CN114082303B - 一种药用核酸用自清洗超滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种药用核酸用自清洗超滤装置，属于过滤设备技术领域。该超滤装置包括回流粗滤组件、设置于回流粗滤组件下方的脉冲精滤组件以及设置于回流粗滤组件一侧的滤清液处理组件，通过倒置圆台状的第一滤柱配合气洗管，在第一滤柱表面形成冲击压力和局部紊流，减轻堵塞；通过回流管与脉冲管的设置，通过脉冲方式提高透液速度，回流滤液的方式加快流速，减轻堵塞；本发明将一次过滤分解为回流粗滤和脉冲精滤，根据滤液中组分特点，设置适用的清洗方式，使得清洗洁净度高，且仅需通过电磁阀控制即可完成自动清洗。

Description

一种药用核酸用自清洗超滤装置
技术领域
本发明属于过滤设备技术领域，具体地，涉及一种药用核酸用自清洗超滤装置。
背景技术
超滤是利用膜的筛分作用进行分离的过程，产物既可以是渗透液，也可以是截留液或二者兼而有之，且易于工业化，广泛应用于制药、食品、环境工程、造纸、纺织、化学工程等行业。现有技术中面临的巨大挑战就是膜污染问题，在分离过程中，待处理液中溶解的大分子或者悬浮颗粒会在膜孔壁和膜表面沉积，堵塞膜孔，降低膜通量，缩短膜的使用寿命，增加能耗和运行成本。
膜清洗是一条有效降低膜污染的途径，现有管式膜处理系统均设有清洗系统，但由于现有的超滤设备基本采用长管式过滤，其各个过滤段的堵塞情况是不一致的，仅采用反向施压清洗，使得膜清洗程度不同，长此以往，使得滤出效率低，因此本发明从减轻堵塞和采用适合的清洗方式出发，提供适用于药用核酸生产的超滤装置。
发明内容
为了克服背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种药用核酸用自清洗超滤装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种药用核酸用自清洗超滤装置，包括回流粗滤组件、设置于回流粗滤组件下方的脉冲精滤组件以及设置于回流粗滤组件一侧的滤清液处理组件。
所述回流粗滤组件包括第一滤管和设置于第一滤管中部的第一滤柱，第一滤柱的顶端与第一滤管的顶盖螺纹连接，第一滤管的底壁上固定有与第一滤柱适配密封卡装的管座，第一滤管的底部设置有出液管，且管座与出液管相连通，浓缩液经第一滤柱过滤后的清液由出液管排出。
所述第一滤柱呈倒置圆台状，且第一滤柱的母线与水平面的夹角为60°，在升压超滤时，由于第一滤管内部的上下端的间隙不同，补加浓缩液使得内部产生流动，将卡在第一滤柱孔径上的大分子冲下，避免在长时间压滤下进入孔径中，导致第一滤柱堵塞。
所述管座的外侧壁和第一滤柱的外侧壁上均卡装有气洗管，该气洗管均与外界压缩氮气连通，且气洗管上均开设有气口，过滤时，向气洗管中通入灭菌氮气，形成的气泡沿着倾斜的第一滤柱的侧壁向上浮起，搅动卡在第一滤柱上的大分子，同时底部的气泡与中部的气泡相遇时发生融合、破碎，产生冲击压力和局部紊流，进一步减轻大分子堵塞第一滤柱的情况产生，同理，在进行清洗时，向第一滤柱的中部通入高压清洗液，从气洗管通入大量气体，辅助清洗，第一滤管的顶上还连通设置有压力阀，用于排出氮气。
所述第一滤管的顶盖上设置有与第一滤柱内部连通的第一清洗管，超滤完成后从第一清洗管通入高压清洗剂，将卡在第一滤柱上的大分子压出，第一滤管侧壁的上侧设置有与第一滤管内部连通的第一进液管，进液管下方的侧壁上连通有回流管，第一滤管底部的侧壁上连通有第一出料管。
所述脉冲精滤组件包括第二滤管，第二滤管的中部设置有第二滤柱，且第二滤管的内壁与第二滤柱的外壁之间设置有螺旋状的隔板，在第二滤管内形成螺旋流道，使得滤液在第二滤柱表面呈螺旋状流动，冲刷第二滤柱，减轻堵塞，第二滤管的顶部连通有若干第二进液管，且若干第二进液管分别与出液管连通，第二滤管底部连通设置有第二出料管，第二滤管的两端分别设置有与第二滤柱内部连通的第二清洗管和清液管。
