CN107335277A - 一种烟草提取液膜分离装置及控制方法 - Google Patents
一种烟草提取液膜分离装置及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107335277A CN107335277A CN201710478679.9A CN201710478679A CN107335277A CN 107335277 A CN107335277 A CN 107335277A CN 201710478679 A CN201710478679 A CN 201710478679A CN 107335277 A CN107335277 A CN 107335277A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- separation device
- membrane separation
- film
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 144
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 139
- 239000000284 extract Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 title claims abstract description 45
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 108
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 60
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 18
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 10
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000009183 running Effects 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 239000006210 lotion Substances 0.000 claims description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 2
- 239000001814 pectin Substances 0.000 abstract description 5
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 abstract description 5
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 abstract description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 5
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 9
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000009295 crossflow filtration Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
- A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
- A24B15/24—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by extraction; Tobacco extracts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
- B01D35/14—Safety devices specially adapted for filtration; Devices for indicating clogging
- B01D35/143—Filter condition indicators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
- B01D35/16—Cleaning-out devices, e.g. for removing the cake from the filter casing or for evacuating the last remnants of liquid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种无机膜法对烟草提取液深度除杂的装置及其控制方法,装置由前处理装置、膜分离装置、回流装置、清洗装置和排空装置五部分组成,所述的膜分离装置包括膜分离装置、压力传感器、回路和循环泵,所述的回路设置在膜分离装置的两端,循环泵提供回路内液体的回流动力;膜分离装置连接出液阀和分离出液口。本发明的控制方法是根据压力传感器监测到膜分离装置内的液体数据变化,自动切换系统处于膜分离状态或是膜清洗状态。本发明基本实现自动化控制模式,操作简便,分离性能稳定,能有效去除烟末或烟梗提取液中大量的蛋白质、果胶等大分子物质,可显著提高提取液的感官品质。
Description
技术领域
本发明涉及特种分离技术,属于膜分离领域,尤其涉及一种烟草提取液膜分离装置及控制方法。
技术背景
造纸法烟草薄片生产过程中,实现烟草提取液(烟末提取液、烟梗提取液或者混合提取液)和烟草纤维的固液分离是一个必经的过程。通常采用挤浆机、滤网、真空抽滤、离心沉降等机械装置来分离梗末提取液中微小固态悬浮物,对浸提液的分离不够彻底,杂质不能有效去除,大量的蛋白质、淀粉、果胶、糖类等杂质残留在液体中,烟草提取液中没有有效除去的固相颗粒仍然占有很大比例。
由于固相颗粒的直径越小,机械沉降难度越难,常规分离的烟草提取液中富含的蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、半纤维素、木质素等大分子成分通过提取和挤浆工序大量存在于提取液中,在后续长时间的高温浓缩工序中,很容易使这些成分糊化和焦化,影响浓缩液的品质。液相中过多的渣含量或者大分子不溶物,将造成渣在浓缩设备中的沉积,严重影响热交换效率,在浓缩时造成较多的热源浪费。
利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。膜分离技术由于具有常温下操作、无相态变化、高效节能、在生产过程中不产生污染等特点,因此在饮用水净化、工业用水处理,食品、饮料用水净化、除菌,生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用。膜是具有选择性分离功能的材料。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。碳化硅膜是一种高通量、耐酸碱、机械性能好、过滤精度高及寿命长的无机陶瓷膜。基于碳化硅膜优良的过滤性能,碳化硅膜分离装置被首次应用到造纸法再造烟叶过程中分离产品有害杂质,提高烟草口感品质。通过生产验证,碳化硅膜在烟草浸提液生产过程中除杂效果显著,通量大,操作性能稳定。
在造纸法再造烟叶生产过程中,烟草提取液成分复杂,液体粘度较大,膜容易污染严重,研发一种高效连续稳定操作方便的膜浓缩的装置很有必要。
发明内容
本发明是针对当前造纸法再造烟叶生产过程中,采用传统分离除杂方法不彻底,烟草口感品质差等缺陷,提供一种烟草提取液膜分离装置及控制方法。该装置中膜分离通量大,耐酸耐碱耐高温,分离性能稳定,自带操控系统,操作简便,能连续稳定运行,除杂效果显著。
本发明由膜分离工艺装备和膜分离控制方法两部分组成。
膜分离工艺装备由前处理装置、膜分离装置、回流装置、清洗装置和排空装置五部分组成,其中:所述的前处理装置包括相互连接的烟草提取液储罐27和初分离设备1;所述的膜分离装置包括膜分离装置21、压力传感器23、回路10和循环泵8,所述的回路10设置在膜分离装置的两端,循环泵8提供回路内液体的回流动力;膜分离装置连接出液阀19和分离出液口C5;所述的回流装置分两路:一路是膜分离装置21经过第一回流管13连接第一液体储罐27,第一液体储罐 27经初分离设备1、膜分离进液罐4再通过管路和进料泵6连接膜分离装置21 的回路;另外一路是膜分离装置21经过第二回流管30连接膜分离进液罐4,膜分离进液罐4再连接膜分离装置21的回路;所述的清洗装置由清水入口管路C2、清洗剂入口管路C3、膜分离装置21、循环泵8、回路10、膜外清液出口管C6 以及膜内液体排放管C7组成;所述的清水入口管路C2和洗剂入口管路C3分别连接膜分离进液罐,膜分离进液罐又连接膜分离装置,所述的膜分离装置分别连接膜外清液出口管C6以及膜内液体排放管C7;所述的排空装置包括设置在膜分离装置21上的膜内排空管路C9、阀门29以及膜外排空管路C4、阀门18。且回流管路13和30的末端均在其下储罐27和4的液面上方,可以将膜分离过程中烟草提取液发酵产生的气体在回流液出口排空。
