CN207412923U - 一种烟草提取液膜分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种烟草提取液膜分离装置，包括前处理装置、膜分离装置、回流装置，所述的前处理装置包括相互连接的烟草提取液储罐和初分离设备；所述的膜分离装置包括膜分离装置、压力传感器、回路和循环泵，所述的回路设置在膜分离装置的两端，循环泵提供回路内液体的回流动力；膜分离装置连接出液阀和分离清液出液口；所述的回流装置分两路：一路是膜分离装置经过第一回流管连接第一液体储罐，第一液体储罐经初分离设备、膜分离进液罐再通过管路和进料泵连接膜分离装置的回路；另外一路是膜分离装置经过第二回流管连接膜分离进液罐，膜分离进液罐再连接膜分离装置的回路。本实用新型膜分离通量大，耐酸耐碱耐高温，分离性能稳定。

Description

一种烟草提取液膜分离装置

技术领域

本实用新型涉及特种分离技术，属于膜分离领域，尤其涉及一种无机膜法对烟草提取液深度除杂的装置。

背景技术

造纸法烟草薄片生产过程中，实现烟草提取液(烟末提取液、烟梗提取液或者混合提取液)和烟草纤维的固液分离是一个必经的过程。通常采用挤浆机、滤网、真空抽滤、离心沉降等机械装置来分离梗末提取液中微小固态悬浮物，对浸提液的分离不够彻底，杂质不能有效去除，大量的蛋白质、淀粉、果胶、糖类等杂质残留在液体中，烟草提取液中没有有效除去的固相颗粒仍然占有很大比例。

由于固相颗粒的直径越小，机械沉降难度越难，常规分离的烟草提取液中富含的蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、半纤维素、木质素等大分子成分通过提取和挤浆工序大量存在于提取液中，在后续长时间的高温浓缩工序中，很容易使这些成分糊化和焦化，影响浓缩液的品质。液相中过多的渣含量或者大分子不溶物，将造成渣在浓缩设备中的沉积，严重影响热交换效率，在浓缩时造成较多的热源浪费。

膜分离技术由于具有常温下操作、无相态变化、高效节能、在生产过程中不产生污染等特点，因此在饮用水净化、工业用水处理，食品、饮料用水净化、除菌，生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用。膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。

陶瓷膜是无机膜的一种，具有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高、抗微生物能力强、渗透量大、可清洗性强、孔径分布窄、分离性能好和使用寿命长等特点，目前已在化工与石油化工、食品、生物和医药等领域分离工艺获得成功应用。

碳化硅膜是一种特殊的陶瓷膜，高通量、耐酸碱、机械性能好、过滤精度高及寿命长的无机陶瓷膜。基于碳化硅膜优良的过滤性能，碳化硅膜分离设备被首次应用到造纸法再造烟叶过程中分离产品有害杂质，提高烟草口感品质。通过生产验证，碳化硅膜在烟草浸提液生产过程中除杂效果显著，通量大，操作性能稳定。

在造纸法再造烟叶生产过程中，烟草浸提液的成分复杂，液体粘度较大，膜容易污染严重，研发一种高效连续稳定操作方便的膜分离的工艺装置很有必要。

实用新型内容

本实用新型是针对当前造纸法再造烟叶生产过程中，采用传统分离除杂方法不彻底，烟草口感品质差等缺陷，提供的一种烟草提取液膜分离装置。该装置中膜分离通量大，耐酸耐碱耐高温，分离性能稳定，而且整套装置操作简便，能连续稳定运行，除杂效果显著。

本实用新型的一种烟草提取液膜分离装置，其特征在于：包括前处理装置、膜分离装置、回流装置，其中：所述的前处理装置包括相互连接的烟草提取液储罐27和初分离设备1；所述的膜分离装置包括膜分离设备21、压力传感器23、回路10和循环泵，所述的回路10设置在膜分离设备的两端，循环泵8提供回路内液体的回流动力；膜分离设备连接出液阀19和分离清液出液口C5；所述的回流装置分两路：一路是膜分离设备21经过第一回流管13连接第一液体储罐27，第一液体储罐27经初分离设备1、膜分离进液罐4再通过管路和进料泵6连接膜分离设备21的回路；另外一路是膜分离设备21经过第二回流管30连接膜分离进液罐4，膜分离进液罐4再连接膜分离设备21的回路。

作为优选，还包括清洗装置，所述的清洗装置由清水入口管路C2、清洗剂入口管路C3、膜分离设备21、循环泵8、回路10、膜外清液出口管C6以及膜内液体排放管C7组成；所述的清水入口管路C2和洗剂入口管路C3分别连接膜分离进液罐4，膜分离进液罐4又连接膜分离设备21，所述的膜分离设备21分别连接膜外清液出口管C6以及膜内液体排放管C7；