所述第二滤管的一侧设置有压力罐，压力罐分上部的低压腔和下部的高压腔，低压腔与回流管连通，压力罐上设置有增压泵，将从低压腔中的浓缩液升压后排入高压腔中，所述高压腔的侧壁上设置有脉冲管和回液管，其中，脉冲管与第二滤管的侧壁连通，且脉冲管上设置有脉冲阀，通过脉冲阀控制，定时向第二滤管中通入高压的浓缩液，不断改变第二滤管内部的压力，提高透液速度，回液管与原液罐连通，通过从第一滤管中取出部分浓缩液，加快第一滤管中滤液的流速，从而减轻第一滤柱堵塞。
所述滤清液处理组件包括工艺水罐，工艺水罐的底壁上固定有布水底座，布水底座的上方卡装有若干流化柱，流化柱中填充有滤芯，工艺水罐的底部设置有与布水底座相连通的清液进管，且清液进管与清液管连通，工艺水罐的侧壁的上侧连通设置有清液出管，经过回流粗滤组件和脉冲精滤组件处理后的滤清液中含有少量小分子有机物和无机离子，其通过布水底座导入流化柱的底部，将内部的滤料搅动成流化状态，使得滤清液与滤料充分接触，对滤清液充分处理。
本发明的有益效果：
1、通过倒置圆台状的第一滤柱配合气洗管，在超滤工作时，通过灭菌氮气，在第一滤柱表面形成气泡，其相互融合、破碎，产生冲击压力并形成局部紊流，将吸附在第一滤柱表面的大分子搅起，避免长时间受压堵塞滤孔。
2、通过在第二滤中设置螺旋状隔板，使得滤液在第二滤柱表面形成流动，同时，通过回流管与脉冲管的设置，将第一滤管中的部分滤液取出增压后通入第二滤管中，改变第二滤管内部的压力，通过脉冲方式提高透液速度，取出滤液，加快第一滤管中滤液的流速，又减轻第一滤柱堵塞。
3、本发明将现有的一次过滤分解为回流粗滤和脉冲精滤，其中回流粗滤过程中，第一滤柱上为大量的大分子，不易卡入孔径中，通过反向施压和气洗即可完成清洗，脉冲精滤过程中主要为少量回流的大分子和一些小分子，易进入孔径中，通过第二清洗管方向施压和清洗剂螺旋冲洗，根据滤液中组分特点，设置适用的清洗方式，使得清洗洁净度高，且仅需通过电磁阀控制即可完成自动清洗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种药用核酸用自清洗超滤装置的结构示意图；
图2为回流粗滤组件的结构示意图；
图3为脉冲精滤组件的结构示意图；
图4为滤清液处理组件的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
100、回流粗滤组件；111、第一出料管；112、第一滤管；113、第一滤柱；114、第一进液管；115、第一清洗管；116、压力阀；117、回流管；118、气洗管；119、管座；120、出液管；200、脉冲精滤组件；211、第二清洗管；212、第二进液管；213、隔板；214、清液管；215、第二出料管；216、第二滤柱；217、第二滤管；218、脉冲管；219、脉冲阀；220、回液管；221、压力罐；300、滤清液处理组件；311、清液进管；312、工艺水罐；313、流化柱；314、清液出管；315、滤芯；316、布水底座。
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。
请参阅图1-4所示，本发明为一种药用核酸用自清洗超滤装置，其包括支架，支架上设置有回流粗滤组件100、设置于回流粗滤组件100下方的脉冲精滤组件200以及设置于回流粗滤组件100一侧的滤清液处理组件300，回流粗滤组件100和脉冲精滤组件200的连通管道上均设置有向脉冲精滤组件200导通的单向阀，脉冲精滤组件200与滤清液处理组件300的连通管道上设置有向滤清液处理组件300导通的单向阀。
所述回流粗滤组件100包括第一滤管112和设置于第一滤管112中部的第一滤柱113，第一滤柱113的顶端与第一滤管112的顶盖螺纹连接，第一滤管112的底壁上固定有与第一滤柱113适配密封卡装的管座119，第一滤管112的底部设置有出液管120，且管座119与出液管120相连通，浓缩液经第一滤柱113过滤后的清液由出液管120排出。
所述第一滤柱113呈倒置圆台状，且第一滤柱113的母线与水平面的夹角为60°，在升压超滤时，由于第一滤管112内部的上下端的间隙不同，补加浓缩液使得内部产生流动，将卡在第一滤柱113孔径上的大分子冲下，避免在长时间压滤下进入孔径中，导致第一滤柱113堵塞。
