CN207313492U - 一种可溶性丝素蛋白溶液的脱盐系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可溶性丝素蛋白溶液的脱盐系统，包括扩散渗析模块和电渗析模块，扩散渗析模块的出液口与电渗析模块的入口相连。本实用新型将扩散渗析与电渗析相结合，首次用于蛋白质有机体系中除盐，充分利用丝素蛋白溶液本身的高浓度差，在以浓度差为推动力脱盐效率较高时，使用扩散渗析进行脱盐；在以浓度差为推动力脱盐效率较低时，及时用电渗析替换扩散渗析，以电位差为推动力进行脱盐，既保证了低能耗又保证了高脱盐效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及蛋白溶液的处理技术领域，特别是涉及一种可溶性丝素蛋白溶液的脱盐系统。
背景技术
蚕丝由约占总重量75％的丝素蛋白(核心纤维)和25％的丝胶蛋白(外覆和黏结层) 组成。丝素蛋白是一种应用前景非常广泛的功能性材料，广泛应用于服装、医学、生物等领域。天然的丝素蛋白不溶于水，但可以溶于强酸、强碱和一些中性盐溶液中。由于强酸强碱会破坏丝素蛋白的蛋白结构，一些中性盐如氯化物和碘化物又对人体有害，所以现在最常用的就是用氯化钙-乙醇-水三元体系来溶解丝素蛋白。
用于溶解丝素蛋白的三元体系中盐的浓度高，脱盐成为可溶性丝素蛋白生产中的重要环节。最传统的脱盐方法采用的是透析袋脱盐，该方法耗时长，批量少，费用高。随着膜工程的发展，超滤、纳滤、电渗析等膜技术越来越多地用于脱盐。
公开号为CN1392265A和CN102172257A的专利申请中采用纳滤设备脱除丝素蛋白溶液中的高浓度盐，脱盐率分别为98％和90％。公开号为CN101381758A的专利申请中采用超滤和纳滤联用设备脱盐：先用超滤设备分离溶液中的大分子肽段，再采用纳滤设备分离高浓度的盐，脱盐率不超过93.5％。以上设备虽能比传统透析袋脱盐缩短了脱盐时间，但由于超滤和纳滤利用的是丝素蛋白和CaCl2分子量的不同将两者进行分离，所以脱盐率并不高，且分离所依赖的推动力都是压力差，随着丝素蛋白溶液中盐含量逐渐降低，脱盐效率也会逐渐降低，脱盐时间延长，到脱盐的后期，脱盐效率会变得更低。另外，纳滤和超滤所使用的膜孔径非常小，膜表面非常致密，丝素蛋白溶解后的溶液黏度较大，会导致膜流道的堵塞，实际应用时，纳滤膜需要经常清洗，从而会降低脱盐效率，延长脱盐时间。
公开号为CN103897021A的专利申请中采用电渗析脱盐制备一种丝肽，最终得到的丝肽中总杂离子含量小于1％。公开号为CN103243145A的专利申请中先利用电渗析脱盐，再使用透析袋过滤，最终脱盐率为99.5％。使用电渗析脱盐虽可大大缩短脱盐时间，同时也可使脱盐率达到接近100％。但是初期的丝素蛋白溶液中CaCl2的浓度达到了400g/L，若使用电渗析设备使脱盐率达到99.5％，其能耗是非常高的。不仅如此，电渗析脱盐自始至终都需要消耗电能，实际上，溶液与去离子水之间有如此高的浓度差，从脱盐开始至相当长的一段时间内没有必要消耗电能。一般情况下，脱盐前丝素蛋白溶液中CaCl2的浓度都在150g/L-300g/L，用电渗析设备来脱盐，不仅会出现脱盐率低、能耗大、脱盐时间过长等问题，而且还存在着电渗析设备需要大电流运行，易发生损坏漏电等危险情况。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，第一方面，提供一种脱盐率高且节能的可溶性丝素蛋白溶液的脱盐系统，包括原料箱、扩散渗析模块和电渗析模块，原料箱有扩散渗析液进口和电渗析原料进口两个进口，及原料出口和电渗析原料出口两个出口，其中，原料箱的扩散渗析液进口和原料出口与扩散渗析模块相连，原料箱的电渗析原料进口和电渗析原料出口与电渗析模块相连。