作为优选，还包括排空装置，所述的排空装置包括设置在膜分离设备21上的膜内排空管路C9、阀门29以及膜外排空管路C4、阀门18，且回流管路13和 30的末端均在其下储罐27和4的液面上方，可以将膜分离过程中烟草提取液发酵产生的气体在回流液出口排空。

作为优选，所述的膜分离设备21上部的第二回流管30连接有流量计12和回流调节阀11，第一回流管13连接有比重计24、流量计20和回流调节阀22，所述的进料泵6后面连接有流量计7、进液阀5和压力传感器23。

作为优选，所述膜分离设备21的膜材质为金属、金属氧化物、陶瓷、多空玻璃或沸石。

作为优选，所述膜分离设备21为超滤膜分离设备，所述的超滤膜为陶瓷膜或是以氧化铝、氧化钛、氧化锆、碳化硅经工艺制备而成的多孔非对称膜。

本实用新型是再造烟叶生产线的烟草提取液经过初分离设备1后在进液罐4 汇集，汇集的提取液通过供料泵6和流量计7进入膜分离设备21。膜分离设备 21由供料泵6提供压力，循环泵8提供膜面冲刷，膜分离设备21上部连接两个排气口(C9、C4)、三条回流管路(13、10和30)以及一个清液出口C5，其中 C9是膜内排气口、C4是膜外排气口，管路13是膜内含渣液体进入初分离设备进液罐27，再进入初分离设备1的回路，管路10是膜内液体内循环进行膜分离的回路，管路30是膜内液体回流进入进液罐4的回路。膜分离设备21下部连接有三条管路，分别是：膜内液体经过循环泵8和管路10进行液体内循环进行膜分离的回路入口管路，膜内液体排放出口管路和膜外液体排放管路。

烟草提取液的进料流量和膜内液体的回流量都可以根据压力和在线比重计的设计值进行调节：流量计7可以调节进料流量，流量计12调节膜内液体回流进入进液罐4的流量，流量计20可以调节膜内液体回流进入初分离设备进液罐 27的流量。

本实用新型可以根据压力传感器23和膜内液体比重计24的数据变化，自动切换系统处于膜分离还是膜清洗状态。正常膜分离状态下，关闭阀门25、26，开启阀门3，烟草提取液从初分离设备1进入进液罐4；清水清洗状态是关闭阀门3、26，开启阀门25，清水从C2进入膜分离系统；清洗剂清洗状态是关闭阀门3、25开启阀门26，清洗剂从C3进入膜分离系统。

本实用新型的膜分离系统可以由一套独立完成膜分离整个过程，也可以由两套或者多套并联组成，可错时清洗，相互配合，相互补充，实现烟草提取液全处理。

本实用新型的有益效果在于膜分离通量大，耐酸耐碱耐高温，分离性能稳定，操作简便，能连续稳定运行，除杂效果显著。

附图说明：

图1为烟草提取液膜分离设备的示意图

其中1为初分离设备，2为初分离设备的出液管，3为进液罐前的进液阀，4 为进液罐，5为进液阀，6为供料泵，7为流量计，8为膜分离循环泵，9为膜分离进液管，10为膜分离循环管，11为回流调节阀，12为流量计，13为渣液回流管，14为排污阀，15为排污阀，16为下出液阀，17为下端渣液回收阀，18为膜外放空阀，19为出液阀，20为流量计，21为膜分离设备，22为回流调节阀，23为压力传感器，24为比重计，25为进清洗水阀，26为进化学药剂阀，27为初分离设备进液罐，28为初分离设备进液阀，29为膜内放空阀，30为进液罐前的进液管道，31为液体回收阀，32为排污阀。C1为进液口，C2为清水进口，C3 为化学药剂进口，C4为膜外放空口，C5为出液口，C6为下出液口，C7为排污口， C8为初分离设备排渣口，C9为膜内放空口，C10为液体回收口，C11为排污口。

具体实施方式：

下面结合实施例进一步说明本实用新型，但并不是本实用新型内容范围的任何限制。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示的一种烟草提取液膜分离装置，由前处理装置、膜分离装置、回流装置、清洗装置和排空装置五部分组成，其中：

前处理装置包括相互连接的烟草提取液储罐27和初分离设备1；

膜分离装置包括膜分离设备21、压力传感器23、回路10和循环泵，所述的回路10设置在膜分离设备的两端，循环泵8提供回路内液体的回流动力；膜分离设备连接出液阀19和分离出液口C5；

回流装置分两路：一路是膜分离设备21经过第一回流管13连接第一液体储罐27，第一液体储罐27经初分离设备1、膜分离进液罐4再通过管路和进料泵 6连接膜分离设备21的回路；另外一路是膜分离设备21经过第二回流管30连接膜分离进液罐4，膜分离进液罐4再连接膜分离设备21的回路；

清洗装置由清水入口管路C2、清洗剂入口管路C3、膜分离设备21、循环泵 8、回路10、膜外清液出口管C6以及膜内液体排放管C7组成；所述的清水入口管路C2和洗剂入口管路C3分别连接膜分离进液罐，膜分离进液罐又连接膜分离设备，所述的膜分离设备分别连接膜外清液出口管C6以及膜内液体排放管C7；

排空装置包括设置在膜分离设备21上的膜内排空管路C9、阀门29以及膜外排空管路C4、阀门18。

膜分离设备21上部的第二回流管30连接有流量计12和回流调节阀11，第一回流管13连接有比重计24、流量计20和回流调节阀22，进料泵6后面连接有流量计7、进液阀5和压力传感器23。

本实用新型的分离工艺过程如下：

烟草提取液在初分离设备进液储罐27汇集后，经过碟片分离机1分离，碟片分离后渣通过C8排放，提取液通过管路2进入提取液储罐4，待提取液罐4 液位达30％-50％时，启动供料泵6，设置频率为40Hz，供料泵6将浸提液通过流量计7和阀门5送入一个由循环泵8和碳化硅膜21构成的循环回路中，循环泵 8提供膜面冲刷，在进料泵6和循环泵8的共同作用下，提取液获得一定的跨膜压差和膜面流速，浸提液在碳化硅膜管内表面进行“错流式”过滤，选择错流速度为3米/秒的低流速错流过滤，超滤进料泵流量设置为3250L/h，可根据流量计7数值自动调节进液量。待循环泵启动20分钟后，开启回流调节阀11，流量设置为1000L/h。浸提液中大量的蛋白质、果胶等大分子物质在循环回路中不断浓缩，并间隙式排放，浸提液中除杂后的渗透液从碳化硅膜管外壁经过阀门19 从C5流出，进入浓缩系统。超滤渣液通过流量计20和阀门22回流至进入碟片前的提取液储罐。

正常生产时膜分离超滤清液通过C5溢流进入浓缩系统，膜分离设备清洗前，打开阀门18、29使排气口C4、C9处于常开状态，过滤器顶部设置排气回流管道，清液经过阀门16由C6排液进入浓缩系统，膜内渣液经过阀门17进入初分离设备进液罐27，将料液进行回收。

清洗剂清洗时，从C3经过阀门26进入提取液储罐4，由供料泵6提供动力进入由循环泵8、膜分离设备21和循环回路10组成的系统中，循环5分钟后停止循环，清洗后的膜内液体经过阀门15、14在C7排污。然后是清水清洗，清水从C2经过阀门25进入提取液储罐4，循环清洗5分钟后，水清洗后膜外液体和膜内液体经过阀门14、15排污。

Claims (5)

1.一种烟草提取液膜分离装置，其特征在于包括前处理装置、膜分离系统、回流装置，其中：

所述的前处理装置包括相互连接的烟草提取液储罐(27)和初分离设备(1)；

所述的膜分离系统包括膜分离设备(21)、压力传感器(23)、膜分离设备(21)的回路(10)和循环泵，所述的回路(10)设置在膜分离设备(21)的两端，循环泵(8)提供回路内液体的回流动力；膜分离设备(21)连接出液阀(19)和分离出液口(C5)；

所述的回流装置分两路：一路是膜分离设备(21)经过第一回流管(13)连接第一液体储罐(27)，第一液体储罐(27)经初分离设备(1)、膜分离进液罐(4)再通过管路和进料泵(6)连接膜分离设备(21)的回路；另外一路是膜分离设备(21)经过第二回流管(30)连接膜分离进液罐(4)，膜分离进液罐(4)再连接膜分离设备(21)的回路。

2.根据权利要求1所述的一种烟草提取液膜分离装置，其特征在于还包括清洗装置，所述的清洗装置由清水入口管路(C2)、清洗剂入口管路(C3)、膜分离设备(21)、循环泵(8)、回路(10)、膜外清液出口管(C6)以及膜内液体排放管(C7)组成；所述的清水入口管路(C2)和洗剂入口管路(C3)分别连接膜分离进液罐，膜分离进液罐又连接膜分离设备(21)，所述的膜分离设备分别连接膜外清液出口管(C6)以及膜内液体排放管(C7)。

3.根据权利要求1或2所述的一种烟草提取液膜分离装置，其特征在于还包括排空装置，所述的排空装置包括设置在膜分离设备(21)上的膜内排空管路(C9)、阀门(29)以及膜外排空管路(C4)、阀门(18)。

4.根据权利要求3所述的一种烟草提取液膜分离装置，其特征在于所述的膜分离设备(21)上部的第二回流管(30)连接有第一流量计(12)和回流调节阀(11)，第一回流管(13)连接有比重计(24)、流量计(20)和回流调节阀(22)，所述的进料泵(6)后面连接有第二流量计(7)、进液阀(5)和压力传感器(23)。

5.根据权利要求4所述的一种烟草提取液膜分离装置，其特征在于所述膜分离设备(21)的膜材质为金属、金属氧化物、陶瓷、多空玻璃或沸石。