CN202047067U - 生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其结构包括原料储罐、板式超滤器、管式超滤器、滤液收集罐、凸轮泵、液泵、流量调节装置和流量计;原料储罐和滤液收集罐内设有制冷系统的制冷盘管。本超滤分离装置采用板式超滤和管式超滤的多级结构与并串联组合,设置多级过滤浓缩装置和封闭式超滤系统,并配套完善的回收再生系统,在温度为5~35℃状态下运行,减少酶活力损失,浓缩至所需浓度的目标产物。过滤浓缩时,按过滤级别要求只需启动板式超滤系统或管式超滤系统,进行单级或多级过滤浓缩,取得目标产物。变频调节流量,使回流循环液与透过水既达到实现小分子物质分离,又实现液体浓缩而且不会堵塞超滤管实现连续高效过滤,提高超滤处理能力,降低成本,提高收率。
Description
技术领域
本实用新型属于生物技术领域,涉及生物酶液体和饮料提取液浓缩分离设备,尤其涉及一种生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置。
背景技术
由于生物酶制剂、饮料、溶剂等领域,产品的质量容易受温度的限制,因此传统的高温蒸发浓缩方法不适用于生物酶制剂、饮料等液体产品的浓缩,而真空冷冻浓缩法、反渗透浓缩法的成本又很高,尤其食品级酶制剂的浓缩对浓缩技术要求更高,既要求浓缩过程酶活损失小得到较高活力的生物酶浓缩液,又要求完全无污染的浓缩过程,因此目前的多款浓缩设备的实用性都不强。
实用新型内容
本实用新型的目的是:为实现实用、高效分离、高浓缩比、低损失、连续大批量制备生物酶浓缩液及纯净饮料,提供一种生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置。
本实用新型的技术方案为:
1、本生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,设置有多级过滤浓缩装置和封闭式超滤系统,并设有冷却系统,可控制超滤于5~35℃温度状态下运行,减少酶活力损失,并配套完善的回收与再生系统。
2、本生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,选择截留分子量为3000~20000D的有机膜或不锈钢超滤管去除水、糖等小分子物质,实现浓缩分离操作,把液体变浓,达到所需浓度生物酶或其他液体。
3、本分离装置通过采用板式超滤和管式超滤的多级结构与并联、串联组合,连续高效过滤,其浓缩程度是完全自由控制的,达到多级浓缩的目标产物。
4、本分离装置当不需要进行多级过滤浓缩时,按过滤级别要求只需启动板式超滤系统或管式超滤系统,自选进行单级、二级等过滤浓缩,取得高品质目标产物。
5、通过变频调节流量,使回流循环液与透过水既达到实现小分子物质分离,又实现液体浓缩而且不会堵塞超滤管,提高超滤处理能力,大大降低生产成本,提高产品收率。
本实用新型是这样实现的:
一种生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其结构包括原料储罐、板式超滤器、管式超滤器、控温滤液收集罐、滤液收集罐、1号凸轮泵(2)、2号凸轮泵(29)、水泵、 浓缩液收料泵、流量调节装置和流量计;原料储罐内设有2号制冷盘管,采用给料管分别与设有阀门的1号凸轮泵、2号凸轮泵、板式超滤器、控温滤液收集罐、滤液收集罐和管式超滤器连接;
所述的1号凸轮泵与流量调节装置采用给料管分别与2号压力表和2号阀门、3号阀门和12号阀门连接,2号凸轮泵与流量调节装置采用给料管分别与1号压力表和20号阀门和21号阀门连接;
所述的板式超滤器采用给料管分别与控温滤液收集罐、1号流量计、2号流量计、3号流量计和6号阀门、7号阀门、8号阀门、9号阀门、10号阀门、11号阀门、13号阀门、14号阀门、15号阀门和17号阀门连接;
所述的控温滤液收集罐内设有制冷盘管;
所述的管式超滤器采用给料管分别与滤液收集罐、4号流量计和23号阀门、24号阀门、25号阀门、26号阀门、27号阀门、28号阀门和29号阀门连接,并与17号阀门和18号阀门连接;
所述的滤液收集罐采用给料管分别与管式超滤器和30号阀门和31号阀门阀门连接;
所述的水泵采用给水管与31号阀门连接和外接;
所述的浓缩液收料泵采用给水管与和4号阀门和5号阀门连接。
以上所述的原料储罐和控温滤液收集罐,是收集制冷系统冷却原料液和板式超滤循环回流液,内部设置有制冷系统,可控制温度在5~35℃。
以上所述的板式超滤器,是采用截留分子量大于20000的有机膜或不锈钢膜或陶瓷膜,采用并联或串联多板组合的方式。
以上所述的管式超滤器,是采用截留分子量大于3000的有机膜或不锈钢膜或陶瓷膜,采用并联或串联多板组合的方式。
