CN206408223U - 一种菌体蛋白分离系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种菌体蛋白分离系统，属于废水处理技术领域。所述系统包括相互连接的膜过滤系统和离心分离系统；其中，所述膜过滤系统包括：缓冲罐；膜过滤装置，与所述缓冲罐连接，接收所述缓冲罐输送的物料并对物料进行过滤浓缩；所述离心分离系统包括：浓液缓冲罐，与所述膜过滤装置连接，接收经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液；离心机，与所述浓液缓冲罐连接，接收所述浓液缓冲罐输送的经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液并进行离心分离。由于联合利用膜过滤装置和离心机对菌体蛋白进行浓缩分离，物料先经膜过滤装置进行初步浓缩，然后再经离心机进一步离心分离，从而提高了菌体蛋白分离效率。

Description

一种菌体蛋白分离系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，特别涉及一种菌体蛋白分离系统。

背景技术

利用钢厂煤气发酵制乙醇生产过程中，发酵菌种的分离，即蛋白的回收可作为一种高价值的副产物，这种菌体蛋白是发酵后醪液中的细菌蛋白，无毒无害，其蛋白含量很高，可用作饲料品种等。醪液经过蒸馏系统分离出高浓乙醇，细菌蛋白随着其他成分被遗留，如果不将其分离，而作为废水直接进入污水处理系统，因其悬浮物和化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)高，处理难度大、成本高，因此一般需将醪液中菌体蛋白分离后再排放至污水处理系统。目前一般使用分离膜过滤分离醪液中遗留的菌体蛋白，但分离效率低，因此如何高效分离出细菌蛋白成为急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型通过提供一种菌体蛋白分离系统，解决了现有技术中使用分离膜过滤分离醪液中菌体蛋白效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种菌体蛋白分离系统，包括相互连接的膜过滤系统和离心分离系统；其中，

所述膜过滤系统包括：

缓冲罐；

膜过滤装置，与所述缓冲罐连接，接收所述缓冲罐输送的物料并对物料进行过滤浓缩；

所述离心分离系统包括：

浓液缓冲罐，与所述膜过滤装置连接，接收经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液；

离心机，与所述浓液缓冲罐连接，接收所述浓液缓冲罐输送的经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液并进行离心分离。

进一步地，所述膜过滤系统还包括：用于将所述缓冲罐中的物料输送至所述膜过滤装置中的第一进料泵；所述第一进料泵的入口与所述缓冲罐连接，所述第一进料泵的出口与所述膜过滤装置连接。

进一步地，所述膜过滤装置中具有对菌体蛋白进行过滤分离的分离膜，所述分离膜为无机膜或有机膜。

进一步地，所述分离膜孔径为100nm。

进一步地，所述浓液缓冲罐中装有搅拌装置。

进一步地，所述离心分离系统还包括：用于将所述浓液缓冲罐中的经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液输送至所述离心机中的第二进料泵；所述第二进料泵的入口与所述浓液缓冲罐的出口连接，所述第二进料泵的出口与所述离心机连接。

进一步地，所述离心机为卧螺式离心机或碟片式离心机。

进一步地，所述菌体蛋白分离系统还包括：用于回收经所述膜过滤装置过滤浓缩后的滤液的清液回收罐；所述清液回收罐与所述膜过滤装置连接。

进一步地，所述菌体蛋白分离系统还包括：用于接收经所述离心机离心分离后的轻相物料的污水系统；所述污水系统与所述离心机分离的轻相物料出口连接。

进一步地，所述菌体蛋白分离系统还包括：对经所述离心机离心分离后的沉淀物进行干燥的干燥装置；所述干燥装置与所述离心机分离的重相物料出口连接。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例中提供的菌体蛋白分离系统，包括相互连接的膜过滤系统和离心分离系统；其中，所述膜过滤系统包括：缓冲罐；膜过滤装置，与所述缓冲罐连接，接收所述缓冲罐输送的物料并对物料进行过滤浓缩；所述离心分离系统包括：浓液缓冲罐，与所述膜过滤装置连接，接收经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液；离心机，与所述浓液缓冲罐连接，接收所述浓液缓冲罐输送的经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液并进行离心分离。由于联合利用膜过滤装置和离心机对菌体蛋白进行浓缩分离，物料先经膜过滤装置进行初步浓缩，然后再经离心机进一步离心分离，从而解决了现有技术中使用分离膜过滤分离醪液中菌体蛋白效率低的技术问题，达到了提高菌体蛋白分离效率、降低污水处理难度技术效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的菌体蛋白分离系统的结构示意图。