所述扩散渗析模块包括扩散渗析料泵、扩散水泵、扩散渗析器和去离子水箱；扩散渗析器通过扩散渗析料泵与原料箱连接，去离子水箱通过扩散水泵与扩散渗析器连接。
所述扩散渗析器设有原料进口、扩散渗析液出口、扩散水进口和扩散水出口；原料进口和扩散渗析液出口分别与原料箱的原料出口和扩散渗析液进口相连；扩散水进口和扩散水出口分别与去离子水箱的水出口和水进口相连。
所述原料箱与扩散渗析器之间的管路上还设有原料流量计和原料压力表。
所述去离子水箱与扩散渗析器之间的管路上还设有扩散水流量计和扩散水压力表。
所述扩散渗析器中原料进口和扩散渗析液出口的位置采取对角线设置；扩散水进口和扩散水出口的位置也采取对角线设置。
所述电渗析模块包括电渗析料泵、电渗析水泵、电渗析器和水箱；电渗析器通过电渗析料泵与原料箱连接，水箱通过电渗析水泵与电渗析器连接。
所述电渗析器包括纵向交替平行排列的浓缩室和淡化室，所述原料箱的电渗析原料进口与淡化室出口相连；原料箱的电渗析原料出口与浓缩室进口相连；淡化室进口和浓缩室出口分别与水箱的淡水出口和浓水进口相连。
所述原料箱与电渗析器之间的管路上还设有一次脱盐溶液流量计和一次脱盐溶液压力表。
所述水箱与电渗析器之间的管路上还设有电渗析水流量计和电渗析水压力表。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型的脱盐系统将扩散渗析与电渗析相结合，首次用于蛋白质有机体系中除盐，充分利用丝素蛋白溶液本身的高浓度差，在以浓度差为推动力脱盐效率较高时，使用扩散渗析进行脱盐；在以浓度差为推动力脱盐效率较低时，及时用电渗析替换扩散渗析，以电位差为推动力进行脱盐，既保证了低能耗又保证了高脱盐效率。
(2)本实用新型脱盐系统在扩散渗析时，溶液和去离子水采用逆流方式运行，可以增加接触面积，提高脱盐效率。
(3)本实用新型中去离子水可以在一定范围内循环使用，当溶液的TDS值单位时间内变化较慢时换水即可，最大限度地减少水耗。
附图说明
图1所示为本实用新型脱盐系统中扩散渗析脱盐的原理示意图；
图2所示为本实用新型脱盐系统的结构示意图；
图3所示为本实用新型脱盐系统另一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种可溶性丝素蛋白溶液的脱盐系统，即集成扩散渗析模块和电渗析模块进行脱盐。本实用新型充分利用了丝素蛋白溶液本身的高浓度差，先利用扩散渗析进行初级脱盐，将丝素蛋白溶液中的盐浓度降低到一定程度后，再用电渗析脱盐，充分发挥了两者各自的技术优势，这样既减少了初期浓度较大的溶液对电渗析器中离子交换膜的损害，又减少了这一部分所需要消耗的电能，既高效又节能。由于扩散渗析是利用扩散渗析膜两侧溶液的浓度差为推动力实现脱盐；电渗析则是在外加电场的作用下通过离子的定向移动脱盐，二者结合对丝素蛋白溶液进行脱盐，充分发挥二者的优势，既可以实现高脱盐效率、高脱盐率，又可以确保脱盐过程安全。其中，
扩散渗析作为一种以浓度差为推动力的膜分离技术，具有操作简单、低能耗、无二次污染等优势。但目前扩散渗析常常用于回收无机废液中的废酸和废碱，用于丝素蛋白溶液的脱盐还未见报道。这是因为扩散渗析的原理是离子的竞争性扩散，即：在回收废酸时，H+比其它金属阳离子更容易透过阴膜到达水侧，实现酸的分离；在回收废碱时，OH-比其它酸根离子更容易透过膜到达水侧，实现碱的分离。可见，扩散渗析是由于H+和OH-与其它离子之间存在竞争性的分离，更容易透过膜到达水侧，所以目前用于回收废酸和废碱，而未见用于脱盐。