该装置的特征是再造烟叶生产线的烟草提取液经过初分离设备1后在进液罐4汇集,汇集的提取液通过供料泵6和流量计7进入膜分离装置21。膜分离装置21由供料泵6提供压力,循环泵8提供膜面冲刷,膜分离装置21上部连接两个排气口(C9、C4)、三条回流管路(13、10和30)以及一个清液出口C5,其中C9是膜内排气口、C4是膜外排气口,管路13是膜内含渣液体进入初分离设备进液罐27,再进入初分离设备1的回路,管路10是膜内液体内循环进行膜分离的回路,管路30是膜内液体回流进入进液罐4的回路。膜分离装置21下部连接有三条管路,分别是:膜内液体经过循环泵8和管路10进行液体内循环进行膜分离的回路入口管路,膜内液体排放出口管路和膜外液体排放管路。
该装置的另一个特征是,该膜分离装备的上部的回流管路30连接有流量计 12和回流调节阀11,回流管路13连接有比重计24、流量计20和回流调节阀22,在进料泵6后面连接有流量计7和进液阀5和压力传感器23。烟草提取液的进料流量和膜内液体的回流量都可以根据压力和在线比重计的设计值进行调节:流量计7可以调节进料流量,流量计12调节膜内液体回流进入进液罐4的流量,流量计20可以调节膜内液体回流进入初分离设备进液罐27的流量。
该装置的再一个特征是,可以根据压力传感器23和膜内液体比重计24的数据变化,自动切换系统处于膜分离还是膜清洗状态。正常膜分离状态下,关闭阀门25、26,开启阀门3,烟草提取液从初分离设备1进入进液罐4;清水清洗状态是关闭阀门3、26,开启阀门25,清水从C2进入膜分离系统;清洗剂清洗状态是关闭阀门3、25开启阀门26,清洗剂从C3进入膜分离系统。
膜分离控制方法包括:烟草提取液膜分离过程中压力控制、浓度控制、流量控制、回流量控制、清洗方式和时间控制及其联动控制。
①压力控制
由压力传感器23测得膜内压力P,判断通过液体的能力。随着压力的增高,膜通过液体的能力下降,所以膜内压力的高低可以反映出膜的运行情况。依照测得膜内压力的高低,判断系统可以运行在什么状态,然后可以给出报警以及进入后续状态的工作。根据实验,把系统分为三个运行过程:分离、清水清洗、清洗剂清洗。
压力有两个节点:P1、P2,在P<P1时,表明膜的通过液体能力是可以的,继续分离或者可以进入分离。在P1<P<P2时,表明膜的通过液体的能力开始下降,需要有外界的力量来帮助它恢复通行,所以给它以清水清洗或者继续清水清洗。在P>P2时,表明膜的通过液体能力已达到很差,不是清水清洗可以解决的,所以这个阶段,选择化学药剂清洗或者继续清洗剂清洗,这个过程结束时,必须用清水再次清洗。
②浓度的控制
由在线比重计24测得膜内液体浓度,反映膜内液体的浓度情况,及时调整通过流量计20的设定流量,以延缓膜内浓度的增加,保证系统的可持续运行。此控制,通过多次试验后,采用跳跃式调整设定流量,进行模糊控制。采用多个控制区间,来满足平和控制的需求。直到回流调节阀22开到100%,如果浓度还是持续增大,那将按照压力控制程序进行清洗。
③流量的控制
⑴系统进液流量的控制
由流量计7进行监测,进液调节阀5进行调节,由供料泵6进行供液,这是整个系统的进液控制。采用PID的控制,使膜分离系统处于进液可控。
⑵回流液流量的控制
由流量计12进行检测,回流调节阀11进行调节,对循环系统中的液体进行调节控制,对其PID控制调节,维持系统中液体的平衡。此液体回流到进液罐,再次进入系统中。
⑶渣液回流的控制
由流量计20进行检测,22调节阀进行调节。由在线比重计24测出渣液的浓度情况,给出流量值作为设定流量进行PID调节。此渣液回到前端分离设备再次分离后进入系统。
④清洗时间控制
设置清水清洗时间T1,清洗液清洗时间为T2。
清水清洗状态是开启阀门5、11、3、25,关闭阀门3、26、22、19、14、15、 16、17、18、29,清水从C2进入膜分离系统,清洗时间T>T1时完成一次清洗操作,清水清洗2次后系统自动进入烟草提取液膜分离状态。清洗剂清洗状态是开启阀门5、26、29、18,关闭阀门3、25、22、19、14、15、16、17,清洗剂从 C3进入膜分离系统,待膜分离系统内充满清洗剂液体后,关闭阀门18、29,系统进入清洗剂清洗状态,直到清洗时间T>T2完成一次清洗剂清洗操作,系统自动进入后续清水清洗状态。
⑤联动控制
在设计中,设有一键启动和分步手动工作。