以上所述的原料储罐、板式超滤器、管式超滤器、控温滤液收集罐、2号制冷盘管和1号制冷盘管,采用不锈钢或铜质材料制作。
以上所述的阀门,采用塑料阀门或不锈钢陶瓷阀。
以上所述的给料管,采用塑料或不锈钢给水管,与阀门的连接使用胶水粘合或螺纹连接,与其设备及部件采用螺纹连接。
以上所述的板式超滤和管式超滤,设置同时运行分级过滤、分级浓缩、分级收集浓缩液,也可以独立运行,单级或多级过滤,单级或多级浓缩,独立收集浓缩液。
以上所述的流量调节装置,采用变频调节器。
本装置设置是全封密系统。
本装置设置有反冲洗系统。
本多级超滤纯化分离浓缩装置,可根据原料成份的分子量不同,采用截留分子量不同的有机膜或陶瓷膜或不锈钢膜,设置若干不同并联或串联形式组合多级超滤器,实现多级液体分离浓缩。
本多级超滤纯化分离浓缩装置,超滤流量调节采用变频控制流量,使小分子物质透过超滤管,大分子物质回流循环,不断进行,实现浓缩,并使得超滤膜孔径不被大分子物质堵塞,保持流量衰减很小,实现连续大规模浓缩操作,提高超滤处理能力,大大降低生产成本,提高产品收率。
本多级超滤纯化分离浓缩装置适用于生物酶提取液、饮料、酒类及调味品等液体的分离浓缩操作。
本多级超滤纯化分离浓缩装置工作过程是:
本生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,工作时,运行制冷设备2号制冷盘管(48)和1号制冷盘管(28)控制原料储罐(1)和控温滤液收集罐(6)的料液冷却温度,关闭1号阀门(10)、3号阀门(12)、7号阀门(16)、10号阀门(19)、11号阀门(20)、16号阀门(25)、17号阀门(26)和22号阀门(32),打开2号阀门(11)、6号阀门(15)、8号阀门(17)、9号阀门(18)、12号阀门(21)、13号阀门(22)、14号阀门(23)和15号阀门(24),打开流量调节装置(3)启动1号凸轮泵(2),将原料储罐(1)中料液送入板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)开始循环过滤浓缩,分子量小于20000的料液进入控温滤液收集罐(6),板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)截留分子量大于20000的料液,当料液浓缩到预定浓度,打开3号阀门(12)、4号阀门(13)和5号阀门(14),启动浓缩液收料泵(8),收集一级浓缩液;当板式超滤控温滤液收集罐(6)存有一定量的料液后,启动2号凸轮泵(29)进行二级过滤浓缩,分子量小于20000的料液进入管式超滤器开始循环过滤浓缩,分子量小于3000的料液进入滤液收集罐(40),管式超滤截留分子量大于3000的料液,当料液浓缩到预定浓度,关闭3号阀门(12),打开4号阀门(13)、5号阀门(14)和22号阀门(32),启动浓缩液收料泵(8),收集二级浓缩液,这样可以获得要求浓度更高的浓缩液,尤其是可以获得控制分子量范围内的酶制剂。最后残留在板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)、管式超滤器(5-1、5-2、5-3和5-4)浓缩液经清水清洗后,经过浓缩液收集系统收集再利用。最后残留在原料储罐(1)和板式超滤透过水收集罐的清洗液经过排空管道和1号阀(10)和16号阀门(25)排至污水池。
当不需要进行多级过滤浓缩时,按过滤级别要求只需启动板式超滤系统或管式超滤系统,进行不同组合单级或二级过滤浓缩,取得目标产物。工作过程是:板式超滤时,关闭 阀 门(10)、3号阀门(12)、16号阀门(25)、17号阀门(26)和20号阀门(30),打开2号阀门(11)、6号阀门(15)、8号阀门(17)、9号阀门(18)、12号阀门(21)、13号阀门(22)、14号阀门(23)和15号阀门(24),打开流量调节装置(3)启动1号凸轮泵(2)即可独立运行板式超滤系统,取得分子量大于20000的浓缩液;管式超滤时,或是关闭1号阀门(10)、4号阀门(13)、6号阀门(15)、7号阀门(16)、8号阀门(17)、12号阀门(21)、18号阀门(27)和21号阀门(31),打开3号阀门(12)、17号阀门(26)、22号阀门(32)、23号阀门(33)、24号阀门(34)、25号阀门(35)、26号阀门(36)和29号阀门(39),打开流量调节装置(3)启动1号凸轮泵(2),将原料储罐(1)中料液送入管式超滤器(5-1、5-2、5-3和5-4)开始循环过滤浓缩,分子量小于3000的料液进入滤液收集罐(40),管式超滤器截留分子量大于3000的料液,当料液浓缩到预定浓度,打开3号阀门(12)、4号阀门(13)和5号阀门(14),启动浓缩液收料泵(8),收集浓缩液。