本实用新型中则利用扩散渗析进行脱盐，其核心在于两点：一是扩散渗析膜两侧溶液的浓度差；二是扩散渗析膜的选择透过性。如图1所示，如果扩散渗析模块中的扩散渗析膜为阳离子交换膜，则只允许Ca2+通过，由于溶液中的电荷守恒原理和膜两侧较大的浓度差，Cl-会随着Ca2+的扩散而逐渐扩散到膜的另一侧，从而达到脱盐的目的。本实用新型中为了有效进行丝素蛋白溶液的脱盐，专门针对丝素蛋白溶液的高黏度，创新地提出在扩散渗析器中设置若干隔板，并在由隔板组成的隔室中填充阳离子交换树脂，这样溶液中的离子在树脂上扩散速度比在水溶液中的快，树脂在流道中也可以起到很好的搅拌作用，使得液膜的厚度减薄，离子扩散的阻力大大降低，从而提高脱盐效率。并且，还通过大量探索确定了隔板的厚度为2-3mm，并在扩散渗析器两端设置了防止树脂泄漏的篦子。
公开号为CN105645644A的专利申请中使用两段扩散渗析、两段电渗析及双极膜用来回收硫酸和硫酸钠废水中的硫酸；公开号为CN103362010A的专利申请中提出了一种浆粕制造中的黑液电渗析碱回收的扩散渗析预处理工艺，使用扩散渗析将黑液进行预处理，得到稀碱液后再使用电渗析处理；公开号为CN103349912A的专利申请中同样是使用扩散渗析先进行预处理，然后再利用电渗析来回收黏胶纤维生产过程中所产生废液中的碱。以上方法均是将扩散渗析和电渗析联用，回收无机体系中废酸和废碱，但没有将其应用在含有各类氨基酸和肽链的蛋白质溶液中的报道。这是因为，无机体系黏度较小、所含杂质较单一，将扩散渗析和电渗析联用，只适合无机体系或酸碱体系。而丝素蛋白溶液黏度较大，所含杂质情况较复杂，同时膜污染情况较严重，直接将以上扩散渗析和电渗析联用技术用于丝素蛋白溶液的脱盐，存在成本高、脱盐效率低、更换膜频率高等问题。因此，为了克服丝素蛋白溶液的高黏度问题，在电渗析器中设置若干隔板，由隔板组成的隔室形成了若干浓缩室和若干淡化室，并在淡化室中填充离子交换树脂，填充的离子交换树脂是按阴离子交换树脂和阳离子交换树脂质量比为 1:(1-1.5)得到的混合树脂，此电渗析称为填充床电渗析。在电渗析的直流电场作用下，丝素蛋白溶液中的盐离子，可以借助离子交换树脂实现离子快速迁移，因为离子在树脂上的迁移速度比在溶液中快2-3个数量级；树脂的填充，在流道中也可以起到很好的搅拌作用，使得液膜的厚度减薄，离子迁移的阻力大大降低。并且，还通过大量探索确定了淡化室隔板的厚度为2-3mm，浓缩室隔板的厚度为0.5mm，并在电渗析器的两端设置了防止树脂泄漏的篦子。
发明人经过长期的实践和大量的实验，探索出一套工艺条件，将扩散渗析和电渗析联合运用于蛋白质溶液的脱盐过程中，不仅提高了脱盐效率，还很大程度地降低了能耗。
以下结合具体实施例，更具体地说明本实用新型的内容，并对本实用新型作进一步阐述，但这些实施例绝非对本实用新型进行限制。
本实用新型提出的可溶性丝素蛋白溶液的脱盐系统，包括扩散渗析模块、电渗析模块和原料箱10，如图2所示，扩散渗析模块与电渗析模块共用一个原料箱10，原料箱有两个进口(扩散渗析液进口和电渗析原料进口)、两个出口(原料出口和电渗析原料出口)，进口和出口在原料箱内部均相通，将扩散渗析模块和电渗析模块连接起来。