整个膜设备的运行,分为分离、排气、排液、水清洗、水清洗排污、清洗剂清洗、清洗剂清洗排污7个运行模块。
一键启动时,按照膜内压力的检测,自动进行运行模块的切换;在分步手动时,可以按照需要来切换各个运行模块。
⑴分离的控制
在发出分离指令时,打开阀门3、11,关上膜外放空阀18、膜内放空阀29、排污阀14、排污阀15、下出液阀16、下端渣液回流阀17,打开进液调节阀3、出液阀19、初分离设备进液阀28,打开进液泵6,然后打开循环泵8。进行分离工作。
⑵排液的控制
在分离结束时,关上初分离设备进液阀28、进液调节阀3、循环泵8、供料泵6、出液阀19,打开膜外放空阀18、膜内放空阀29、下出液阀16、下端渣液回流阀17。完成膜内膜外的排液过程。
⑶水清洗的控制
在清水清洗时,关上回流调节阀22、下出液阀16、下端渣液回流阀17、排污阀14和15、出液阀19、膜外放空阀18、膜内放空阀29,打开进清洗水阀25、供料泵6、进液调节阀5、循环泵8。
⑷水清洗排污的控制
在清洗结束时,关上进清洗水阀25、供料泵6、循环泵8,打开膜外放空阀 18、膜内放空阀29、排污阀14、排污阀15。
⑸清洗剂清洗的控制
在清洗剂清洗时,关上下出液阀16、下端渣液回流阀17、排污阀15和14、出液阀19、膜外放空阀18、膜内放空阀29,打开进清洗剂阀26、进液泵6、循环泵8。进清洗剂阀26定时关,相应的进液泵6也停止。
⑹清洗剂清洗排污的控制
在清洗结束时,关上循环泵8,打开膜外放空阀18、膜内放空阀29、排污阀14、排污阀15。
该膜分离装置可以适用于微虑或者超滤的无机膜分离系统。膜材质可以是金属、金属氧化物、陶瓷、多空玻璃、沸石等无机物。膜分离系统可以由1套独立完成膜分离整个过程,也可以由2套或者多套并联组成,可错时清洗,相互配合,相互补充,实现烟草提取液全处理。
作为优选,该系统适用于超滤系统。超滤系统由供料泵提供压力,循环泵提供膜面冲刷,提取液在陶瓷膜表面形成错流。
作为优选,该超滤膜是陶瓷膜,可以是以氧化铝、氧化钛、氧化锆、碳化硅等材料经特殊工艺制备而成的多孔非对称膜。
作为优选,该超滤膜采用采用碳化硅长膜管,碳化硅膜性质稳定、膜孔不容易堵塞,产生更加稳定和高效的过滤效果。
作为优选,该膜分离系统适用于烟梗、烟末、烟签、碎片、烟尘棒等各类烟草提取液的分离系统。膜分离装置前的初分离设备可以是卧式螺旋离心机也可以是碟片分离机。
本发明基本实现自动化控制模式,操作简便,分离性能稳定,能有效去除烟末或烟梗提取液中大量的蛋白质、果胶等大分子物质,可显著提高提取液的感官品质。
附图说明
图1为烟草提取液膜分离工艺和装置的示意图
其中1为初分离设备,2为初分离设备的出液管,3为进液罐前的进液阀,4 为进液罐,5为进液阀,6为供料泵,7为流量计,8为膜分离循环泵,9为膜分离进液管,10为膜分离循环管,11为回流调节阀,12为流量计,13为渣液回流管,14为排污阀,15为排污阀,16为下出液阀,17为下端渣液回收阀,18为膜外放空阀,19为出液阀,20为流量计,21为膜分离装置,22为回流调节阀, 23为压力传感器,24为比重计,25为进清洗水阀,26为进化学药剂阀,27为初分离设备进液罐,28为初分离设备进液阀,29为膜内放空阀,30为进液罐前的进液管道,31为液体回收阀,32为排污阀。C1为进液口,C2为清水进口,C3 为化学药剂进口,C4为膜外放空口,C5为出液口,C6为下出液口,C7为排污口, C8为初分离设备排渣口,C9为膜内放空口,C10为液体回收口,C11为排污口。
图2为烟草提取液膜分离工艺的自动控制联动原理图。
具体实施方式:
下面结合实施例进一步说明本发明,但并不是本发明内容范围的任何限制。
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
如图1所示的一种烟草提取液膜分离装置,由前处理装置、膜分离装置、回流装置、清洗装置和排空装置五部分组成,其中:
前处理装置包括相互连接的烟草提取液储罐27和初分离设备1;
膜分离装置包括膜分离装置21、压力传感器23、回路10和循环泵,所述的回路10设置在膜分离装置的两端,循环泵8提供回路内液体的回流动力;膜分离装置连接出液阀19和分离出液口C5;
回流装置分两路:一路是膜分离装置21经过第一回流管13连接第一液体储罐27,第一液体储罐27经初分离设备1、膜分离进液罐4再通过管路和进料泵 6连接膜分离装置21的回路;另外一路是膜分离装置21经过第二回流管30连接膜分离进液罐4,膜分离进液罐4再连接膜分离装置21的回路;