本实用新型的优点和积极效果:
1、本生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,设置多级过滤浓缩装置和封闭式超滤系统,设有制冷系统,可控制超滤于5~35℃温度状态下运行,减少酶活力损失,并配套完善的回收与再生系统。
2、本生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,选择截留分子量3000~20000D分子量的有机膜或不锈钢超滤管去除水、糖等小分子物质,实现浓缩分离操作,把液体变浓,达到所需浓度生物酶或其他液体。
3、本生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,通过采用板式超滤和管式超滤的多级结构与并联、串联组合,连续高效过滤,其浓缩程度是完全自由控制的,达到多级浓缩的目标产物。
4、本生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,当不需要进行多级过滤浓缩时,按过滤级别要求只需启动板式超滤系统或管式超滤系统,自选进行单级或多级过滤浓缩,取得高品质目标产物。
5、本生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,通过变频调节流量,使回流循环液与透过水既达到实现小分子物质分离,又实现液体浓缩而且不会堵塞超滤管,提高超滤处理能力,大大降低生产成本,提高产品收率。
附图说明
图1是本实用新型装置的结构示意图。
图中标识:1-原料储罐,2-1号凸轮泵、29-2号凸轮泵,3-流量调节装置,4-1、4-2、4-3和4-4-板式超滤器,5-1、5-2、5-3和5-4-管式超滤器,6-控温滤液收集罐、40-滤液收 集罐,7-水泵、8-浓缩液收料泵,9-4号流量计、45-1号流量计、46-2号流量计、47-3号流量计,10-1号阀门、11-2号阀门、12-3号阀门、13-4号阀门、14-5号阀门、15-6号阀门、16-7号阀门、17-8号阀门、18-9号阀门、19-10号阀门、20-11号阀门、21-12号阀门、22-13号阀门、23-14号阀门、24-15号阀门、25-16号阀门、26-17号阀门、27-18号阀门、29、30-20号阀门、31-21号阀门、32-22号阀门、33-23号阀门、34-24号阀门、35-25号阀门、36-26号阀门、37-27号阀门、38-28号阀门、39-29号阀门、41-30号阀门、42-31号阀门,43-1号压力表、44-2号压力表,28-1号制冷盘管、48-2号制冷盘管。
具体实施方式
实施例:
将原料储罐(1)与1号凸轮泵(2)通过塑料或不锈钢进料管连接,两者之间设置2号阀门(11),1号凸轮泵与板式超滤(4-1、和4-2)通过塑料给料管连接,两者之间设置12号阀门(21)、13号阀门(22)、13号阀门(23),给料管上安装2号压力表(44),使用环氧树脂胶水粘合2号压力表(44)表座,2号压力表(44)使用螺纹与表座连接;1号凸轮泵(2)、2号凸轮泵(29)通过安装在电控柜上的流量调节装置(3)来进行调节流量;板式超滤器(4-1、4-2、4-3、和4-4)上的回流出口通过塑料或不锈钢管经1号流量计(45)、2号流量计(46)、3号流量计(47)、6号阀门(15)、7号阀门(16)、8号阀门(17)与原料储罐(1)连接,另一个透过水出口经塑料或不锈钢管与控温滤液收集罐(6)连接;滤液收集罐(40)通过塑料或不锈钢给料管经2号凸轮泵(29),20号阀门(30)、21号阀门(31)、23号阀门(33)与管式超滤管(5-1和5-2)连接,2号凸轮泵(29)与21号阀门(31)之间装有1号压力表(43),使用环氧树脂胶水粘合1号压力表(43)表座,1号压力表(43)使用螺纹与表座连接;管式超滤器(5-1、5-2、5-3和5-4)上面的透过水出口通过塑料或不锈钢给料管直接与滤液收集罐(40)连接。另一个回流出口通过塑料或不锈钢给料管连接流量计(9)、17号阀门(26)回到储罐,流量计(9)和17号阀门(26)之间设有三通给料管,并安装18号阀门(27)再与控温滤液收集罐(6);滤液收集罐(40)连接排空30号阀门(41),连接31号阀门(42)、水泵(7)连接至回收水储罐。
多级超滤纯化分离浓缩装置工作过程是:
