CN109589796A - 一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法 - Google Patents

一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于膜分离技术领域，涉及一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，所述方法包括如下步骤：(1)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜；(2)依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜；(3)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜；所述步骤(1)‑(3)不分先后顺序。本发明所述膜法制糖工艺中膜清洗的方法是针对澄清膜、脱色膜和浓缩膜的不同污染机理定制，可有效去除膜污染，恢复各级膜通量，保持膜法甘蔗制糖系统的稳定运行，对各级膜清洗废液的回用可减少耗水量、污水排放量和化学试剂消耗量。

Description

一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法
技术领域
本发明属于膜分离技术领域，涉及一种膜法制糖工艺，尤其涉及一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法。
背景技术
目前，甘蔗制糖工艺中的甘蔗混合汁清净工段主要采用亚硫酸法或碳酸法，需要添加大量化学物质以去除甘蔗混合汁中的非糖杂质，但亚硫酸法与碳酸法存在工艺复杂，脱色率低，成品糖质量不稳定以及产品中含硫影响食品安全等问题。
CN 103725802 A公开了一种蔗糖精制的工艺，具体步骤包括蔗糖榨汁，预处理，膜微滤，预浓缩，离子交换脱色、除盐，MVR(机械蒸汽再压缩技术)蒸发浓缩，结晶，离心分离，干燥等步骤，得到蔗糖结晶。该方法使用陶瓷微滤替换了板框和石灰沉淀步骤；用膜浓缩减少了蒸发浓缩设备的蒸发量，降低了能耗；使用离子交换脱色除杂工艺代替了硫熏工艺，解决了蔗糖中硫的残留问题；用离子交换脱盐，有效地脱除了蔗糖汁中的盐分；采用MVR蒸发浓缩，降低了能耗；但上述工艺采用了离子交换脱色除盐，需酸碱再生离子交换树脂，将产生大量难处理的高盐废水，带来严重的环保问题。
CN 105063247 A公开了一种利用多级膜过滤技术精制甘蔗混合汁的制糖工艺，该工艺首先将甘蔗混合汁加热后加入碱性物质调节pH值，然后通过预处理去除甘蔗混合汁中的悬浮杂质，然后滤液逐级通过超滤膜和纳滤膜进行去除悬浮物、去除色素以及浓缩蔗糖的操作，最后纳滤浓缩液进入蒸发浓缩系统结晶生产白砂糖。CN 105603130 A公开了一种利用渗滤操作回收脱色膜截留液中蔗糖的方法，该方法使用大量的去离子水将残留在截留液中的蔗糖洗脱透过脱色膜得以回收。CN 105063247 A与CN 105603130 A公开的两种方法联用，可以提高蔗糖的回收率。
但是，甘蔗混合汁的成分复杂，含有大量变性蛋白、果胶、石蜡、色素、细菌、葡聚糖、纤维素、半纤维素和木质素等杂质，对各级膜过滤系统产生严重的膜污染，造成膜通量衰减，且各级膜的污染机理相异，难以采用统一的清洗方法进行污染物去除。而且，清洗会产生大量的膜清洗废液，直接排放不仅会对污水处理系统产生负面影响，也会浪费大量的化学药剂，增加了蔗糖生产的成本。
因此，提供一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，对膜法制糖工艺中的澄清膜、脱色膜以及浓缩膜进行清洗，减少膜法制糖工艺中膜清洗液的用量，减少耗碱量和次氯酸钠用量，降低清洗废水排放同时降低膜法制糖工艺的运行成本，具有重要意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，使用该方法对膜法制糖工艺中的澄清膜、脱色膜以及浓缩膜进行清洗，能够减少膜法制糖工艺中膜清洗液的用量，减少耗碱量和次氯酸钠用量，降低清洗废水排放同时降低膜法制糖工艺的运行成本，具有重要意义。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜；
(2)依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜；
(3)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜；
所述步骤(1)-(3)不分先后顺序。