清洗装置由清水入口管路C2、清洗剂入口管路C3、膜分离装置21、循环泵 8、回路10、膜外清液出口管C6以及膜内液体排放管C7组成;所述的清水入口管路C2和洗剂入口管路C3分别连接膜分离进液罐,膜分离进液罐又连接膜分离装置,所述的膜分离装置分别连接膜外清液出口管C6以及膜内液体排放管C7;
排空装置包括设置在膜分离装置21上的膜内排空管路C9、阀门29以及膜外排空管路C4、阀门18。
膜分离装置21上部的第二回流管30连接有流量计12和回流调节阀11,第一回流管13连接有比重计24、流量计20和回流调节阀22,进料泵6后面连接有流量计7、进液阀5和压力传感器23。
本发明设计中,设有一键启动和分步手动工作。整个膜设备的运行,分为分离、排空、排液、水清洗、水清洗排污、清洗剂清洗、清洗剂清洗排污七个运行模块。一键启动时,按照膜内压力的检测,自动进行运行模块的切换;在分步手动时,可以按照需要来切换各个运行模块。
膜分离系统初始运行时,默认系统工作状态置为1,烟草提取液自动进入膜分离状态。烟草提取液在初分离设备1前储罐27汇集后,经过初分离设备1分离,分离后渣通过C8排放,提取液通过管路2进入进液罐4,待进液罐4液位达30%-50%时,启动供料泵6,设置频率为40Hz,进料泵6将浸提液通过流量计 7和阀门5送入一个由循环泵8、管路10和膜分离装置21构成的循环回路中,循环泵8提供膜面冲刷,在进料泵6和循环泵8的共同作用下,提取液获得一定的跨膜压差和膜面流速,浸提液在碳化硅膜管内表面进行“错流式”过滤,选择错流速度为3米/秒的低流速错流过滤,超滤进料泵流量设置为3250L/h。超滤供料泵设置频率为45Hz,待循环泵启动20分钟后,开启回流调节阀11,流量设置为400L/h。浸提液中大量的蛋白质、果胶等大分子物质在循环回路中不断浓缩,并间隙式排放,浸提液中除杂后的渗透液从碳化硅膜管外壁经过阀门19从 C5流出,进入浓缩系统。超滤渣液通过流量计20和阀门22回流至进入初分离设备1前的提取液储罐27。
膜分离过程中随着压力的增高,膜通过液体的能力下降。压力传感器23实时监控膜内压力P,判断通过液体的能力,系统压力设置有两个节点:P1、P2,在P<P1时,表明膜的通过液体能力是可以的,继续分离或者可以进入分离。在 P1<P<P2时,表明膜的通过液体的能力开始下降,需要有外界的力量来帮助它回复通行,所以给它以清水清洗或者继续清水清洗,此时系统工作状态置为2。在 P>P2时,表明膜的通过液体能力已达到很差,不是清水清洗可以解决的,所以这个阶段,选择清洗剂清洗或者继续清洗剂清洗,此时系统工作状态置为3。这个过程结束时,必须用清水再次清洗。
膜分离装置清洗前,打开阀门18、29使排气口C4、C9处于常开状态,清液经过阀门16由C6排液进入浓缩系统。清水清洗时,清水从C2经过阀门25进入提取液储罐4,循环清洗5分钟后停止循环,水清洗后膜外液体经过阀门15、17 进入初分离设备,膜内液体经过阀门17进入初分离设备。可根据需要设定系统清水清洗的次数为2—3次。清洗剂清洗时,开启放空阀18、29,清洗剂从C3 经过阀门26进入提取液储罐4,进清洗剂阀26定时关,清洗剂用量到设计值后关闭排空阀18、29,由供料泵6提供动力进入由循环泵8、膜分离装置21和循环回路10组成的系统中,循环20分钟后停止循环,膜内液体经过阀门15、14 从C7排污。
膜分离过程中,由在线比重计24测得膜内液体浓度,反映膜内液体的浓度情况,及时调整通过流量计20的设定流量,以延缓膜内浓度的增加,保证系统的可持续运行。此控制,通过多次试验后,采用跳跃式调整设定流量,进行模糊控制。采用多个控制区间,来满足平和控制的需求。直到调节阀22开到100%,如果浓度还是持续增大,那将按照压力控制程序进行清洗。
膜分离过程中系统进液流量的控制由流量计7进行监测,调节阀5进行调节,由泵6进行供液,这是整个系统的进液控制。采用PID的控制,使膜分离系统处于进液可控。膜分离系统回流液流量的控制由流量计12进行检测,调节阀11 进行调节,对循环系统中的液体进行调节控制,对其PID控制调节,维持系统中液体的平衡。此液体回流到进液罐,再次进入系统中。膜分离过程中渣液回流的控制由流量计20进行检测,调节阀22进行调节。由在线比重计24测出渣液的浓度情况,给出流量值作为设定流量进行PID调节。此渣液回到前端分离设备再次分离后进入系统。
Claims (10)
1.一种烟草提取液膜分离装置,其特征在于由前处理装置、膜分离装置、回流装置、清洗装置和排空装置五部分组成,其中:
所述的前处理装置包括相互连接的烟草提取液储罐(27)和初分离设备(1);