扩散渗析模块，如图2所示，包括扩散渗析料泵2、扩散渗析器5和去离子水箱9。其中，扩散渗析器5设有原料进口、扩散渗析液出口、扩散水进口和扩散水出口；原料进口和扩散渗析液出口分别与原料箱10的原料出口和扩散渗析液进口相连；扩散水进口和扩散水出口分别与去离子水箱9的水出口和水进口相连。扩散渗析器5中设置若干竖直放置的隔板，隔板将扩散渗析器内部空间隔出若干个隔室，隔室内填充有阳离子交换树脂；阳离子交换树脂是聚苯乙烯系凝胶型树脂。扩散渗析器5中原料进口和扩散渗析液出口的位置采取对角线设置；扩散水进口和扩散水出口的位置也采取对角线设置；使得扩散渗析器5中的扩散水和原料逆向流动，增大接触面积，提高脱盐效率和脱盐率。原料箱10中盛放有可溶性丝素蛋白溶液，原料箱10的原料出口通过扩散渗析料泵2与扩散渗析器5的原料进口相连，将原料箱10中的可溶性丝素蛋白溶液泵入扩散渗析器5中进行一次脱盐。扩散渗析料泵2和扩散渗析器5之间的管路上还设有原料流量计3和原料压力表4。同时，去离子水箱9中盛放有去离子水，去离子水箱9的水出口通过扩散水泵8与扩散渗析器5的扩散水进口相连，将去离子水泵入扩散渗析器5中。去离子水箱9和扩散渗析器5之间的管路上设有扩散水流量计7 和扩散水压力表6。扩散渗析器5中的原料丝素蛋白溶液与扩散水接触后，原料中的盐扩散至水中，得以脱除，原料中盐浓度降低，成为扩散渗析液，去离子水中盐浓度升高，成为扩散水，扩散渗析液再经扩散渗析器5的扩散渗析液出口与原料箱10的扩散渗析液进口相连，返回至原料箱10中，扩散水再经扩散渗析器5的扩散水出口返回至去离子水箱9中，完成扩散渗析脱盐。如此循环，当去离子水箱9中的含盐量达到丝素蛋白溶液脱盐前含盐量的60％-70％时，结束扩散渗析循环，将该扩散渗析液(即脱盐后的一次脱盐丝素蛋白溶液)导入电渗析模块。
电渗析模块，如图2所示，包括电渗析料泵11、电渗析器和水箱18。原料箱10 的电渗析原料进口与电渗析器1的电渗析产品出口及扩散渗析液出口相连；原料箱10 的电渗析原料出口与电渗析器1的电渗析液进口相连。电渗析器1中设有若干竖直放置的隔板，隔板将电渗析器1的内部空间分隔成若干隔室，隔室内交替填充有阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，因此各个隔室形成了纵向平行排列的浓缩室和淡化室，电渗析器1的右下和左上分别有淡水进口和电渗析产品出口，电渗析器1的右上和左下分别有电渗析液进口和浓水出口。阴离子交换树脂可以是聚苯乙烯系阴离子交换树脂，阳离子交换树脂可以是聚苯乙烯系阳离子交换树脂。淡水进口和浓水出口分别与水箱18的淡水出口和浓水进口相连。原料箱10中盛放经扩散渗析脱盐后的一次脱盐丝素蛋白溶液，原料箱10的电渗析原料出口通过电渗析料泵11与电渗析器1的电渗析原料进口相连，将原料箱10中的一次脱盐丝素蛋白溶液泵入电渗析器1中进行二次脱盐。电渗析料泵11和电渗析器1之间的管路上还设有一次脱盐溶液流量计12和一次脱盐溶液压力表13。同时，水箱18中盛放有去离子水，水箱18的淡水出口通过电渗析水泵17与电渗析器1的淡水进口相连，将去离子水泵入电渗析器1的淡化室中。水箱9和电渗析器1之间的管路上设有电渗析水流量计16和电渗析水压力表15。电渗析器1中的一次脱盐丝素蛋白溶液与淡水接触后，溶液中的盐扩散至水中，得以脱除，溶液中盐浓度降低，成为电渗析产品，淡水中盐浓度升高，成为浓水，电渗析产品再经电渗析器1的电渗析产品出口返回至原料箱10中，浓水再经电渗析器1的浓水出口返回至水箱18中，完成电渗析脱盐，当原料箱10中溶液的电导率降至200μS/cm 以下时，将电渗析产品(即二次脱盐丝素蛋白溶液)由电渗析产品出口引出，再经冷冻干燥，即得固体丝素蛋白粉末。