图中，1-缓冲罐，2-第一进料泵，3-膜过滤装置，4-浓液缓冲罐，5-搅拌装置，6-清液回收罐，7-第二进料泵，8-离心机，9-污水系统，10-干燥装置。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种菌体蛋白分离系统，解决了现有技术中使用分离膜过滤分离醪液中菌体蛋白效率低的技术问题，能够提高菌体蛋白的分离效率、降低污水处理难度。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种菌体蛋白分离系统，如图1所示，包括相互连接的膜过滤系统和离心分离系统；其中，

所述膜过滤系统包括：

缓冲罐1；

膜过滤装置3，与所述缓冲罐1连接，接收所述缓冲罐1输送的物料并对物料进行过滤浓缩；

所述离心分离系统包括：

浓液缓冲罐4，与所述膜过滤装置3连接，接收经所述膜过滤装置3过滤浓缩后的浓缩液；

离心机8，与所述浓液缓冲罐4连接，接收所述浓液缓冲罐4输送的经所述膜过滤装置3过滤浓缩后的浓缩液并进行离心分离。

本实施例中，所述膜过滤系统还包括：用于将所述缓冲罐1中的物料输送至所述膜过滤装置3中的第一进料泵2；所述第一进料泵2的入口与所述缓冲罐1连接，所述第一进料泵2的出口与所述膜过滤装置3连接。具体而言，所述第一进料泵2的入口通过管道与所述缓冲罐1的出口连接，第一进料泵2的出口通过管道与所述膜过滤装置3的进料口连接。其中，所述缓冲罐1用于储存待分离的含菌体蛋白的物料，起到为所述膜过滤装置3供料缓冲的作用，保证膜过滤装置3稳定连续进料；所述第一进料泵2为所述膜过滤装置3提供连续、高压物料，为过滤浓缩提供动力。

本实施例中，所述膜过滤装置3中具有对菌体蛋白进行过滤分离的分离膜，所述分离膜为无机膜或有机膜。其中，所述分离膜起到过滤菌体蛋白的作用，具体来讲，物料经过分离膜时，菌体蛋白大分子物质无法通过分离膜被过滤出来得到浓缩液，而水等小分子物质能够通过分离膜被滤除得到滤液。也就是说，所述膜过滤装置3具有浓缩液出口和滤液出口，分别用于排放过滤后的浓缩液和滤液，所述浓缩液出口通过管道与所述浓液缓冲罐4的入口连接。优选的，所述分离膜孔径为100nm，能够较好的分离菌体蛋白与其它物质，对物料进行浓缩，达到所述离心机8进料要求，降低离心机能耗。

本实施例中，所述浓液缓冲罐4中装有搅拌装置5，以保证所述浓液缓冲罐4能够为所述离心机8提供连续、均匀进料，防止离心机8进料不均匀影响菌体蛋白的回收率。

本实施例中，所述离心分离系统还包括：用于将所述浓液缓冲罐4中的经所述膜过滤装置3过滤浓缩后的浓缩液输送至所述离心机8中的第二进料泵7；所述第二进料泵7的入口与所述浓液缓冲罐4的出口连接，所述第二进料泵7的出口与所述离心机8连接。具体而言，所述第二进料泵7的入口通过管道与所述浓液缓冲罐4的出口连接，第二进料泵7的出口通过管道与所述离心机8的加料口连接。其中，所述第二进料泵7用于为所述离心机8输送连续浓缩液。

优选的，所述离心机8为卧螺式离心机或碟片式离心机。具体来讲，离心机8用于对由所述浓液缓冲罐4输送来的经所述膜过滤装置3过滤浓缩的浓缩液进行进一步离心分离，以提高菌体蛋白的分离效率和回收率。经所述离心机8离心分离后分别得到重相物料(即沉淀物)和轻相物料(即上清液)，将所述重相物料和所述轻相物料分别通过重相物料出口和轻相物料出口排出。

本实施例中，所述菌体蛋白分离系统还包括：用于回收经所述膜过滤装置3过滤浓缩后的滤液的清液回收罐6；所述清液回收罐6与所述膜过滤装置3连接。具体而言，所述清液回收罐6通过管道与所述膜过滤装置3的滤液出口连接，清液回收罐6回收的滤液待用，比如可以用于配置在线清洗溶液(cleaning in place，CIP)，或用于配制发酵营养液。

本实施例中，所述菌体蛋白分离系统还包括：用于接收经所述离心机8离心分离后的轻相物料的污水系统9；所述污水系统9与所述离心机8分离的轻相物料出口连接。经所述离心机8离心分离后的轻相物料中菌体蛋白含量极少，将其直接排放至污水系统9中，不会对环境造成危害，降低了污水处理负荷。

本实施例中，所述菌体蛋白分离系统还包括：对经所述离心机8离心分离后的沉淀物进行干燥的干燥装置10；所述干燥装置10与所述离心机8分离的重相物料出口连接。经所述离心机8离心分离后的重相物料中为高浓菌体蛋白，通过干燥装置10对分离出的菌体蛋白干燥后回收利用。