运行制冷设备2号制冷盘管(48)和2号制冷盘管(28)控制原料储罐(1)和控温滤液收集罐(6)的料液冷却至5~35℃,关闭1号阀门(10)、3号阀门(12)、4号阀门(13)、10号阀门(19)、11号阀门(20)、16号阀门(25)、17号阀门(26)、22号阀门(32)、27号阀门(37)、28号阀门(38)和30号阀门(41),打开2号阀门(11)、6号阀门(15)、 号阀门(17)、9号阀门(18)、12号阀门(21)、13号阀门(22)、15号阀门(24)、18号阀门(27)、20号阀门(30)、21号阀门(31)、23号阀门(33)、24号阀门(34)、25号阀门(35)、26号阀门(36)和9号阀门(39),打开流量调节装置(3)启动1号凸轮泵(2),将原料储罐(1)中料液送入板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)开始超滤循环过滤浓缩,分子量小于20000的料液进入控温滤液收集罐(6),板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)截留分子量大于20000的料液,当料液浓缩到预定浓度,打开3号阀门(12)、4号阀门(13)和5号阀门(14),启动浓缩液收料泵(8),收集一级浓缩液;当板式超滤控温滤液收集罐(6)存有一定量的料液后,启动2号凸轮泵(29)进行二级过滤浓缩,分子量小于20000的料液进入管式超滤器开始超滤循环过滤浓缩,分子量小于3000的料液进入滤液收集罐(40),管式超滤截留分子量大于3000的料液,当料液浓缩到预定浓度,关闭3号阀门(12),打开4号阀门(13)、5号阀门(14)和23号阀门(32),启动浓缩液收料泵(8),收集二级浓缩液,这样可以获得要求更高浓度的浓缩液,尤其是可以获得控制分子量范围内的生物酶制剂浓缩液。最后残留在板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)、管式超滤器(5-1、5-2、5-3和5-4)浓缩液经清水清洗后,经过浓缩液收集系统收集再利用。最后残留在原料储罐(1)和板式超滤透过水收集罐的清洗液经过排空管道和原料储罐(1)的排空阀(10)或控温滤液收集罐(6)的排空阀(25)排至污水池。
单级超滤纯化分离浓缩装置工作过程是:
当不需要进行多级过滤浓缩时,按过滤级别要求只需启动板式超滤系统或管式超滤系统,进行单级过滤浓缩,取得目标产物。工作过程是:板式超滤时,关闭1号阀门(10)、3号阀门(12)、4号阀门(13)、10号阀门(19)、11号阀门(20)、16号阀门(25)、17号阀门(26)和22号阀门(32),打开2号阀门(11)、6号阀门(15)、5号阀门(17)、9号阀门(18)、12号阀门(21)、13号阀门(22)、15号阀门(24)和流量调节装置(3),启动1号凸轮泵(2)即可独立运行板式超滤系统,取得分子量大于20000的浓缩液;管式超滤时,关闭1号阀门(10)、4号阀门(13)、12号阀门(21)、17号阀门(26)、21号阀门(31)、27号阀门(37)、28号阀门(38)和30号阀门(41),打开1号阀门(11)、3号阀门(12)、22号阀门(32)、23号阀门(33)、24号阀门(34)、25号阀门(35)、26号阀门(36)和29号阀门(39),启动1号凸轮泵(2)即可独立运行管式超滤系统,取得分子量大于3000的浓缩液。
Claims (10)
1.一种生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其特征在于:该装置包括原料储罐(1)、板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)、管式超滤器(5-1、5-2、5-3和5-4)、控温滤液收集罐(6)、滤液收集罐(40)、1号凸轮泵(2)、2号凸轮泵(29)、水泵(7)、浓缩液收料泵(8)、流量调节装置(3)和4号流量计(9)、1号流量计(45)、2号流量计(46)、3号流量计(47);原料储罐(1)内设有2号制冷盘管(48),采用给料管分别与设有阀门的1号凸轮泵(2)、2号凸轮泵(29)、板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)、控温滤液收集罐(6)、滤液收集罐(40)和管式超滤器(5-1、5-2、5-3和5-4)连接;
所述的1号凸轮泵(2)与流量调节装置(3)采用给料管分别与2号压力表(44)和2号阀门(11)、3号阀门(12)和12号阀门(21)连接,2号凸轮泵(29)与流量调节装置(3)采用给料管分别与1号压力表(43)和20号阀门(30)和21号阀门(31)连接;