所述的膜分离装置包括膜分离设备(21)、压力传感器(23)、回路(10)和循环泵,所述的回路(10)设置在膜分离设备的两端,循环泵8提供回路内液体的回流动力;膜分离装置连接出液阀(19)和分离出液口(C5);
所述的回流装置分两路:一路是膜分离装置(21)经过第一回流管(13)连接第一液体储罐(27),第一液体储罐(27)经初分离设备(1)、膜分离进液罐(4)再通过管路和进料泵(6)连接膜分离装置(21)的回路;另外一路是膜分离装置(21)经过第二回流管(30)连接膜分离进液罐(4),膜分离进液罐(4)再连接膜分离装置(21)的回路;
所述的清洗装置由清水入口管路(C2)、清洗剂入口管路(C3)、膜分离装置(21)、循环泵(8)、回路(10)、膜外清液出口管(C6)以及膜内液体排放管(C7)组成;所述的清水入口管路(C2)和洗剂入口管路(C3)分别连接膜分离进液罐,膜分离进液罐又连接膜分离装置,所述的膜分离装置分别连接膜外清液出口管(C6)以及膜内液体排放管(C7);
所述的排空装置包括设置在膜分离装置(21)上的膜内排空管路(C9)、阀门(29)以及膜外排空管路(C4)、阀门(18)。
2.根据权利要求1所述的一种烟草提取液膜分离装置,其特征在于所述的膜分离装置(21)上部的第二回流管(30)连接有流量计(12)和回流调节阀(11),第一回流管(13)连接有比重计(24)、流量计(20)和回流调节阀(22),所述的进料泵(6)后面连接有流量计(7)、进液阀(5)和压力传感器(23)。
3.根据权利要求2所述的一种烟草提取液膜分离装置,其特征在于所述膜分离装置(21)的膜材质为金属、金属氧化物、陶瓷、多空玻璃或沸石。
4.根据权利要求1或3所述的一种烟草提取液膜分离装置,其特征在于所述膜分离装置(21)为超滤膜分离装置,所述的超滤膜为陶瓷膜或是以氧化铝、氧化钛、氧化锆、碳化硅经工艺制备而成的多孔非对称膜。
5.一种烟草提取液膜分离装置的控制方法,其特征在于根据压力传感器监测到膜分离装置(21)内的液体数据变化,自动切换系统处于膜分离状态或是膜清洗状态:
膜分离状态下,关闭清水入口管路(C2)和清洗剂入口管路上的阀门,开启第二回流管上的阀门(3),烟草提取液从初分离设备(1)依次进入膜分离进液罐(4)、膜分离装置(21)。
清水清洗状态是关闭阀门(3)、清洗剂入口管路上的阀门(26),开启清水入口管路上的阀门(25),清水从清水入口管路(C2)进入膜分离装置(21);
清洗剂清洗状态是关闭阀门(3)和阀门(25),开启阀门(26),清洗剂从清洗剂入口管路(C3)进入膜分离装置(21)。
6.根据权利要求5所述的一种烟草提取液膜分离装置的控制方法,其特征在于包括压力控制,由压力传感器23测得膜内压力P,判断通过液体的能力,压力有两个预设节点:P1、P2,在P<P1时,表明膜的通过液体能力是可以的,继续分离或者可以进入分离;在P1<P<P2时,表明膜的通过液体的能力开始下降,选择清水清洗;在P>P2时,表明膜的通过液体能力已达到很差,选择化学药剂清洗,这个过程结束时,再用清水再次清洗。
7.根据权利要求6所述的一种烟草提取液膜分离装置的控制方法,其特征在于包括浓度的控制,由在线比重计24测得膜内液体浓度,反映膜内液体的浓度情况,及时调整通过流量计的设定流量,采用跳跃式调整设定流量,进行模糊控制,采用多个控制区间,来满足平和控制的需求,直到回流调节阀22开到100%,如果浓度还是持续增大,那将按照压力控制程序进行清洗。
8.根据权利要求7所述的一种烟草提取液膜分离装置的控制方法,其特征在于包括流量控制,其包括系统进液流量的控制、回流液流量的控制、渣液回流的控制,均采用PID的控制。
9.据权利要求8所述的一种烟草提取液膜分离装置的控制方法,其特征在于还包括清洗时间控制,清水清洗状态是从清水入口管路C2进入膜分离系统,清洗时间T>T1时完成一次清洗操作,清水清洗2次后系统自动进入烟草提取液膜分离状态;清洗剂清洗状态是清洗剂从清洗剂入口管路C3进入膜分离系统,待膜分离系统内充满清洗剂液体后,关闭排空管路上的阀门,系统进入清洗剂清洗状态,直到清洗时间T>T2完成一次清洗剂清洗操作,系统自动进入后续清水清洗状态。
