CN210206464U - 一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，包括依次连接的进料系统、过滤系统、清洗系统，所述进料系统包括陶瓷膜循环罐、与陶瓷膜循环罐连通的进料泵，所述清洗系统包括连接在进料泵出口端的陶瓷膜清洗罐、与陶瓷膜清洗罐连通的清洗泵，所述过滤系统包括循环泵和陶瓷膜组件，循环泵分别与清洗泵、陶瓷膜循环罐及陶瓷膜清洗罐连通，循环泵出口端与陶瓷膜组件管道连通，陶瓷膜组件为圆柱形，陶瓷膜组件侧面设有滤液出水口，底部设有浓缩液出水口，滤液出水口分别与陶瓷膜清洗罐顶部的滤液进水口管道连通。本实用新型陶瓷膜组件分离技术避免了传统蒸发浓缩工艺的能耗高的缺点，提高了大米蛋白肽的提取效率，较低的设备投资和占地面积。

Description

一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置

技术领域

本实用新型涉及大米蛋白分离技术领域，具体涉及一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置。

背景技术

大米蛋白是一种优质植物蛋白，可以与鱼、虾及牛肉相媲美。更为重要的是，大米蛋白具有低过敏性，可以用于婴幼儿配方食品。但大米蛋白中的蛋白质主要是谷蛋白，只能溶于碱性溶液中，因此限制了它的应用。与大米蛋白相比，大米肽除了具有上述优点以外，还具有大米蛋白所不具备的良好的溶解性，酸、热稳定性，黏度低等理化性质，而且具有易吸收、降血压、抗氧化等多种生理功能，可以作为食品原料或辅料应用于婴幼儿营养配方食品、方便食品、速溶饮品和调味品等；并且由于大米肽具有各种生理活性，还可用于营养疗效食品、功能食品和运动员食品等，因此，大米肽是一种十分有前途的功能性食品原料，在食品工业中具有广泛的用途和广阔的开发应用前景。

现有的从大米蛋白粉中提取大米肽大多都是通过以下步骤来完成的：大米蛋白粉→碱醇处理→高温蒸煮→酶解→过滤→浓缩→喷雾干燥。采用了大量的碱和有机溶剂处理，既带来了严重的环境污染和安全隐患，又破坏了蛋白质的成分；而且现有技术中没有用到膜分离技术，工艺繁琐并且能耗高，影响了企业的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目在于提供一种大米蛋白肽深加工的膜分离技术，本实用新型设计的陶瓷膜组件膜分离技术避免了传统蒸发浓缩工艺的能耗高的缺点，提高了大米蛋白肽深加工的提取效率，具有较高的芳香成分保留率，而且脂溶性部分比水溶性部分保留更多；很好的品质稳定性，由于整个分离程中始终处于低温状态，无相变，对物料中组成成分无任何影响，因而具有良好的品质稳定性；较低的设备投资和占地面积。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：

一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，包括依次连接的进料系统、过滤系统、清洗系统，所述进料系统包括陶瓷膜循环罐、与陶瓷膜循环罐出口端管道连通的进料泵，所述陶瓷膜循环罐顶部设有混合料进水口、第一原液进水口和第一纯水进水口，所述清洗系统包括连接在进料泵出口端的陶瓷膜清洗罐、与陶瓷膜清洗罐出口端管道连通的清洗泵，所述陶瓷膜清洗罐顶部设有滤液进水口、第二原液进水口和第二纯水进水口，所述过滤系统包括循环泵和陶瓷膜组件，循环泵进口端分别与清洗泵出口端、陶瓷膜循环罐的第一原液进水口及陶瓷膜清洗罐的第二原液进水口管道连通，循环泵出口端与陶瓷膜组件顶部进口端管道连通，陶瓷膜组件为圆柱形，陶瓷膜组件侧面设有滤液出水口，底部设有浓缩液出水口，滤液出水口分别与陶瓷膜清洗罐顶部的滤液进水口管道连通。

进一步地，作为优选技术方案，所述滤液出水口与陶瓷膜清洗罐出口端之间管道连通，且管道上设有反冲洗泵。

进一步地，作为优选技术方案，所述清洗泵出口端与循环泵进口端之间设有保安过滤器，保安过滤器出口端与循环泵进口端之间设有换热器。

进一步地，作为优选技术方案，所述换热器侧面下部设有循环冷却水进水口，侧面上部设有循环冷却水出水口。

进一步地，作为优选技术方案，所述陶瓷膜循环罐侧面设有第一液位变送器，所述陶瓷膜清洗罐侧面设有第二液位变送器和温度计。

进一步地，作为优选技术方案，所述清洗泵与保安过滤器之间设有第一压力表，保安过滤器与换热器之间设有第二压力表。

进一步地，作为优选技术方案，所述循环泵出口端与陶瓷膜组件浓缩液出水口之间设有温度变送器、第一压力变送器和第三压力表，循环泵出口端与陶瓷膜组件顶部进口端之间设有第四压力表，循环泵进口端与陶瓷膜清洗罐顶部之间的连接管道上依次设有第二压力变送器、第八压力表、自动调节阀及第一流量计。