下面通过具体工作过程对本实用新型实施例提供的菌体蛋白分离系统进行详细说明：

缓冲罐1中的待分离物料通过第一进料泵2输送至所述膜过滤装置3中，膜过滤装置3对物料进行过滤浓缩，分离出的浓缩液输送至所述浓液缓冲罐4中；分离出的滤液回收至清液回收罐6中，可用于配制CIP溶液和培养基。浓液缓冲罐4内的浓缩液经过第二进料泵7输送至离心机8中进行离心分离，将离心分离后得到的高浓菌体蛋白沉淀物输送至干燥装置10中进行干燥回收利用，可用作饲料品种；含有极少量菌体的离心上清液排入污水系统9中。

钢厂煤气发酵法制燃料乙醇工艺中，发酵醪液经过蒸馏系统将乙醇提纯后，剩余的成分包括水、菌体等。单独使用膜过滤，菌体蛋白浓度较低，回收困难；单独使用离心机分离，进料浓度太低，对离心机要求比较高，选型困难。由于本实用新型实施例中联合了膜过滤与离心分离技术对醪液中菌体蛋白进行分离，经分离膜过滤和离心分离后的清液中菌体蛋白含量极少，所以降低了污水处理负荷，进而降低了污水处理的投资成本；同时离心分离后得到的菌体蛋白中浓度高、含水量大大降低，所以还提高了菌体蛋白收率、降低了蛋白分离和干燥的能耗。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例中提供的菌体蛋白分离系统，包括相互连接的膜过滤系统和离心分离系统；其中，所述膜过滤系统包括：缓冲罐；膜过滤装置，与所述缓冲罐连接，接收所述缓冲罐输送的物料并对物料进行过滤浓缩；所述离心分离系统包括：浓液缓冲罐，与所述膜过滤装置连接，接收经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液；离心机，与所述浓液缓冲罐连接，接收所述浓液缓冲罐输送的经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液并进行离心分离。由于联合利用膜过滤装置和离心机对菌体蛋白进行浓缩分离，物料先经膜过滤装置进行初步浓缩，然后再经离心机进一步离心分离，从而解决了现有技术中使用分离膜过滤分离醪液中菌体蛋白效率低的技术问题，达到了提高菌体蛋白分离效率、降低污水处理难度技术效果。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种菌体蛋白分离系统，其特征在于，包括相互连接的膜过滤系统和离心分离系统；其中，

所述膜过滤系统包括：

缓冲罐；

膜过滤装置，与所述缓冲罐连接，接收所述缓冲罐输送的物料并对物料进行过滤浓缩；

所述离心分离系统包括：

浓液缓冲罐，与所述膜过滤装置连接，接收经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液；

离心机，与所述浓液缓冲罐连接，接收所述浓液缓冲罐输送的经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液并进行离心分离。

2.如权利要求1所述的菌体蛋白分离系统，其特征在于，所述膜过滤系统还包括：用于将所述缓冲罐中的物料输送至所述膜过滤装置中的第一进料泵；所述第一进料泵的入口与所述缓冲罐连接，所述第一进料泵的出口与所述膜过滤装置连接。

3.如权利要求1或2所述的菌体蛋白分离系统，其特征在于，所述膜过滤装置中具有对菌体蛋白进行过滤分离的分离膜，所述分离膜为无机膜或有机膜。

4.如权利要求3所述的菌体蛋白分离系统，其特征在于，所述分离膜孔径为100nm。

5.如权利要求1所述的菌体蛋白分离系统，其特征在于，所述浓液缓冲罐中装有搅拌装置。

6.如权利要求1所述的菌体蛋白分离系统，其特征在于，所述离心分离系统还包括：用于将所述浓液缓冲罐中的经所述膜过滤装置过滤浓缩后的浓缩液输送至所述离心机中的第二进料泵；所述第二进料泵的入口与所述浓液缓冲罐的出口连接，所述第二进料泵的出口与所述离心机连接。

7.如权利要求1或6所述的菌体蛋白分离系统，其特征在于，所述离心机为卧螺式离心机或碟片式离心机。

8.如权利要求1所述的菌体蛋白分离系统，其特征在于，所述菌体蛋白分离系统还包括：用于回收经所述膜过滤装置过滤浓缩后的滤液的清液回收罐；所述清液回收罐与所述膜过滤装置连接。

9.如权利要求1所述的菌体蛋白分离系统，其特征在于，所述菌体蛋白分离系统还包括：用于接收经所述离心机离心分离后的轻相物料的污水系统；所述污水系统与所述离心机分离的轻相物料出口连接。

10.如权利要求1所述的菌体蛋白分离系统，其特征在于，所述菌体蛋白分离系统还包括：对经所述离心机离心分离后的沉淀物进行干燥的干燥装置；所述干燥装置与所述离心机分离的重相物料出口连接。