所述管座119的外侧壁和第一滤柱113的外侧壁上均卡装有气洗管118，该气洗管118均与外界压缩氮气连通，且气洗管118上均开设有气口，过滤时，向气洗管118中通入灭菌氮气，形成的气泡沿着倾斜的第一滤柱113的侧壁向上浮起，搅动卡在第一滤柱113上的大分子，同时底部的气泡与中部的气泡相遇时发生融合、破碎，产生冲击压力和局部紊流，进一步减轻大分子堵塞第一滤柱113的情况产生，同理，在进行清洗时，向第一滤柱113的中部通入高压清洗液，从气洗管118通入大量气体，辅助清洗，第一滤管112的顶上还连通设置有压力阀116，用于排出氮气。
所述第一滤管112的顶盖上设置有与第一滤柱113内部连通的第一清洗管115，显然，本装置还增压清洗设备，配置清洗剂，并将清洗剂增压，超滤完成后从第一清洗管115通入高压清洗剂，将卡在第一滤柱113上的大分子压出，第一滤管112侧壁的上侧设置有与第一滤管112内部连通的第一进液管114，本装置还设置有存储核酸浓缩液的原液罐，且原液罐中设置有增压设备，将浓缩液增压后从第一进液管114导入，第一进液管114下方的侧壁上连通有回流管117，第一滤管112底部的侧壁上连通有第一出料管111。
所述脉冲精滤组件200包括第二滤管217，第二滤管217的中部设置有第二滤柱216，且第二滤管217的内壁与第二滤柱216的外壁之间设置有螺旋状的隔板213，在第二滤管217内形成螺旋流道，使得滤液在第二滤柱216表面呈螺旋状流动，冲刷第二滤柱216，减轻堵塞，第二滤管217的顶部连通有若干第二进液管212，且若干第二进液管212分别与出液管120连通，第二滤管217底部连通设置有第二出料管215，第二滤管217的两端分别设置有与第二滤柱216内部连通的第二清洗管211和清液管214。
所述第二滤管217的一侧设置有压力罐221，压力罐221分上部的低压腔和下部的高压腔，低压腔与回流管117连通，压力罐221上设置有增压泵，将从低压腔中的浓缩液升压后排入高压腔中，所述高压腔的侧壁上设置有脉冲管218和回液管220，其中，脉冲管218与第二滤管217的侧壁连通，且脉冲管218上设置有脉冲阀219，通过脉冲阀219控制，定时向第二滤管217中通入高压的浓缩液，不断改变第二滤管217内部的压力，提高透液速度，回液管220与第一进液管114连通，通过从第一滤管112中取出部分浓缩液，加快第一滤管112中滤液的流速，从而减轻第一滤柱113堵塞。
所述滤清液处理组件300包括工艺水罐312，工艺水罐312的底壁上固定有布水底座316，布水底座316的上方卡装有若干流化柱313，流化柱313中填充有滤芯315，该滤芯315为市售的活性炭填料，工艺水罐312的底部设置有与布水底座316相连通的清液进管311，且清液进管311与清液管214连通，工艺水罐312的侧壁的上侧连通设置有清液出管314，经过回流粗滤组件100和脉冲精滤组件200处理后的滤清液中含有少量小分子有机物和无机离子，其通过布水底座316导入流化柱313的底部，将内部的滤料搅动成流化状态，使得滤清液与滤料充分接触，对滤清液充分处理。
本装置中涉及管路均设置有电磁阀，且通过PLC控制通断及开度。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
本发明工作原理：
超滤工作：升压后的核酸浓缩液从第一进液管114导入第一滤管112中，浓缩液中的大分子被挡在第一滤柱113的表面，向气洗管118中通入灭菌氮气，形成的气泡沿着倾斜的第一滤柱113的侧壁向上浮起，搅动卡在第一滤柱113上的大分子，同时底部的气泡与中部的气泡相遇时发生融合、破碎，产生冲击压力和局部紊流，进一步减轻大分子堵塞第一滤柱113的情况产生，氮气从顶部的压力阀116排出，经过第一滤管112的滤出液排出至第二滤管217中，在螺旋流道中流动过滤，同时回流管117通过电磁阀控制排出部分浓缩至压力罐221中被增压，随后一部分通过脉冲管218和脉冲阀219控制通入第二滤管217中，不断改变第二滤管217内部的压力，提高透液速度，另一部部分回流至第一进液管114中，增大第一滤管112中滤液的流速，将附着的大分子冲走，从而减轻第一滤柱113堵塞，经过第二滤柱216滤出的滤清液导入工艺水罐312中，并通过布水底座316导入流化柱313的底部，将内部的滤料搅动成流化状态，使得滤清液与滤料充分接触，对滤清液中的小分子进行吸附，完成对滤清液处理，随后检测排放即可。
清洗：通过控制器进行控制，关闭出液管120上的阀门，从第一清洗管115向第一滤柱113中通过高压清洗剂，向气洗管118中通入大量空气，通过反向施压和气体搅动，将卡在第一滤柱113上的大分子冲下并从第一出料口排出；关闭清液管214上的阀门，向压力罐221中通入清洗剂增压，随后从第二清洗管211和脉冲管218同时通入清洗剂，使得清洗剂在第二滤中螺旋清洗，随后从第二出料排出，即可完成本装置的清洗。
在说明书的描述中，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。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种药用核酸用自清洗超滤装置，包括支架，其特征在于，支架上设置回流粗滤组件(100)，回流粗滤组件(100)的下方设置有脉冲精滤组件(200)，回流粗滤组件(100)的一侧设置有滤清液处理组件(300)；
所述回流粗滤组件(100)包括第一滤管(112)和设置于第一滤管(112)中部的第一滤柱(113)，第一滤柱(113)的外侧壁上卡装有气洗管(118)，第一滤管(112)的顶壁上还连通设置有压力阀(116)；
第一滤柱(113)呈倒置圆台状，且第一滤柱(113)的母线与水平面的夹角为60°。
2.根据权利要求1所述的一种药用核酸用自清洗超滤装置，其特征在于，第一滤管(112)的底壁上固定有与第一滤柱(113)适配密封卡装的管座(119)，第一滤管(112)的底部设置有与管座(119)连通的出液管(120)。
3.根据权利要求1所述的一种药用核酸用自清洗超滤装置，其特征在于，第一滤管(112)的顶壁上设置有第一清洗管(115)，第一滤管(112)侧壁的上侧设置有第一进液管(114)，第一进液管(114)下方的侧壁上设置有回流管(117)，第一滤管(112)底部的侧壁上连通有第一出料管(111)。
4.根据权利要求1所述的一种药用核酸用自清洗超滤装置，其特征在于，脉冲精滤组件(200)包括第二滤管(217)，第二滤管(217)的中部设置有第二滤柱(216)，且第二滤管(217)的内壁与第二滤柱(216)的外壁之间设置有螺旋状的隔板(213)，将第二滤管(217)内部分隔成螺旋流道。
5.根据权利要求4所述的一种药用核酸用自清洗超滤装置，其特征在于，第二滤管(217)的一侧设置有压力罐(221)，压力罐(221)上设置有增压泵，压力罐(221)的顶端与回流管(117)连通，压力罐(221)的底端设置有脉冲管(218)和回液管(220)，脉冲管(218)与第二滤管(217)的侧壁连通，回液管(220)与第一进液管(114)连通。
6.根据权利要求4所述的一种药用核酸用自清洗超滤装置，其特征在于，第二滤管(217)的顶部连通有若干第二进液管(212)，且若干第二进液管(212)分别与出液管(120)连通，第二滤管(217)底部连通设置有第二出料管(215)，第二滤管(217)的两端分别设置有第二清洗管(211)和清液管(214)。
7.根据权利要求1所述的一种药用核酸用自清洗超滤装置，其特征在于，所述滤清液处理组件(300)包括工艺水罐(312)，工艺水罐(312)的底壁上固定有布水底座(316)，布水底座(316)的上方卡装有若干流化柱(313)，流化柱(313)中填充有滤芯(315)，工艺水罐(312)的底部设置有与布水底座(316)相连通的清液进管(311)，工艺水罐(312)的侧壁的上侧连通设置有清液出管(314)。
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