为了缩短脱盐时间，可将以上脱盐系统进行改进，如图3所示，仅是扩散渗析模块与电渗析模块不再共用原料箱10，而是分为扩散渗析原料箱19和电渗析原料箱20。其中，扩散渗析原料箱的出液口设置一个三通，要么与扩散渗析器的原料进口相连，要么与电渗析原料箱的电渗析原料进口相连。其余结构均和连接关系均与图2所示的系统相同。
用以上图2所示的可溶性丝素蛋白溶液的脱盐系统，对丝素蛋白溶液的脱盐方法，包括以下步骤：
(1)、采用扩散渗析进行一次脱盐：关闭电渗析模块，先将原料箱中的丝素蛋白溶液(蚕丝经过Na2CO3脱胶,氯化钙-乙醇-水三元体系溶解制得)通过扩散渗析料泵2 按照液体线速度1-5cm/s从扩散渗析器的原料进口进入，经过渗析后从扩散渗析液出口出来，循环流回原料箱中，扩散水泵8将去离子水箱中的去离子水以线速度1-5cm/s 抽入扩散渗析器的扩散水进口，从扩散水出口流出，循环流回水箱中。当去离子水箱中含盐量达到丝素蛋白溶液脱盐前含盐量的60％-70％(优选65％)时停止扩散渗析，原料箱中为一次脱盐丝素蛋白溶液。
丝素蛋白溶液和去离子水的线速度比为(1-2):1(优选2：1)，在扩散渗析中的流速(即线速度)影响着离子的扩散速度，流速越快，钙离子和氯离子扩散到去离子水中的速度就越快。
(2)、采用电渗析进行二次脱盐：此时关闭扩散渗析模块，开启电渗析模块，在电渗析器电极两侧通入0.1g/LNa2SO4溶液(极水)，接通电源，电流为0.3A以下(优选0.2A)。用电渗析料泵11通过软管按照液体线速度1-5cm/s将原料箱中的一次脱盐丝素蛋白溶液通入电渗析器1的电渗析液进口进入电渗析器1，经电渗析脱盐后，从电渗析产品出口流出，循环流入原料箱中，同时将水箱中的去离子水按照液体线速度 1-5cm/s从淡水出口抽入电渗析器1中，与一次脱盐丝素蛋白溶液进行离子交换后，从浓水出口流出，循环流入水箱中。当原料箱中丝素蛋白溶液电导率不高于200μS/cm 时，停止电渗析，此时原料箱中为二次脱盐丝素蛋白溶液，将其由电渗析产品出口导出至下一工序。
(3)、冷冻干燥：将二次脱盐丝素蛋白溶液先在-80℃预冷冻至没有液态丝素蛋白，再在真空条件下进行冷冻干燥，即得到固体丝素蛋白。
其中开始脱盐之前，原料箱中丝素蛋白溶液中丝素蛋白的质量百分含量选在6wt％以下，目的是为了保证良好溶液的流动和盐离子的迁移与扩散，同时减小对膜的压力。扩散渗析器中隔板厚度为2mm-3mm之间，阳离子交换膜采用均相和非均相的均可。扩散渗析过程脱盐率可以通过其运行时间灵活控制和调节，当一次脱盐率达到60％-70％时，再将一次脱盐丝素蛋白溶液引入电渗析模块中进行二次脱盐至含盐量不再减小为止，在一定范围内，电流越大电渗析二次脱盐的时间越短(0.2A最优)。
实施例1
1)按照Na2CO3浓度为5g/L，浴比为1：40，对蚕丝进行脱胶。
向4000ml自来水中加入20g的碳酸钠，然后将蚕丝放入水中沸煮30min，换液后重复煮沸30min，第三次用加入碳酸钠的去离子水沸煮30min，每30min后用苦味酸胭脂红溶液检验丝胶是否脱尽。然后用去离子水洗净，50℃烘干，剪成小段，备用。
2)按照摩尔比为1：2：8配制氯化钙-乙醇-水三元体系溶液，对蚕丝进行溶解。
向三口烧瓶中加入490ml去离子水，然后缓慢加入377.4gCaCl2，水中加入CaCl2会产生大量的热，等到温度降到60℃左右时，将三口烧瓶放入60℃水浴锅中，用量筒量取395ml无水乙醇缓慢倒入烧瓶中，然后将剪好的蚕丝小段加入到溶解液中，等到蚕丝全部溶解后，继续搅拌加热溶解4h。溶解后，待丝素蛋白溶液冷却至室温，然后用离心机8000r/min，离心10min，取上清液装入瓶中备用。
扩散渗析模块的技术参数
外形尺寸：100mm×200mm；有效尺寸：70mm×120mm；隔板厚度：2-3mm；扩散渗析阳膜：致密均相阳离子交换膜；膜对数10对