10.据权利要求9所述的一种烟草提取液膜分离装置的控制方法,其特征在于包括一键启动和分步手动两种控制模式,整个分离装置的运行,分为分离、排气、排液、水清洗、水清洗排污、清洗剂清洗、清洗剂清洗排污7个运行模块,一键启动时,按照膜内压力的检测,自动进行运行模块的切换;在分步手动时,可以按照需要来切换各个运行模块。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710478679.9A CN107335277B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种烟草提取液膜分离装置及控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710478679.9A CN107335277B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种烟草提取液膜分离装置及控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107335277A true CN107335277A (zh) | 2017-11-10 |
CN107335277B CN107335277B (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=60220905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710478679.9A Active CN107335277B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种烟草提取液膜分离装置及控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107335277B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110280061A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-27 | 江苏台合达环保设备有限公司 | 一种改进型智能过滤机及其使用方法 |
CN111495192A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-08-07 | 云南中烟再造烟叶有限责任公司 | 一种水蒸气蒸馏法提烟碱冷凝液的浓缩方法 |
CN113713624A (zh) * | 2021-11-01 | 2021-11-30 | 浙江特勤卫星导航科技有限公司 | 一种污水处理的双陶瓷膜一体化装置及压力故障判断方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1910116A (zh) * | 2004-01-22 | 2007-02-07 | 出光兴产株式会社 | 含难分解性物质水的处理方法 |
CN101284213A (zh) * | 2008-05-30 | 2008-10-15 | 北京汉青天朗水处理科技有限公司 | 一种清洗膜分离设备的方法及装置 |
CN101547735A (zh) * | 2007-03-22 | 2009-09-30 | 月岛环境工程株式会社 | 使用膜分离的目标物质的分离方法和装置 |
CN103285738A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-09-11 | 宁夏启元药业有限公司 | 一种管式膜的清洗剂、清洗方法及清洗装置 |
CN104667747A (zh) * | 2015-02-02 | 2015-06-03 | 杭州利群环保纸业有限公司 | 一种碳化硅膜法对烟草浸提液深度除杂的方法 |
CN106861442A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-06-20 | 湖南北控威保特环境科技股份有限公司 | 一种管式超滤膜组件的清洗系统及清洗方法 |
CN207412923U (zh) * | 2017-06-22 | 2018-05-29 | 杭州利群环保纸业有限公司 | 一种烟草提取液膜分离装置 |
-
2017
- 2017-06-22 CN CN201710478679.9A patent/CN107335277B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1910116A (zh) * | 2004-01-22 | 2007-02-07 | 出光兴产株式会社 | 含难分解性物质水的处理方法 |
CN101547735A (zh) * | 2007-03-22 | 2009-09-30 | 月岛环境工程株式会社 | 使用膜分离的目标物质的分离方法和装置 |