本发明通过依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜，依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜以及依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜的方法，克服了因为澄清膜、脱色膜以及浓缩膜的污染机理相异带来的不能同时清洗的问题，且通过对膜清洗废液的回用使得清洗所用药剂较少，减少了耗碱量和次氯酸钠用量，降低清洗废水排放同时降低膜法制糖工艺的运行成本。其中，膜法制糖工艺中的澄清膜为微滤膜，用于去除甘蔗混合汁中的悬浮杂质、大分子物质以及胶体；脱色膜为截留分子量大于蔗糖的超滤膜或纳滤膜，用于脱除色素以及分子量大于蔗糖的非糖物质；浓缩膜为截留分子量小于蔗糖分子的纳滤膜，用于浓缩蔗糖分子，脱除分子量小于蔗糖的无机盐、单糖等物质。
优选地，步骤(1)-(3)所述氢氧化钠溶液的pH为10-12，例如可以是10、10.5、11、11.5或12，优选为11.5。
优选地，步骤(1)所述氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液的pH为10-12，例如可以是10、10.5、11、11.5或12，优选为11.5。
优选地，所述氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液中次氯酸钠的浓度为100-500ppm，例如可以是100ppm、150ppm、200ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm或500ppm，优选为150-250ppm。
优选地，步骤(2)所述葡聚糖酶溶液中葡聚糖酶的浓度为10-100ppm，例如可以是10ppm、20ppm、30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、70ppm、80ppm、90ppm或100ppm，优选为30-70ppm。
优选地，步骤(1)-(3)所述清洗的温度为30-50℃，例如可以是30℃、32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃或50℃，优选为32-38℃。
优选地，步骤(1)所述使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜的时间分别为20-40min，例如可以是20min、25min、30min、35min或40min，优选为25-35min，即步骤(1)中去离子水两次清洗澄清膜的时间分别为20-40min，氢氧化钠溶液清洗澄清膜的时间为20-40min，氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液清洗澄清膜的时间为20-40min。
优选地，步骤(2)所述使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜的时间分别为20-40min，例如可以是20min、25min、30min、35min或40min，优选为25-35min，即步骤(2)中去离子水清洗脱色膜的时间为20-40min，葡聚糖酶溶液清洗脱色膜的时间为20-40min，氢氧化钠溶液清洗脱色膜的时间为20-40min。
优选地，步骤(3)所述使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜的时间分别为20-40min，例如可以是20min、25min、30min、35min或40min，优选为25-35min，即步骤(3)中两次去离子水清洗浓缩膜的时间分别为20-40min，氢氧化钠溶液清洗浓缩膜的时间为20-40min。
本发明步骤(1)-(3)中所述清洗的流量根据膜法制糖工艺系统的不同而变化，即在相同的设备条件下使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠与次氯酸钠的混合溶液、葡聚糖酶溶液对系统中的澄清膜、脱色膜以及浓缩膜进行清洗。本领域的技术人员可以根据不同的膜法制糖工艺系统合理地选择清洗的流量。
优选地，所述方法还包括清洗澄清膜产生的澄清膜清洗废液回用的步骤：澄清膜清洗废液经超滤膜处理后，得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和/或次氯酸钠用于清洗澄清膜。
本发明所述超滤膜透过液中可以投加氢氧化钠，调节pH至10-12后用于清洗澄清膜；也可在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和次氯酸钠，调节pH至10-12且次氯酸钠的浓度为100-500ppm后用于清洗澄清膜。
优选地，所述方法还包括清洗脱色膜产生的脱色膜清洗废液以及清洗浓缩膜产生的浓缩膜清洗废液回用的步骤：混合脱色膜清洗废液以及浓缩膜清洗废液，产生的混合废液用于调节甘蔗混合汁的pH或经过超滤膜处理并调节pH后用于脱色膜的渗滤用水。
膜法制糖工艺中的脱色膜为截留分子量大于蔗糖的超滤膜或纳滤膜，用于脱除色素以及分子量大于蔗糖的非糖物质，但在脱色膜脱色过程中也会截留一部分的蔗糖，使渗滤用水通过脱色膜可以洗脱残留在脱色膜截留侧中的蔗糖，使蔗糖分子透过脱色膜得以回收。
优选地，所述超滤膜的材质为聚醚砜、磺化聚醚砜、聚砜或聚偏氟乙烯中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括聚醚砜与磺化聚醚砜的组合，聚醚砜与聚砜的组合，磺化聚醚砜、聚砜与聚偏氟乙烯的组合或聚醚砜、磺化聚醚砜、聚砜与聚偏氟乙烯的组合。
优选地，所述超滤膜的截留分子量为1000-5000Da，例如可以是1000Da、1500Da、2000Da、2500Da、3000Da、3500Da、4000Da、4500Da或5000Da，优选为1500-2500Da。
优选地，所述超滤膜的操作压力为5-15bar，例如可以是5bar、6bar、7bar、8bar、9bar、10bar、11bar、12bar、13bar、14bar或15bar，优选为8-10bar。
优选地，所述超滤膜的操作温度为30-40℃，例如可以是30℃、32℃、34℃、35℃、36℃、38℃或40℃，优选为32-38℃。
优选地，所述混合废液经过超滤处理后调节pH的方法为加入去离子水。
优选地，所述渗滤用水的pH为7-7.5，例如可以是7、7.1、7.2、7.3、7.4、或7.5，优选为7.2。
优选地，所述渗滤用水的温度为50-60℃，例如可以是50℃、52℃、54℃、56℃、58℃或60℃，优选为60℃。
作为本发明所述方法的优选技术方案，所述方法包括如下步骤：
(a)使用去离子水在30-50℃清洗澄清膜20-40min，然后使用pH为10-12的氢氧化钠溶液在30-50℃清洗澄清膜20-40min，再使用pH为10-12且次氯酸钠的浓度为100-500ppm的氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液在30-50℃清洗澄清膜20-40min，最后使用去离子水在30-50℃清洗浓缩膜20-40min；产生的澄清膜清洗废液在5-15bar以及30-40℃的条件下经过截留分子量为1000-5000Da的超滤膜处理后得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和/或次氯酸钠用于清洗澄清膜；
(b)使用去离子水在30-50℃清洗脱色膜20-40min，然后使用浓度为10-100ppm的葡聚糖酶溶液在30-50℃清洗脱色膜20-40min，最后使用pH为10-12的氢氧化钠溶液在30-50℃清洗脱色膜20-40min；
(c)使用去离子水在30-50℃清洗浓缩膜20-40min，然后使用pH为10-12的氢氧化钠溶液在30-50℃清洗浓缩膜20-40min，最后使用去离子水在30-50℃清洗浓缩膜20-40min；
(d)混合步骤(b)产生的脱色膜清洗废液与步骤(c)产生的浓缩膜清洗废液，产生的混合废液用于调节甘蔗混合汁的pH或在5-15bar以及30-40℃的条件下经过截留分子量为1000-5000Da的超滤膜处理后使用去离子水调节pH至7-7.5，在50-60℃下用于脱色膜的渗滤用水。
所述步骤(a)-(c)不分先后顺序。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所述膜法制糖工艺中膜清洗的方法是针对澄清膜、脱色膜和浓缩膜的不同污染机理定制，可有效去除膜污染，恢复各级膜通量，保持膜法甘蔗制糖系统的稳定运行，当澄清膜的通量为初始通量的60％时对其清洗，可提高通量至初始通量的96.7％；当脱色膜的通量为初始通量的70％时对其清洗，可提高通量至初始通量的98.6％；当浓缩膜的通量为初始通量的75％时对其清洗，可提高通量至初始通量的97.4％；
(2)本发明所述膜法制糖工艺中膜清洗的方法还可回收清洗废液，清洗澄清膜产生的澄清膜清洗废液在经过超滤膜处理后可得超滤膜透过液，超滤膜透过液中投加氢氧化钠和/或次氯酸钠后可用于清洗澄清膜；清洗脱色膜产生的脱色膜清洗废液与清洗浓缩膜产生的浓缩膜清洗废液混合后可用作脱色膜的渗滤用水；与现行不回收膜清洗废液的方法相比，本发明提供的方法可减少耗水量、污水排放量和化学试剂消耗量。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。其中，当膜法制糖工艺中的澄清膜的通量下降至初始通量的60％时，开始对澄清膜进行清洗；当脱色膜的通量下降至初始通量的70％时，开始对脱色膜进行清洗；当浓缩膜的通量下降至初始通量的75％时，开始对浓缩膜进行清洗。
本发明实施例与对比例中所用膜法制糖工艺系统的系统为同一系统，即各实施例与对比例中澄清膜的清洗流量相同；同样的，各实施例与对比例中脱色膜的清洗流量相同且各实施例与对比例中浓缩膜的清洗流量也相同。
实施例1
本实施例提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，所述方法包括如下步骤：
(a)使用去离子水在35℃清洗澄清膜30min，然后使用pH为11的氢氧化钠溶液在35℃清洗澄清膜30min，再使用pH为11且次氯酸钠的浓度为200ppm的氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液在35℃清洗澄清膜30min，最后使用去离子水在35℃清洗澄清膜30min；
(b)使用去离子水在35℃清洗脱色膜30min，然后使用浓度为50ppm的葡聚糖酶溶液在35℃清洗脱色膜30min，最后使用pH为11的氢氧化钠溶液在35℃清洗脱色膜30min；
(c)使用去离子水在35℃清洗浓缩膜30min，然后使用pH为11的氢氧化钠溶液在35℃清洗浓缩膜30min，最后使用去离子水在35℃清洗浓缩膜30min。
上述步骤中超滤膜的材质为聚醚砜。
所述步骤(a)-(c)不分先后顺序。
实施例2
本实施例提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，所述方法包括如下步骤：
(a)使用去离子水在35℃清洗澄清膜30min，然后使用pH为11的氢氧化钠溶液在35℃清洗澄清膜30min，再使用pH为11且次氯酸钠的浓度为200ppm的氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液在35℃清洗澄清膜30min，最后使用去离子水在35℃清洗澄清膜20min；产生的澄清膜清洗废液在9bar以及35℃的条件下经过截留分子量为2000Da的超滤膜处理后得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和次氯酸钠使超滤膜透过液的pH为11、次氯酸钠的浓度为200ppm，投加氢氧化钠与次氯酸钠的超滤膜透过液用于清洗澄清膜；
(b)使用去离子水在35℃清洗脱色膜30min，然后使用浓度为50ppm的葡聚糖酶溶液在35℃清洗脱色膜30min，最后使用pH为11的氢氧化钠溶液在35℃清洗脱色膜30min；
(c)使用去离子水在35℃清洗浓缩膜30min，然后使用pH为11的氢氧化钠溶液在35℃清洗浓缩膜30min，最后使用去离子水在35℃清洗浓缩膜30min；
(d)混合步骤(b)产生的脱色膜清洗废液与步骤(c)产生的浓缩膜清洗废液，产生的混合废液用于调节甘蔗混合汁的pH或在9bar以及35℃的条件下经过截留分子量为2000Da的超滤膜处理后使用去离子水调节pH至7.2，在55℃下用于脱色膜的渗滤用水。
上述步骤中超滤膜的材质为聚醚砜。
所述步骤(a)-(c)不分先后顺序。
实施例3
本实施例提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，所述方法包括如下步骤：
(a)使用去离子水在32℃清洗澄清膜35min，然后使用pH为11.5的氢氧化钠溶液在32℃清洗澄清膜35min，再使用pH为11.5且次氯酸钠的浓度为150ppm的氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液在32℃清洗澄清膜35min，最后使用去离子水在32℃清洗澄清膜20min；产生的澄清膜清洗废液在8bar以及32℃的条件下经过截留分子量为1500Da的超滤膜处理后得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和次氯酸钠使超滤膜透过液的pH为11.5、次氯酸钠的浓度为150ppm，投加氢氧化钠与次氯酸钠的超滤膜透过液用于清洗澄清膜；
(b)使用去离子水在32℃清洗脱色膜35min，然后使用浓度为30ppm的葡聚糖酶溶液在32℃清洗脱色膜35min，最后使用pH为11.5的氢氧化钠溶液在32℃清洗脱色膜35min；
(c)使用去离子水在32℃清洗浓缩膜35min，然后使用pH为11.5的氢氧化钠溶液在32℃清洗浓缩膜35min，最后使用去离子水在32℃清洗浓缩膜35min；
(d)混合步骤(b)产生的脱色膜清洗废液与步骤(c)产生的浓缩膜清洗废液，产生的混合废液用于调节甘蔗混合汁的pH或在8bar以及32℃的条件下经过截留分子量为1500Da的超滤膜处理后使用去离子水调节pH至7.1，在52℃下用于脱色膜的渗滤用水。
上述步骤中超滤膜的材质为磺化聚醚砜。
所述步骤(a)-(c)不分先后顺序。
实施例4
本实施例提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，所述方法包括如下步骤：
(a)使用去离子水在38℃清洗澄清膜25min，然后使用pH为10.5的氢氧化钠溶液在38℃清洗澄清膜40min，再使用pH为10.5且次氯酸钠的浓度为250ppm的氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液在38℃清洗澄清膜40min，最后使用去离子水在38℃清洗澄清膜20min；产生的澄清膜清洗废液在10bar以及38℃的条件下经过截留分子量为2500Da的超滤膜处理后得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠使超滤膜透过液的pH为10.5，投加氢氧化钠的超滤膜透过液用于清洗澄清膜；
(b)使用去离子水在38℃清洗脱色膜25min，然后使用浓度为70ppm的葡聚糖酶溶液在38℃清洗脱色膜25min，最后使用pH为10.5的氢氧化钠溶液在38℃清洗脱色膜40min；
(c)使用去离子水在38℃清洗浓缩膜25min，然后使用pH为10.5的氢氧化钠溶液在38℃清洗浓缩膜40min，最后使用去离子水在38℃清洗浓缩膜25min；
(d)混合步骤(b)产生的脱色膜清洗废液与步骤(c)产生的浓缩膜清洗废液，产生的混合废液用于调节甘蔗混合汁的pH或在10bar以及38℃的条件下经过截留分子量为2500Da的超滤膜处理后使用去离子水调节pH至7.4，在58℃下用于脱色膜的渗滤用水。
上述步骤中超滤膜的材质为聚砜。
所述步骤(a)-(c)不分先后顺序。
实施例5
本实施例提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，所述方法包括如下步骤：
(a)使用去离子水在30℃清洗澄清膜20min，然后使用pH为12的氢氧化钠溶液在30℃清洗澄清膜20min，再使用pH为12且次氯酸钠的浓度为100ppm的氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液在30℃清洗澄清膜20min，最后使用去离子水在30℃清洗澄清膜20min；产生的澄清膜清洗废液在5bar以及30℃的条件下经过截留分子量为1000Da的超滤膜处理后得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠使超滤膜透过液的pH为12，投加氢氧化钠的超滤膜透过液用于清洗澄清膜；
(b)使用去离子水在30℃清洗脱色膜20min，然后使用浓度为10ppm的葡聚糖酶溶液在30℃清洗脱色膜20min，最后使用pH为12的氢氧化钠溶液在30℃清洗脱色膜20min；
(c)使用去离子水在30℃清洗浓缩膜20min，然后使用pH为12的氢氧化钠溶液在30℃清洗浓缩膜20min，最后使用去离子水在30℃清洗浓缩膜40min；
(d)混合步骤(b)产生的脱色膜清洗废液与步骤(c)产生的浓缩膜清洗废液，产生的混合废液用于调节甘蔗混合汁的pH或在5bar以及30℃的条件下经过截留分子量为1000Da的超滤膜处理后使用去离子水调节pH至7，在50℃下用于脱色膜的渗滤用水。
上述步骤中超滤膜的材质为聚偏氟乙烯。
所述步骤(a)-(c)不分先后顺序。
实施例6
本实施例提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，所述方法包括如下步骤：
(a)使用去离子水在50℃清洗澄清膜20min，然后使用pH为10的氢氧化钠溶液在50℃清洗澄清膜20min，最后使用pH为10且次氯酸钠的浓度为500ppm的氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液在50℃清洗澄清膜20min；产生的澄清膜清洗废液在15bar以及50℃的条件下经过截留分子量为5000Da的超滤膜处理后得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和次氯酸钠使超滤膜透过液的pH为10、次氯酸钠的浓度为500ppm，投加氢氧化钠与次氯酸钠的超滤膜透过液用于清洗澄清膜；
(b)使用去离子水在50℃清洗脱色膜20min，然后使用浓度为100ppm的葡聚糖酶溶液在50℃清洗脱色膜20min，最后使用pH为10的氢氧化钠溶液在50℃清洗脱色膜20min；
(c)使用去离子水在50℃清洗浓缩膜20min，然后使用pH为10的氢氧化钠溶液在50℃清洗浓缩膜20min，最后使用去离子水在50℃清洗浓缩膜20min；
(d)混合步骤(b)产生的脱色膜清洗废液与步骤(c)产生的浓缩膜清洗废液，产生的混合废液用于调节甘蔗混合汁的pH或在15bar以及40℃的条件下经过截留分子量为5000Da的超滤膜处理后使用去离子水调节pH至7.5，在60℃下用于脱色膜的渗滤用水。
上述步骤中超滤膜的材质为聚醚砜。
所述步骤(a)-(c)不分先后顺序。
对比例1
本对比例提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，该方法除步骤(a)中先使用去离子水在35℃清洗澄清膜30min，然后使用pH为11且次氯酸钠的浓度为200ppm的氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液在35℃清洗澄清膜30min，再使用pH为11的氢氧化钠溶液在35℃清洗澄清膜30min，最后使用去离子水在35℃清洗澄清膜30min外，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，该方法除步骤(a)中仅使用去离子水在35℃清洗澄清膜120min外，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，该方法除步骤(b)中先使用去离子水在35℃清洗脱色膜30min，然后使用pH为11的氢氧化钠溶液在35℃清洗脱色膜30min，最后使用浓度为50ppm的葡聚糖酶溶液在35℃清洗脱色膜30min外，其余均与实施例1相同。
对清洗后的膜通量进行测试，取澄清膜的初始通量、脱色膜的初始通量以及浓缩膜的初始通量为100％，测试所得澄清膜的膜通量为澄清膜的膜通量占澄清膜初始通量的比例；测试所得脱色膜的膜通量为脱色膜的膜通量占脱色膜初始通量的比例；测试所得浓缩膜的膜通量为浓缩膜的膜通量占浓缩膜初始通量的比例。测试结果如表1所示。
表1
澄清膜的膜通量/％ 脱色膜的膜通量/％ 浓缩膜的膜通量/％
未处理 60 70 75
实施例1 94.3 93.7 92.3
实施例2 94.3 93.7 92.3
实施例3 95.1 94.3 93.1
实施例4 94.8 91.8 93.5
实施例5 96.7 98.6 97.4
实施例6 91.9 89.7 92.7
对比例1 85.6 93.7 92.3
对比例2 70.2 93.7 92.3
对比例3 94.3 87.7 92.3
由表1可知，应用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠与次氯酸钠溶液以及去离子水分别对通量降至初始通量60％的澄清膜进行清洗后，澄清膜的膜通量可恢复至初始通量的91.9-96.7％；应用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液分别对通量降至初始通量70％的脱色膜进行清洗后，脱色膜的膜通量可恢复至初始通量的89.7-98.6％；应用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水分别对通量降至初始通量75％的浓缩膜进行清洗后，浓缩膜的膜通量可恢复至初始通量的92.3-97.4％。
对比例1提供的方法中，除步骤(a)中先使用去离子水在35℃清洗澄清膜30min，然后使用pH为11且次氯酸钠的浓度为200ppm的氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液在35℃清洗澄清膜30min，再使用pH为11的氢氧化钠溶液在35℃清洗澄清膜30min，最后使用去离子水在35℃清洗澄清膜30min外其余均与实施例1相同。对比例1改变了清洗澄清膜使用的清洗液的顺序，同样的清洗时间以及清洗温度条件下，通量仅恢复至初始通量的85.6％。
对比例2提供的方法中，除步骤(a)中仅使用去离子水在35℃清洗澄清膜120min外，其余均与实施例1相同。对比例2中没有使用氢氧化钠溶液以及氢氧化钠与次氯酸钠的混合溶液对澄清膜进行清洗，同样的清洗时间以及清洗温度条件下，通量仅恢复至初始通量的70.2％。
对比例3提供的方法中，除步骤(b)中先使用去离子水在35℃清洗脱色膜30min，然后使用pH为11的氢氧化钠溶液在35℃清洗脱色膜30min，最后使用浓度为50ppm的葡聚糖酶溶液在35℃清洗脱色膜30min外，其余均与实施例1相同。对比例3改变了清洗脱色膜使用的清洗液的顺序，同样的清洗时间以及清洗温度条件下，通量仅恢复至初始通量的87.7％。
实施例2-6提供的方法中还对澄清膜清洗废液、脱色膜清洗废液以及浓缩膜清洗废液进行了回收利用，其中澄清膜清洗废液在经过超滤膜处理后可得超滤膜透过液，超滤膜透过液中投加氢氧化钠和/或次氯酸钠后可用于清洗澄清膜；脱色膜清洗废液与清洗浓缩膜产生的浓缩膜清洗废液混合后可用作脱色膜的渗滤用水，本发明提供的方法可减少耗水量、污水排放量和化学试剂消耗量。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜；
(2)依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜；
(3)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜；
所述步骤(1)-(3)不分先后顺序。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)-(3)所述氢氧化钠溶液的pH值为10-12，优选为11.5。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液的pH值为10-12，优选为11.5；
优选地，所述氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液中次氯酸钠的浓度为100-500ppm，优选为150-250ppm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述葡聚糖酶溶液中葡聚糖酶的浓度为10-100ppm，优选为30-70ppm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)-(3)所述清洗的温度为30-50℃，优选为32-38℃；
优选地，步骤(1)所述依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜的时间分别为20-40min，优选为25-35min；
优选地，步骤(2)所述依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜的时间分别为20-40min，优选为25-35min；
优选地，步骤(3)所述依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜的时间分别为20-40min，优选为25-35min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将清洗澄清膜产生的澄清膜清洗废液回用的步骤；
优选地，所述回用的步骤包括：澄清膜清洗废液经超滤膜处理后，得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和/或次氯酸钠用于清洗澄清膜；
优选地，所述方法还包括将清洗脱色膜产生的脱色膜清洗废液以及清洗浓缩膜产生的浓缩膜清洗废液回用的步骤；
优选地，所述回用的步骤包括：混合脱色膜清洗废液以及浓缩膜清洗废液，产生的混合废液用于调节甘蔗混合汁的pH值或经过超滤膜处理并调节pH值后用于脱色膜的渗滤用水。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述超滤膜的材质为聚醚砜、磺化聚醚砜、聚砜或聚偏氟乙烯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述超滤膜的截留分子量为1000-5000Da，优选为1500-2500Da。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述超滤膜的操作压力为5-15bar，优选为8-10bar；
优选地，所述超滤膜的操作温度为30-40℃，优选为32-38℃。
9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述混合废液经过超滤处理后调节pH值的方法为加入去离子水；
优选地，所述渗滤用水的pH值为7-7.5，优选为7.2；
优选地，所述渗滤用水的温度为50-60℃，优选为60℃。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(a)使用去离子水在30-50℃清洗澄清膜20-40min，然后使用pH值为10-12的氢氧化钠溶液在30-50℃清洗澄清膜20-40min，再使用pH值为10-12且次氯酸钠的浓度为100-500ppm的氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液在30-50℃清洗澄清膜20-40min，最后使用去离子水在30-50℃清洗澄清膜20-40min；产生的澄清膜清洗废液在5-15bar以及30-40℃的条件下经过截留分子量为1000-5000Da的超滤膜处理后得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和/或次氯酸钠用于清洗澄清膜；
(b)使用去离子水在30-50℃清洗脱色膜20-40min，然后使用浓度为10-100ppm的葡聚糖酶溶液在30-50℃清洗脱色膜20-40min，最后使用pH值为10-12的氢氧化钠溶液在30-50℃清洗脱色膜20-40min；
(c)使用去离子水在30-50℃清洗浓缩膜20-40min，然后使用pH值为10-12的氢氧化钠溶液在30-50℃清洗浓缩膜20-40min，最后使用去离子水在30-50℃清洗浓缩膜20-40min；
(d)混合步骤(b)产生的脱色膜清洗废液与步骤(c)产生的浓缩膜清洗废液，产生的混合废液用于调节甘蔗混合汁的pH值或在5-15bar以及30-40℃的条件下经过截留分子量为1000-5000Da的超滤膜处理后使用去离子水调节pH至7-7.5，在50-60℃下用于脱色膜的渗滤用水；
所述步骤(a)-(c)不分先后顺序。
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