电渗析膜堆的技术参数
外形尺寸：100mm×200mm；有效尺寸：70mm×120mm；浓缩室隔板厚度：0.5mm，淡化室隔板厚度2-3mm；均相阴阳离子交换膜：致密均相阴阳离子交换膜；膜对数10 对。
在原料箱中取120g步骤2)中所制得的丝素蛋白溶液,加入100ml的水，浓度稀释至4％，去离子水箱中加入2000ml去离子水，调节丝素蛋白溶液流量为40L/h，水的流量为20L/h，进行循环脱盐，6.8h后至脱盐率为65％时，停止运行。
取一次脱盐后的丝素蛋白溶液，水箱中加入2000ml去离子水进行电渗析二次脱盐，调节丝素蛋白溶液流量为40L/h，水的流量为20L/h，通入极水，调节极水的流量为3L/h，待水流稳定后，接通直流电源，调节电流为0.2A，当电渗析产品的电导率达到200μS/cm(即TDS为0.1g/L)左右时停止脱盐，脱盐时间为3.5h，最终脱盐率为 99.98％，丝素蛋白回收率为91.35％，计算耗电量低于0.0175KWh。
以下实施例中的的丝素蛋白溶液均采用实施例1中步骤1)和2)制得；扩散渗析模块和电渗析模块的技术参数也与实施例1相同。
实施例2
在原料箱中取120g丝素蛋白溶液，加入100ml的去离子水，浓度稀释至4％，在去离子水箱中加入2000ml去离子水，控制丝素蛋白溶液流量为40L/h，水的流量为 20L/h，进行扩散渗析一次脱盐，6h后至脱盐率为60％时，停止运行。
取一次脱盐丝素蛋白溶液，水箱中加入2000ml去离子水进行电渗析二次脱盐，调节丝素蛋白溶液流量为40L/h，水的流量为20L/h，通入极水，调节极水的流量为3L/h, 循环水流稳定后，接通直流电源，控制电流0.2A，当丝素蛋白溶液电导率达到200μ S/cm(即TDS为0.1g/L)左右时停止脱盐，测得脱盐时间为3.8h。最终脱盐率为99.92％，丝素蛋白回收率为91.0％，耗电量低于0.02KWh。
实施例3
在原料箱中取120g丝素蛋白溶液，加入100ml的去离子水，浓度稀释至4％，在去离子水箱中加入2000ml去离子水，控制丝素蛋白溶液流量为40L/h，水的流量为 20L/h，进行扩散渗析一次脱盐，8h后至脱盐率为70％时，停止运行。
取一次脱盐丝素蛋白溶液，水箱中加入2000ml去离子水进行电渗析二次脱盐，调节丝素蛋白溶液流量为40L/h，水的流量为20L/h，通入极水，调节极水的流量为3L/h, 循环水流稳定后，接通直流电源，控制电流0.2A，当丝素蛋白溶液电导率达到200μ S/cm(即TDS为0.1g/L)左右时停止脱盐，测得脱盐时间为3h。最终脱盐率为99.89％，丝素蛋白回收率为88.24％，耗电量低于0.015KWh。
比较例1
在原料箱中取120g丝素蛋白溶液，加入100ml的去离子水，浓度稀释至4％，在去离子水箱中加入2000ml去离子水，控制丝素蛋白溶液流量为40L/h，水的流量为 20L/h，进行扩散渗析一次脱盐，5.2h后至脱盐率为40％时，停止运行。
取一次脱盐丝素蛋白溶液，水箱中加入2000ml去离子水进行电渗析二次脱盐，调节丝素蛋白溶液流量为40L/h，水的流量为20L/h，通入极水，调节极水的流量为3L/h, 循环水流稳定后，接通直流电源，控制电流0.2A，当丝素蛋白溶液电导率达到200μS/cm(即TDS为0.1g/L)左右时停止脱盐，测得脱盐时间为5.7h。最终脱盐率为99.96％，丝素蛋白回收率为94.04％，耗电量为0.071KWh。
比较例2
