CN207478330U - 超滤系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种超滤系统，所述超滤系统包括供料设备，其用于存放并输送待超滤的原液；超滤设备，其用于将供料设备输送来的原液进行循环超滤浓缩、出料；清洗设备，其用于清洗超滤设备；所述供料设备包括储存原液的原液储罐、保安过滤器以及缓冲罐，原液储罐经气动泵、保安过滤器的和缓冲罐流体连通。其一次性超滤的物料多且机械设备占用场地减少、超滤膜通量的衰减慢、超滤膜寿命长、生产效率高，本系统的生产周期短，能有效保证滤液的生物活性，提高产品质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超滤系统。
背景技术
超滤是以压力为推动力、以大分子与小分子分离为目的的膜分离技术，膜孔径5-10nm范围内，广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。目前已经应用的超滤系统，手动操作占多数，工作效率低，且多数适应于小规模超滤。
从绝经期妇女尿中提取尿促性素等各种超滤过程中，需要用超滤系统将尿液超滤浓缩至指定体积，浓缩倍数达到500～600倍，由于超滤膜通量的不断衰减，很难保证长时间连续性的有效超滤，比如提取尿促性素时，每天要将100吨尿液超滤浓缩为200L左右的最终产品，工作量大，那么如何延缓超滤膜通量的衰减、提高超滤速率、缩短超滤时间、保护产品活性等尤为重要，传统的超滤系统很难达到上述要求。超滤技术流程包括供料、超滤、膜清洗，在大规模超滤时，超滤膜面积一定的前提下，传统的超滤系统未将各个单元有效结合起来。因此会存在占地面积大、生产效率低、人工成本高、超滤膜寿命低等缺点。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种超滤系统，其一次性超滤的物料多且机械设备占用场地减少、超滤膜通量的衰减慢、超滤膜寿命长、生产效率高，本系统的生产周期短，能有效保证滤液的生物活性，提高产品质量。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种超滤系统，所述超滤系统包括
供料设备，其用于存放并输送待超滤的原液；
超滤设备，其用于将供料设备输送来的原液进行循环超滤浓缩和出料；
清洗设备，其用于清洗超滤设备；
所述供料设备包括储存原液的原液储罐、气动泵、保安过滤器以及缓冲罐，原液储罐经气动泵、保安过滤器和缓冲罐流体连通；
所述超滤设备包括转子泵和超滤膜组件，所述转子泵的输入端与缓冲罐的出料口连接、所述转子泵的输出端与超滤膜组件的进料口流体连通，所述超滤膜组件的出料口连接有超滤出口管路、所述超滤膜组件的透出口连接有超滤透出管路；
所述超滤出口管路的出口侧分支为三路，包括与原液储罐进料口连接的循环管路Ⅰ、与缓冲罐进料口连接的循环管路Ⅱ、与转子泵输入端连接的循环管路Ⅲ；
所述清洗设备包括用于存储有清洗用药液的加药箱和用于将加药箱中的药液输送到缓冲罐中的清洗管路。
优选地，所述循环管路Ⅲ外设置有用于冷却循环管路Ⅲ内滤液的夹套管；所述夹套管中用于与外部冷却液连通，使得冷却液流向与循环管路Ⅲ内滤液的流向相反。
优选地，所述保安过滤器配置有压力传感器Ⅲ。
优选地，所述缓冲罐配置有液位传感器和电导率仪。
优选地，所述转子泵的输出管路上设置有压力传感器Ⅰ。
优选地，所述超滤出口管路上设置有压力传感器Ⅱ、手动压力调节阀和温度传感器。
优选地，所述超滤系统还包括控制装置，所述控制装置连接所述控制装置连接压力传感器I，压力传感器II，压力传感器III，温度传感器，电导率仪、转子泵、气动泵、以及液位传感器。
优选地，所述超滤透出管路包括两个支路，其一为透出管路，所述透出管路另一端与缓冲罐连通，其二为废液管路。
本实用新型的有益效果为：
1、供料设备中增加直接参与超滤循环的缓冲罐以及在超滤设备与原液储罐之间增加循环管路，如此在超滤时，原液储罐不断地对缓冲罐补充原液、超滤浓缩后的一部分滤液经循环管路又回流至原液储罐，使参与超滤循环的滤液的浓度梯度变化缓慢，从而最大限度延缓了超滤膜通量的衰减，大大提高设备利用率，延长了超滤膜寿命；
2、在超滤膜组件浓液侧出口增加另外的循环管路直接与转子泵进口相连，这样不仅可以避免转子泵输入端抽空还可以冷却滤液，进而可以将缓冲罐中滤液浓缩至最小体积。一般超滤浓缩后的工艺处理是用酒精对滤液进行沉淀，滤液体积越小，所用酒精量就会越少，从而降低生产成本；
3、本实用新型在循环管路上设置不锈钢夹套管，夹套管内有冷却水循环，下进上出，滤液是上进下出，这样及时地将滤液循环时产生的热量吸收掉，避免了浓缩过程中温度的升高，有效的保护产品活性。
附图说明
图1显示为本实用新型整体结构示意图。
1为气动泵、2为保安过滤器、3为气动蝶阀Ⅰ、4为缓冲罐、5为转子泵、6为气动蝶阀Ⅱ、7为超滤膜组件、8为手动压力调节阀、9为气动蝶阀Ⅲ、10为气动蝶阀Ⅳ、12为清洗管路、13为加药箱、14为隔膜阀Ⅰ、18为压力传感器Ⅰ、19为压力传感器Ⅱ、20为压力传感器Ⅲ、21为蝶阀、22为隔膜阀Ⅱ、23为液位传感器、24为温度传感器、25为电导率仪、26为气动蝶阀Ⅴ、27为原液储罐、28为隔膜阀Ⅲ、29为隔膜阀Ⅳ、30为隔膜阀Ⅴ、31为夹套管、32为流量计、72为超滤出口管路、721为循环管路Ⅰ、722为循环管路Ⅱ、723为循环管路Ⅲ、73为超滤透出管路、731为透析管路、732为废液管路。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1所示，本实用新型提供一种所述超滤系统包括供料设备，其用于存放并输送待超滤的原液；超滤设备，其用于将供料设备输送来的原液进行循环超滤浓缩和出料；清洗设备，其用于清洗超滤设备。
所述供料设备包括储存原液的原液储罐27、保安过滤器2以及缓冲罐4，原液储罐27经保安过滤器2、气动泵1和缓冲罐4流体连通；使得原料储存罐中的液体流进保安过滤器后流进缓冲罐。
所述超滤设备包括转子泵5和超滤膜组件7，所述转子泵5的输入端与缓冲罐4的出料口连接、所述转子泵5的输出端与超滤膜组件7的进料口流体连通，所述超滤膜组件7的出料口连接有超滤出口管路72、所述超滤膜组件7的透出口连接有超滤透出管路73；所述超滤出口管路72的出口侧分支为三路，包括与原液储罐27进料口连接的循环管路Ⅰ721、与缓冲罐4进料口连接的循环管路Ⅱ722、与转子泵5输入端连接的循环管路Ⅲ723。
所述清洗设备包括用于存储有清洗用药液的加药箱13和用于将加药箱13中的药液输送到缓冲罐4中的清洗管路12。
进一步地，每个工作单元之间的连通采用管道；更进一步地，管道上设置阀门。所述阀门可以采用现有技术中的各种阀门，例如气动蝶阀，隔膜阀等，本领域的技术人员可以根据需要而选择。
在优选的实施例中，所述循环管路Ⅲ723外设置有用于冷却循环管路Ⅲ723内滤液的夹套管31；所述夹套管31中用于与外部冷却液连通，使得冷却液流向与循环管路Ⅲ723内滤液的流向相反。夹套管可以连通外部的水源，例如自来水。
较佳的，在循环管路I以及循环管路II上都分别设置夹套管，夹套管与外部的自来水，用于对循环管路内的液体进行冷却。
在优选的实施例中，所述保安过滤器2配置有压力传感器Ⅲ20，用于检测保安过滤器内的压力，液体经过保安过滤器，可以对液体进行初步的过滤。
在优选的实施例中，所述缓冲罐4配置有液位传感器23和电导率仪25，所述液位传感器用于检测缓冲罐内的液位，电导率仪用于检测缓冲罐内液体的导电率，从而表征出其中离子的浓度。
在优选的实施例中，所述转子泵5的出口管路上设置有压力传感器Ⅰ18。
在优选的实施例中，所述超滤出口管路72上设置有压力传感器Ⅱ19、手动压力调节阀8和温度传感器24。压力传感器用于测量管道中的压力，用于实时了解超滤管道出口的压力，温度传感器用于测量管道中液体的温度，例如若温度较高时，可以减慢超滤的速度，加大冷却水的流速。
在优选的实施例中，所述超滤系统还包括控制装置，所述控制装置连接压力传感器I，压力传感器II，压力传感器III，温度传感器，电导率仪，转子泵、气动泵以及液位传感器。所述控制装置可以采用计算机。本发明中的控制装置仅是提供了一种硬件装置，可单纯依靠硬件电路来实现发明目的，或者也可以根据使用者的需要，将之作为载体，加载符合其需求的算法软件来运行本发明的装置。
进一步地，所述控制装置还连接报警器。
所述压力传感器I，压力传感器II，压力传感器III，温度传感器，电导率仪，以及液位传感器上获得的信息都可以通过控制装置显示。
当液位传感器检测到的液位信号超过预定数值时，控制装置可以进一步通过电磁阀切断气动泵的气源，停止气动泵工作，则原液储存罐不再向缓冲罐供液。液位低于下限时，通过电磁阀打开气动泵气源，继续往缓冲罐供料。
当压力传感器II中的压力信号超过预定数值时，控制装置切断转子泵电源，。
进一步地，所述超滤透出管路包括两个支路，其一为透出管路731，所述透出管路另一端与缓冲罐连通，其二为废液管路732。
供料过程：液位传感器23检测到缓冲罐4中的液位低于最低设定值时，气动蝶阀Ⅰ3打开同时气动泵1运行，将原液储罐27中的原料输送到缓冲罐4中。当达到最高设定值后，气动泵1停止供料。保安过滤器2上的压力传感器Ⅲ20实时地将压力数据传至控制装置，压力过高时，控制装置发出控制信号使得报警器报警，提醒工作人员进行调整。
供料完成后，打开蝶阀21、隔膜阀Ⅱ22、隔膜阀Ⅳ29和隔膜阀Ⅴ30、半开隔膜阀Ⅲ28、打开气动蝶阀Ⅱ6和气动蝶阀Ⅳ10、工作人员利用手动压力调节阀8会调节到预先设置好的跨膜压差、转子泵5开启，超滤浓缩开始。
超滤浓缩过程中，超滤出口管路72中流出的部分滤液会从隔膜阀Ⅲ28经循环管路Ⅰ721返回到原液储罐27内、大部分滤液经循环管路Ⅱ722流入到缓冲罐4内、还一部分经循环管路Ⅲ723输送到转子泵5的输入端。正是通过循环管路Ⅰ和循环管路Ⅱ对超滤出口管路72中浓度较高的滤液合理分流，从而减小了缓冲罐4中直接参与超滤循环过程的滤液的浓度变化梯度，最大限度延缓了超滤膜通量的衰减，大大提高设备利用率，延长了超滤膜寿命；循环管路Ⅲ723可以避免转子泵5输入端抽空，从而可以充分输送缓冲罐4中的滤液并将滤液浓缩为最小体积，节约后续加工成本；
在超滤浓缩过程中会不断产热，浓缩后的滤液温度会不断升高，尤其是对具有活性蛋白物质的超滤，若温度过高会破坏产品活性，会导致经济损失。原液的温度控制主要采用夹套罐冷却水对原液储罐27降温，待原液超滤完毕后缓冲罐4中滤液体积很小，缓冲罐内冷却水已无法实现降温作用。本装置在循环管路上Ⅲ723设置不锈钢夹套管31，夹套管31内有冷却水循环下进上出，滤液是上进下出，这样及时地将滤液循环时产生的热量吸收掉，避免了浓缩过程中温度的升高，有效的保护产品活性。
当原液储罐27中的滤液完全超滤完成后，关闭隔膜阀Ⅲ28，供料设备停止运行。电导率仪25检测滤液的电导率，当液体粘度较高时，打开隔膜阀Ⅰ14和气动蝶阀Ⅴ26，通过清洗管路12向缓冲罐4中加入纯化水进行洗滤，至电导率降至指定值后，再通过清洗管路12向缓冲罐4中加入盐溶液(例如氯化钠溶液)，盐溶液可以与缓冲罐中的液体进行离子交换，以降低滤液粘度，清洗后的纯水经过透出管路731流进缓冲罐，之后关闭隔膜阀Ⅰ14和气动蝶阀Ⅴ26。超滤设备继续运行浓缩至指定体积，得到最终浓缩液，停机后将浓缩液排出，废液经过废液管路732排出。
清洗：关闭气动蝶阀Ⅳ10、打开气动蝶阀Ⅲ9和气动蝶阀Ⅴ26，通过清洗管路12向缓冲罐4中加入纯化水，至设定液位时气动蝶阀Ⅴ26关闭，同时利用手动压力调节阀8调节跨膜压至设定值，开始一定时间的循环水清洗过程。清洗完毕后停机并排掉纯化水。打开气动蝶阀Ⅴ26，通过清洗管路12向缓冲罐4中加入pH12-13的碱液，到达指定也为后，气动蝶阀Ⅴ26关闭、转子泵5运行，开始清洗超滤设备。
所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种超滤系统，其特征在于，所述超滤系统至少包括：
供料设备，其用于存放并输送待超滤的原液；
超滤设备，其用于将供料设备输送来的原液进行循环超滤浓缩和出料；
清洗设备，其用于清洗超滤设备；
所述供料设备包括储存原液的原液储罐(27)、气动泵(1)、保安过滤器(2)以及缓冲罐(4)，原液储罐(27)经气动泵(1)、保安过滤器(2)和缓冲罐(4)流体连通；
所述超滤设备包括转子泵(5)和超滤膜组件(7)，所述转子泵(5)的输入端与缓冲罐(4)的出料口连接、所述转子泵(5)的输出端与超滤膜组件(7)的进料口流体连通，所述超滤膜组件(7)的出料口连接有超滤出口管路(72)、所述超滤膜组件(7)的透出口连接有超滤透出管路(73)；
所述超滤出口管路(72)的出口侧分支为三路，包括与原液储罐(27)进料口连接的循环管路Ⅰ(721)、与缓冲罐(4)进料口连接的循环管路Ⅱ(722)、与转子泵(5)输入端连接的循环管路Ⅲ(723)；
所述清洗设备包括用于存储有清洗用药液的加药箱(13)和用于将加药箱(13)中的药液输送到缓冲罐(4)中的清洗管路(12)。
2.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于：所述循环管路Ⅲ(723)外设置有用于冷却循环管路Ⅲ(723)内滤液的夹套管(31)；所述夹套管(31)中用于与外部冷却液连通，使得冷却液流向与循环管路Ⅲ(723)内滤液的流向相反。
3.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于：所述保安过滤器(2)配置有压力传感器Ⅲ(20)。
4.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于：所述缓冲罐(4)配置有液位传感器(23)和电导率仪(25)。
5.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于：转子泵出口管路设置有压力传感器I。
6.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于：所述超滤出口管路(72)上设置有压力传感器Ⅱ(19)、手动压力调节阀(8)和温度传感器(24)。
7.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于：所述超滤系统还包括控制装置，所述控制装置连接压力传感器I(18)，压力传感器II(19)，压力传感器III(20)，温度传感器，电导率仪、转子泵、气动泵以及液位传感器。
8.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于：所述超滤透出管路(73)包括两个支路，其一为透出管路(731)，所述透出管路另一端与缓冲罐连通，其二为废液管路(732)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201721325106.4U CN207478330U (zh) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 超滤系统 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109012195A (zh) * | 2018-09-20 | 2018-12-18 | 佛山市海天（江苏）调味食品有限公司 | 一种超滤系统及其操作方法 |
| CN113441011A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-28 | 合肥科锐特环保工程有限公司 | 一种明胶膜处理设备 |
| CN115282779A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-11-04 | 山东泰邦生物制品有限公司 | 一种实现透析功能的单向流超滤系统及其操作方法 |
| CN115970491A (zh) * | 2021-10-14 | 2023-04-18 | 厦门大学 | 超滤系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant |