)高溫熱濃縮工藝過程對產品中有效成分、營養物質和熱敏感性物質的破壞；所得產品香氣、色澤和滋味俱佳；最終產品有效成分的含量得到顯著提高；完全滿足出口指標，系統採用連續運行，濃縮液連續排放至系統前端的循環罐，通過控制濃縮比滿足系統的回收率，系統配備氣動/電動調節閥，並與水泵變頻器以及電磁流量計聯鎖實現自動控制。
權利要求1.一種膜處理裝置系統，包括無機管式陶瓷膜精濾裝置和有機反滲透膜濃縮裝置，其特徵在於所述無機管式陶瓷膜精濾裝置包括原料罐和儲料清液罐一，所述原料罐的底部連接有供料泵，所述供料泵通過粗料液管路一連接到陶瓷膜過濾器，所述陶瓷膜過濾器的清液出口通過清液管路二連接到清液罐一；所述有機反滲透膜濃縮裝置包括料液循環罐和清液罐二，所述料液循環罐的底端出口通過管路連接有進料泵，所述進料泵通過進料管路連接到濃縮膜裝置，所述濃縮膜裝置的出口通過清液管路三連接到清液罐二 ；所述儲料清液罐一通過管路與有機反滲透膜濃縮裝置的料液循環罐相連接。
2.如權利要求I所述的膜處理裝置系統，其特徵在於所述供料泵與陶瓷膜過濾器之間設有主循環泵，所述主循環泵用於對粗料液進行在陶瓷膜過濾器內的循環。
3.如權利要求2所述的膜處理裝置系統，其特徵在於所述陶瓷膜過濾器包括連接主循環泵和供料泵的進料集液腔以及連接集液腔的陶瓷膜組件。
4.如權利要求3所述的膜處理裝置系統，其特徵在於所述陶瓷膜過濾器包括兩個集液腔和至少兩對兩兩相串聯的陶瓷膜組件。
5.如權利要求I所述的膜處理裝置系統，其特徵在於所述陶瓷膜過濾器的清液管路一還連接到用於對陶瓷膜過濾器的膜進行反衝而防止膜堵塞的反衝罐。
6.如權利要求I所述的膜處理裝置系統，其特徵在於該系統中設有用於對系統整體管路及設備進行循環清洗的裝有清洗液的清洗罐一。
7.如權利要求I所述的膜處理裝置系統，其特徵在於所述進料泵與濃縮膜裝置之間設有循環泵，與所述循環泵相併聯有進料近路管。
8.如權利要求I所述的膜處理裝置系統，其特徵在於所述濃縮膜裝置的出口還通過管路連接到清洗罐二。
9.如權利要求I所述的膜處理裝置系統，其特徵在於所述濃縮膜裝置的出口還通過管路連接到料液循環罐。
專利摘要本實用新型公開了一種膜處理裝置系統，包括無機管式陶瓷膜精濾裝置和有機反滲透膜濃縮裝置，所述無機管式陶瓷膜精濾裝置包括原料罐和儲料清液罐一，陶瓷膜過濾器的清液出口通過清液管路二連接到清液罐一；所述有機反滲透膜濃縮裝置包括料液循環罐和清液罐二，濃縮膜裝置的出口通過清液管路三連接到清液罐二；儲料清液罐一通過管路與有機反滲透膜濃縮裝置的料液循環罐相連接。本實用新型相比傳統單一的提取工段，膜法提純系統在結合上遊陶瓷膜工藝的基礎上，可顯著提高目的產物的提取率，所得產品純度高，相比傳統提取工藝先進、經濟、合理。
文檔編號B01D61/58GK202497826SQ201220097650
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者雲娜, 伍昌年, 劉伶俐, 施建軍, 郭濤, 黃智鋒, 齊正斌 申請人:合肥創想能源環境科技有限公司