在原料箱中取120g丝素蛋白溶液，加入100ml的去离子水，浓度稀释至4％，在去离子水箱中加入2000ml去离子水，控制丝素蛋白溶液流量为40L/h，水的流量为 20L/h，进行扩散渗析一次脱盐，26h后至脱盐率为90％时，停止运行。
取一次脱盐丝素蛋白溶液，水箱中加入2000ml去离子水进行电渗析二次脱盐，调节丝素蛋白溶液流量为40L/h，水的流量为20L/h，通入极水，调节极水的流量为3L/h, 循环水流稳定后，接通直流电源，控制电流0.2A，当丝素蛋白溶液电导率达到200μ S/cm(即TDS为0.1g/L)左右时停止脱盐，测得脱盐时间为1h。最终脱盐率为99.90％，丝素蛋白回收率为83.74％，耗电量低于0.005KWh。
分别以本实用新型实施例1脱盐系统的脱盐时间和能耗(水耗和电耗)为基准，将用使用本实用新型脱盐系统的脱盐方法与其他方法的脱盐时间和能耗相比较，如表 1所示：
表1各种脱盐方法的脱盐效果比较
表1表明，本实用新型中的去离子水循环使用，且电渗析深度脱盐时间较短，极水的消耗也减少，因此水耗远远小于其它工艺。另外，该脱盐系统相比于仅使用电渗析脱盐来说，脱盐时间相近，脱盐率较高，且最大优势在于电耗较小。所以，该脱盐系统在达到较高脱盐率的情况下，缩短了脱盐时间，减少了能耗。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的内容。
Claims (10)
1.一种可溶性丝素蛋白溶液的脱盐系统，其特征在于，包括原料箱、扩散渗析模块和电渗析模块，原料箱有扩散渗析液进口和电渗析原料进口两个进口，及原料出口和电渗析原料出口两个出口，其中，原料箱的扩散渗析液进口和原料出口与扩散渗析模块相连，原料箱的电渗析原料进口和电渗析原料出口与电渗析模块相连。
2.根据权利要求1所述脱盐系统，其特征在于，所述扩散渗析模块包括扩散渗析料泵、扩散水泵、扩散渗析器和去离子水箱；扩散渗析器通过扩散渗析料泵与原料箱连接，去离子水箱通过扩散水泵与扩散渗析器连接。
3.根据权利要求2所述脱盐系统，其特征在于，所述扩散渗析器设有原料进口、扩散渗析液出口、扩散水进口和扩散水出口；原料进口和扩散渗析液出口分别与原料箱的原料出口和扩散渗析液进口相连；扩散水进口和扩散水出口分别与去离子水箱的水出口和水进口相连。
4.根据权利要求3所述脱盐系统，其特征在于，所述原料箱与扩散渗析器之间的管路上还设有原料流量计和原料压力表。
5.根据权利要求4所述脱盐系统，其特征在于，所述去离子水箱与扩散渗析器之间的管路上还设有扩散水流量计和扩散水压力表。
6.根据权利要求5所述脱盐系统，其特征在于，所述扩散渗析器中原料进口和扩散渗析液出口的位置采取对角线设置；扩散水进口和扩散水出口的位置也采取对角线设置。
7.根据权利要求1-6任一所述脱盐系统，其特征在于，所述电渗析模块包括电渗析料泵、电渗析水泵、电渗析器和水箱；电渗析器通过电渗析料泵与原料箱连接，水箱通过电渗析水泵与电渗析器连接。
8.根据权利要求7所述脱盐系统，其特征在于，所述电渗析器包括纵向交替平行排列的浓缩室和淡化室，所述原料箱的电渗析原料进口与淡化室出口相连；原料箱的电渗析原料出口与浓缩室进口相连；淡化室进口和浓缩室出口分别与水箱的淡水出口和浓水进口相连。
9.根据权利要求8所述脱盐系统，其特征在于，所述原料箱与电渗析器之间的管路上还设有一次脱盐溶液流量计和一次脱盐溶液压力表。
10.根据权利要求9所述脱盐系统，其特征在于，所述水箱与电渗析器之间的管路上还设有电渗析水流量计和电渗析水压力表。
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