CN102343217A - 超滤膜碱性清洗剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了超滤膜碱性清洗剂，适用于古龙酸醪液过滤所用超滤膜的清洗。本发明的碱性清洗剂中，以质量百分含量计，含有表面活性剂15～30％，水软化剂3～5％，螯合剂3～10％，碱性助剂45～60％，清洗助剂5～15％。本发明能够简化清洗步骤，降低清洗成本，减轻对设备的腐蚀，并能够减少清洗废液对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于膜分离技术的辅助领域，特别涉及一种适用于古龙酸醪液精滤的超滤膜的清洗剂。
背景技术
超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001～0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子。超滤膜的工业应用十分广泛，用于生物制品、医药制品及食品的分离、浓缩、纯化等单元操作。
超滤膜使用过程中要进行定期清洗，以保持膜的透过通量，延长膜的使用寿命。超滤膜的清洗分为物理清洗、化学清洗。多数超滤膜的再生须进行化学清洗，采用化学试剂如酸、碱、氧化剂、表面活性剂、酶等对污染后的膜进行处理。
超滤膜的清洗方法要根据膜的性质和处理料液的性质选择。古龙酸是发酵法生产维生素C的过程中重要的中间体，发酵法得到的古龙酸发醪液中含有大量的菌丝体、蛋白质、残糖、多肽、无机盐类等物质，存在对超滤膜的微生物粘附及生长、有机物吸附、无机物沉积等污染，导致生产过程超滤不畅甚至停滞现象。微生物污染是由于细菌粘附于膜表面并形成菌群导致的，菌群代谢物利于其他有机物的粘附形成菌膜，堵塞了膜孔，还会使高分子膜发生微生物降解而腐蚀。有机类污染是蛋白质、多肽、多糖、脂肪类及细胞碎片等物质吸附、沉积在膜表面及孔径内。无机类污染主要是钙、钡等的碳酸盐、硫酸盐，形成水垢层。有机与无机污染物之间还存在相互促进作用。
由于古龙酸醪液中污染物成份复杂，膜存在微生物、结垢、胶体等三类污染，使用单一的清洗剂清洗膜系统效果并不十分理想，必须使用复配的清洗剂。于广瑛等人研究报道了古龙酸超滤膜的一种实用清洗配方(超滤膜处理古龙酸发酵液的膜污染及清洗配方的探讨，《现代经济信息》，2009，11：259～260)，选择十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、NaOH、EDTA、蛋白酶、柠檬酸(或硝酸、盐酸的混和物)、NaClO(或KMnO4)等组分，配成碱性和酸性两类清洗液，对超滤膜进行碱洗、酸洗两步清洗。
现有的古龙酸醪液超滤膜的清洗方法需要分别采用酸液和碱液进行两步清洗，步骤繁琐。酸液中的酸性物质对设备有腐蚀作用，并容易对环境产生不良影响。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种环保、高效的超滤膜碱性清洗剂，能够简化清洗步骤，降低清洗成本。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
超滤膜碱性清洗剂，适用于古龙酸醪液过滤所用超滤膜的清洗，以质量百分含量计，含有表面活性剂15～30％，水软化剂3～5％，螯合剂3～10％，碱性助剂45～60％，清洗助剂5～15％。
本发明所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠AES、十二烷基苯磺酸钠LAS、α-烯基磺酸钠AOS中的任意一种或多种的混合物。
本发明所述水软化剂为羧甲基纤维素CMC、氮川三乙酸钠NTA中的任意一种。
本发明所述螯合剂为柠檬酸钠、EDTA-2Na中的任意一种。
本发明所述碱性助剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的任意一种或两种的混合物。
本发明所述清洗助剂为三聚磷酸钠、硅酸钠中的任意一种或两种的混合物。
本发明所述超滤膜为醋酸纤维膜、聚醚砜膜、聚偏氟乙烯膜中的任意一种。
本发明所述超滤膜碱性清洗剂使用时，配成质量百分含量为1％的水溶液，调节水溶液的pH值为pH10～11，再采用上述水溶液对超滤膜进行清洗。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明的超滤膜碱性清洗剂，配方合理，通过螯合剂与其它组分的协同作用，提高了清洗质量，简化了清洗步骤，使用本发明的清洗剂可以不再使用酸性清洗剂，避免了酸性清洗剂对设备的腐蚀，缩短了清洗时间，减低了清洗成本，并减少了清洗废液对环境的污染。本发明的碱性清洗剂配方中的螯合剂可以与金属离子络合，与清洗助剂配合使用，稀释100倍后配制成pH10～11的水溶液，可有效去除超滤膜上附着的难溶污垢，无需采用酸性清洗剂即可达到清洗效果。
本发明所述碱性清洗剂中的表面活性剂、碱性助剂及清洗助剂共同作用于超滤膜表面及膜孔内的蛋白质、残糖、多肽等有机杂质，并能够产生协同作用，有效去除附着在超滤膜上的污染物。
本发明所述碱性清洗剂中的螯合剂作用于超滤膜无机杂质，能够促进杂质的溶解，起到去除无机杂质的作用，并能够完全代替酸性清洗剂，避免了对设备的腐蚀。
具体实施方式
下面结合具体实施方案对本发明做进一步详细说明：
实施例1～9
不同实施例的超滤膜类型及碱性清洗剂的组分及质量百分含量见表1。其中，清洗助剂的质量百分含量为100％减去其它组分的质量百分含量。AES为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠，LAS为十二烷基苯磺酸钠，AOS为α-烯基磺酸钠，CMC为羧甲基纤维素，NTA为氮川三乙酸钠，EDTA-2Na为EDTA二钠。
表1
超滤膜碱性清洗剂的制备方法为：按照配方比例称取表面活性剂、碱性助剂、水软化剂、螯合剂、清洗助剂，在搅拌的条件下，将上述各组分加入搅拌釜中，充分搅拌均匀，得到超滤膜碱性清洗剂。
古龙酸发酵液的超滤处理连续运行10小时后，对超滤膜进行清洗。超滤膜组件进口压力为p1MPa，出口压力为p2MPa，清洗之前水通量为v1L/m2h。
依次按照以下步骤对古龙酸醪液的超滤膜进行清洗：
a、停止超滤操作，放空过滤料液，启动冲洗泵，用去离子水把系统物料顶洗干净。
b、将采用前述方法制备的超滤膜碱性清洗剂，以1∶100比例分散在水中，对超滤膜进行冲洗。根据膜的污染情况和不同膜承受范围，采用氢氧化钠溶液调节清洗剂水溶液的pH值为10～11，在40～50℃之间运行20～40分钟进行循环清洗。
c、排尽膜系统清洗液，用去离子水冲洗残留的清洗剂，至pH值至中性。
经过上述清洗过程后，继续进行古龙酸醪液的超滤操作，超滤膜组件的水通量恢复至v2L/m2h。
不同实施例的超滤膜清洗试验结果见表2。
试验表明本发明的超滤膜清洗剂清洗效果良好。
表2
Claims (8)
1.超滤膜碱性清洗剂，适用于古龙酸醪液过滤所用超滤膜的清洗，其特征在于：以质量百分含量计，含有表面活性剂15～30％，水软化剂3～5％，螯合剂3～10％，碱性助剂45～60％，清洗助剂5～15％。
2.根据权利要求1所述的超滤膜碱性清洗剂，其特征在于：所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠中的任意一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的超滤膜碱性清洗剂，其特征在于：所述水软化剂为羧甲基纤维素、氮川三乙酸钠中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的超滤膜碱性清洗剂，其特征在于：所述螯合剂为柠檬酸钠、EDTA-2Na中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的超滤膜碱性清洗剂，其特征在于：所述碱性助剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的任意一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的超滤膜碱性清洗剂，其特征在于：所述清洗助剂为三聚磷酸钠、硅酸钠中的任意一种或两种的混合物。
7.根据权利要求1～6任一项所述的超滤膜碱性清洗剂，其特征在于：所述超滤膜为醋酸纤维膜、聚醚砜膜、聚偏氟乙烯膜中的任意一种。
8.根据权利要求7所述的超滤膜碱性清洗剂，其特征在于：所述超滤膜碱性清洗剂使用前，先配制成质量百分含量为1％的水溶液，再调节水溶液的pH值至pH10～11。
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