CN101284213A (zh) * | 2008-05-30 | 2008-10-15 | 北京汉青天朗水处理科技有限公司 | 一种清洗膜分离设备的方法及装置 |
CN103285738A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-09-11 | 宁夏启元药业有限公司 | 一种管式膜的清洗剂、清洗方法及清洗装置 |
CN104667747A (zh) * | 2015-02-02 | 2015-06-03 | 杭州利群环保纸业有限公司 | 一种碳化硅膜法对烟草浸提液深度除杂的方法 |
CN106861442A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-06-20 | 湖南北控威保特环境科技股份有限公司 | 一种管式超滤膜组件的清洗系统及清洗方法 |
CN207412923U (zh) * | 2017-06-22 | 2018-05-29 | 杭州利群环保纸业有限公司 | 一种烟草提取液膜分离装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110280061A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-27 | 江苏台合达环保设备有限公司 | 一种改进型智能过滤机及其使用方法 |
CN111495192A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-08-07 | 云南中烟再造烟叶有限责任公司 | 一种水蒸气蒸馏法提烟碱冷凝液的浓缩方法 |
CN113713624A (zh) * | 2021-11-01 | 2021-11-30 | 浙江特勤卫星导航科技有限公司 | 一种污水处理的双陶瓷膜一体化装置及压力故障判断方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107335277B (zh) | 2023-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107335277A (zh) | 一种烟草提取液膜分离装置及控制方法 | |
CN212640033U (zh) | 用于乳品厂的清洗液再生的膜系统 | |
JPS5863375A (ja) | 細菌を含む凝縮物の殺菌方法および殺菌装置 | |
CN105217733B (zh) | 一种双向流动的纳滤膜水处理系统及方法 | |
CN207412923U (zh) | 一种烟草提取液膜分离装置 | |
CN110127783A (zh) | 一种船舶洗涤塔污水处理装置 | |
CN206680282U (zh) | 可在线清洗的多级纯水净化系统 | |
CN109173422A (zh) | 一种医药生产中转晶前工序api药液的批次完全过滤工艺 | |
CN107137971A (zh) | 一种烟草提取液膜分离工艺 | |
CN108314204A (zh) | 一种利用管式膜处理地热尾水的工艺系统 | |
CN218435721U (zh) | 一种青稞发酵液的过滤设备 | |
CN104471147B (zh) | 用于获得浓白液和具有低残碱水平的石灰渣的方法和设备 | |
CN207056068U (zh) | 一种甲醇过滤系统 | |
CN210317273U (zh) | 天然气除砂装置 | |
CN208526063U (zh) | 一种焦炉煤气分离设备在线反清洗自动控制装置 | |
CN109011820A (zh) | 非对称膜分离器及催化油浆固液分离装置 | |
CN106753784A (zh) | 芝麻油过滤装置 | |
CN207429839U (zh) | 一种酵素澄清过滤设备 | |
CN210445537U (zh) | 一种牛奶乳清蛋白分离的陶瓷膜微滤设备 | |
CN209144109U (zh) | 一种精油萃取物分离罐 | |
CN208356529U (zh) | 一种黑茶提取液的澄清过滤系统设备 | |
CN215627115U (zh) | 一种含尘酚水分离装置 | |
CN109876513A (zh) | 一种加油装置全油量油液的净化方法及装置 | |
CN217613798U (zh) | 一种多功能煤层气湿法除尘装置 | |
CN206443067U (zh) | 一种基于陶瓷膜过滤的茶提取浓缩处理系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |