CN110876895A - 一种用于谷氨酸生产的管式膜设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于谷氨酸生产的管式膜设备，包括所述原液罐、供料泵、循环泵、排空阀、阵列分布的管膜、背压阀、浓缩液罐、透过液罐与反冲洗泵，原液罐、供料泵、循环泵、排空阀、阵列分布的管膜、背压阀、浓缩液罐、透过液罐与反冲洗泵直接均设有管道，管道上分布设有第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀与第八开关阀，管膜过滤孔径10‑500nm，过滤速度20‑50L/，过滤流道为5.2mm。本发明可以通过切换阀门，改变原料在系统内走向，均摊各级膜的负荷，使得整个系统过滤效率更高，且系统更加稳定，设置背压阀，通过调节阀门可以控制正常过滤时的透过液压力，防止各级膜元件串压导致的过滤速度慢和膜损坏。

Description

一种用于谷氨酸生产的管式膜设备

技术领域

本发明涉及一种氨基酸生产领域，具体是一种用于谷氨酸生产的管式膜设备。

背景技术

谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。L－谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在的。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它即是蛋白质或肽的结构氨基酸之一，又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。

谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种，作为营养药物可用于皮肤和毛发。用于生发剂，能被头皮吸收，预防脱发并使头发新生，对毛乳头、毛母细胞有营养功能，并能扩张血管，增强血液循环，有生发防脱发功效。用于皮肤，对治疗皱纹有疗效。

谷氨酸还可以用于医药中，因为谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸之一，虽然它不是人体必须的氨基酸，但它可作为碳氮营养参与机体代谢，有较高的营养价值。谷氨酸被人体吸收后，易与血氨形成谷酰氨，能解除代谢过程中氨的毒害作用，因而能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏，是肝脏疾病患者的辅助药物。

目前谷氨酸生产的主要工艺为：谷氨酸发酵液→管式膜分离→超滤透过液→纳滤浓缩→干燥→成品。其中超滤分离的浓缩液去离心分离，离心清液回管式膜分离，重相干燥作为饲料蛋白。谷氨酸发酵液中含有大量菌渣、蛋白等，对管膜污染很严重，管膜过滤速度慢；管式膜因设计不合理或其他因素，导致膜容易损坏，过滤速度不稳定，效率低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于谷氨酸生产的管式膜设备，

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于谷氨酸生产的管式膜设备，包括原液罐、供料泵、循环泵、排空阀、阵列分布的管膜、背压阀、浓缩液罐、透过液罐与反冲洗泵，所述原液罐、供料泵、循环泵、排空阀、阵列分布的管膜、背压阀、浓缩液罐、透过液罐与反冲洗泵直接均设有管道，管道上分布设有第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀与第八开关阀。

进一步地，所述管膜至少设有四支。

进一步地，所述管膜为有机管膜，过滤方式为错流过滤，过滤孔径10-500nm，过滤速度20-50L/，过滤流道为5.2mm。

本发明的有益效果：

1、本发明可以通过切换阀门，改变原料在系统内走向，均摊各级膜的负荷，使得整个系统过滤效率更高，且系统更加稳定；

2、本发明设置背压阀，通过调节阀门可以控制正常过滤时的透过液压力，防止各级膜元件串压导致的过滤速度慢和膜损坏，保持系统稳定高效运行；同时可以防止反冲洗时，冲洗液压力过大，导致膜层脱落；从而延长膜元件使用寿命；

3、本发明选用5.2mm的有机管膜，细流道膜管机械强度高，可以反冲洗；设置排空阀，排出系统空气，保证系统稳定系统稳定后关闭。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明用于谷氨酸生产的管式膜设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种用于谷氨酸生产的管式膜设备，包括原液罐1、供料泵2、循环泵3、排空阀4、阵列分布的管膜5、背压阀6、浓缩液罐7、透过液罐8与反冲洗泵9，如图1所示，原液罐1、供料泵2、循环泵3、排空阀4、阵列分布的管膜5、背压阀6、浓缩液罐7、透过液罐8与反冲洗泵9直接均设有管道，管道上分布设有第一开关阀101、第二开关阀102、第三开关阀103、第四开关阀104、第五开关阀105、第六开关阀106、第七开关阀107与第八开关阀108，管膜5可串联1、2、3、4、5或更多支。

正常过滤时，原料在系统中的走向为原料罐→供料泵→循环泵→一级管膜→二级管膜→三级管膜→四级管膜→...→浓缩液罐，同时膜透过液收集至透过液罐。

原料罐中为谷氨酸发酵液，含大量菌渣、蛋白等，对膜系统污染很大，通过供料泵泵入膜系统；

循环泵提供膜过滤所需的表面流速，保证错流过滤的顺利进行；

排空阀在设备运行稳定前一直开启，排出系统空气，保证系统稳定系统稳定后关闭；

多级有机管膜，为设备核心元件，过滤方式为错流过滤；过滤孔径10-500nm，过滤速度20-50L/(㎡*h)，过滤流道为5.2mm，可反冲洗；附图中从上到下依次为一级管膜、二级管膜、三级管膜、四级管膜；

背压阀，通过调节阀门可以控制正常过滤时的透过液压力，防止各级膜元件串压导致的过滤速度慢和膜损坏，保持系统稳定高效运行；串压：以附图为例，当开启第一开关阀101和第四开关阀104，关闭第二开关阀102与第三开关阀103，原料在系统内走向为循环泵→一级管膜→二级管膜→三级管膜→四级管膜；若没有背压阀，假设一级管膜进/出口压力分别为5/4Bar，二级管膜进/出口压力分别为4/3Bar，三级管膜进/出口压力分别为3/2Bar，四级管膜进/出口压力分别为2/1Bar；透过液压力为2.5bar，大于三级和四级的出口压力，造成串压，即透过液从透过液管道反向压回浓缩液管道，会造成过滤速度慢，甚至导致膜层脱落，降低膜元件使用寿命；同样的，若没有背压阀，膜元件反冲洗时，经常会因为反冲洗压力过大，导致膜层脱落；

反冲洗泵，将膜透过液(或纯水)通过管道从透过液管道泵入膜元件内，反向冲洗附着在膜表面的污染物，比一般化学药剂清洗效果好；

第一开关阀101、第二开关阀102、第三开关阀103、第四开关阀104，可以通过切换这几个阀门，改变原料在系统内走向，均摊各级膜的负荷，使得整个系统过滤效率更高，且系统更加稳定；一般每隔固定时间，调换一次阀门；(当开启第一开关阀101和第四开关阀104，关闭第二开关阀102与第三开关阀103，原料在系统内走向为循环泵→一级管膜→二级管膜→三级管膜→四级管膜；

当开启阀门第二开关阀102与第三开关阀103，关闭第一开关阀101和第四开关阀104，原料在系统内走向为循环泵→四级管膜→三级管膜→二级管膜→一级管膜)。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (3)

1.一种用于谷氨酸生产的管式膜设备，其特征在于，包括原液罐(1)、供料泵(2)、循环泵(3)、排空阀(4)、阵列分布的管膜(5)、背压阀(6)、浓缩液罐(7)、透过液罐(8)与反冲洗泵(9)，所述原液罐(1)、供料泵(2)、循环泵(3)、排空阀(4)、阵列分布的管膜(5)、背压阀(6)、浓缩液罐(7)、透过液罐(8)与反冲洗泵(9)直接均设有管道，管道上分布设有第一开关阀(101)、第二开关阀(102)、第三开关阀(103)、第四开关阀(104)、第五开关阀(105)、第六开关阀(106)、第七开关阀(107)与第八开关阀(108)。

2.根据权利要求1所述的一种用于谷氨酸生产的管式膜设备,其特征在于，所述管膜(5)至少设有四支。

3.根据权利要求1所述的一种用于谷氨酸生产的管式膜设备,其特征在于，所述管膜(5)为有机管膜，过滤方式为错流过滤，过滤孔径10-500nm，过滤速度20-50L/(㎡*h)，过滤流道为5.2mm。

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