所述的板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)采用给料管分别与控温滤液收集罐(6)、1号流量计(45)、2号流量计(46)、3号流量计(47)和6号阀门(15)、7号阀门(16)、8号阀门(17)、9号阀门(18)、10号阀门(19)、11号阀门(20)、13号阀门(22)、14号阀门(23)、15号阀门(24)和17号阀门(26)连接;
所述的控温滤液收集罐(6)内设有制冷盘管(28);
所述的管式超滤器(51、5-2、5-3和5-4)采用给料管分别与滤液收集罐(40)、4号流量计(9)和23号阀门(33)、24号阀门(34)、25号阀门(35)、26号阀门(36)、27号阀门(37)、28号阀门(38)和29号阀门(39)连接,并与17号阀门(26)和18号阀门(27)连接;
所述的滤液收集罐(40)采用给料管分别与管式超滤器(5-1、5-2、5-3和5-4)和30号阀门(41)和31号阀门(42)连接;
所述的水泵(7)采用给水管与31号阀门(42)连接和外接;
所述的浓缩液收料泵(8)采用给水管与和4号阀门(13)和5号阀门(14)连接。
2.根据权利要求1所述的生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其特征在于:所述的原料储罐(1)和控温滤液收集罐(6),设计控制温度在5~35℃。
3.根据权利要求1所述的生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其特征在于:所述的板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4),是采用截留分子量大于20000的有机膜或不锈钢膜或陶瓷膜,采用并联或串联多板组合的方式。
4.根据权利要求1所述的生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其特征在于:所述的管式超滤器(5-1、5-2、5-3和5-4),是用截留分子量大于3000的有机膜或不锈钢膜或陶瓷膜,采用并联和串联多管组合的方式。
5.根据权利要求1所述的生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其特征在于:所述的原料储罐(1)、板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)、管式超滤器(5-1、5-2、5-3和5-4)、控温滤液收集罐(6)、滤液收集罐(40)、2号制冷盘管(48)和1号制冷盘管(28),采用不锈钢或铜质材料制作。
6.根据权利要求1所述的生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其特征在于:所述的给料管,采用塑料或不锈钢给水管,与阀门的连接使用胶水粘合或螺纹连接,与其设备及部件采用螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其特征在于:所述的板式超滤器(4-1、4-2、4-3和4-4)、管式超滤器(5-1、5-2、5-3和5-4),设置同时运行分级过滤、分级浓缩、分级收集浓缩液,或者独立运行,单级过滤,单级浓缩,独立收集浓缩液。
8.根据权利要求1所述的生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其特征在于:多级超滤纯化分离浓缩装置设置是全封密系统,并设置有反冲洗系统。
9.根据权利要求1所述的生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其特征在于:多级超滤纯化分离浓缩装置采用截留分子量不同的有机膜或不锈钢膜或陶瓷膜,设置若干不同并联或串联形式组合多级超滤器。
10.根据权利要求1所述的生物酶液体和饮料的多级超滤纯化分离浓缩装置,其特征在于:多级超滤纯化分离浓缩装置的超滤流量调节采用变频控制流量。
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2010
- 2010-12-13 CN CN2010206553636U patent/CN202047067U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109963935A (zh) * | 2016-11-11 | 2019-07-02 | 拜耳股份公司 | 用于采样流体流以监测连续流动中的污染物的方法 |
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GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20111123 |