进一步地，作为优选技术方案，所述陶瓷膜组件为并排设置的第一陶瓷膜组件和第二陶瓷膜组件，每个陶瓷膜组件的侧面上端和下端均设有滤液出水口。

进一步地，作为优选技术方案，第一陶瓷膜组件侧面上端滤液出水口的连接管道上设有第五压力表，第二陶瓷膜组件侧面上端的滤液出水口的连接管道上设有第六压力表，第二陶瓷膜组件侧面下端的滤液出水口的连接管道上设有第七压力表。

进一步地，作为优选技术方案，所述陶瓷膜组件的滤液出水口与陶瓷膜清洗罐之间的连接管道上设有第二流量计。

本实用新型具有的有益效果：

1、陶瓷膜组件的膜分离技术避免了传统蒸发浓缩工艺的能耗高的缺点，提高了大米蛋白肽深加工的提取效率，具有较高的芳香成分保留率，而且脂溶性部分比水溶性部分保留更多；很好的品质稳定性，由于整个分离程中有热换器的存在，始终处于较低温状态，无相变，对物料中组成成分无任何影响，因而具有良好的品质稳定性；陶瓷膜组件采用圆柱形，体积小，较低的设备投资和占地面积。

2、对于滤液和多余原液的循环使用，大大节约了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

附图标记：1-陶瓷膜循环罐，100-121：阀门，2-陶瓷膜清洗罐，3-进料泵，4-清洗泵，5-保安过滤器，6-换热器，7-循环泵，8-陶瓷膜组件，9-自动调节阀，10-第一陶瓷膜组件，11-陶瓷膜组，12-混合料进水口，13-第一纯水进水口，14-第一原液进水口，15-第二纯水进水口，16-第二原液进水口，17-第一液位变送器，18-滤液进水口，19-第二液位变送器，20-温度计，21-第一压力表，22-第二压力表，23-循环冷却水进水口，24-循环冷却水出水口，25-温度变送器，26-第一压力变送器，27-第三压力表，28-第五压力表，29-第四压力表，30-第六压力表，31-第七压力表，32-第二流量计，33-第三流量计，34-第一流量计，35-第八压力表，36-第二压力变送器，37-反冲洗泵，38-滤液出水口，39-浓缩液出水口。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实施例中，如图1所示，一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，包括依次连接的进料系统、过滤系统、清洗系统，所述进料系统包括陶瓷膜循环罐1、与陶瓷膜循环罐1出口端管道连通的进料泵3，所述陶瓷膜循环罐1顶部设有混合料进水口12、第一原液进水口14和第一纯水进水口13，所述清洗系统包括连接在进料泵3出口端的陶瓷膜清洗罐2、与陶瓷膜清洗罐2出口端管道连通的清洗泵4，所述陶瓷膜清洗罐2顶部设有滤液进水口18、第二原液进水口16和第二纯水进水口15，所述过滤系统包括循环泵7和陶瓷膜组件8，循环泵7进口端分别与清洗泵4出口端、陶瓷膜循环罐1的第一原液进水口14及陶瓷膜清洗罐2的第二原液进水口16管道连通，循环泵7出口端与陶瓷膜组件8顶部进口端管道连通，陶瓷膜组件8为圆柱形，陶瓷膜组件8侧面设有滤液出水口38，底部设有浓缩液出水口39，滤液出水口38分别与陶瓷膜清洗罐2顶部的滤液进水口18管道连通。进料系统、过滤系统和清洗系统之间通过管道连通，将大米蛋白肽的原液注入陶瓷膜循环罐1中，进料泵3、循环泵7启动，原液进入陶瓷膜组件8进行过滤，陶瓷膜组件8采用圆柱形，体积小，不占用地方，过滤后的不完全清澈滤液部分经阀门110和阀门112由滤液进水口18进入陶瓷膜清洗罐2，等待再次过滤，多余的原液分成两部分，一部分经阀门108、阀门114和阀门115由第一原液进水口14进入陶瓷膜循环罐1等待再次过滤，由第二原液进水口16进入陶瓷膜清洗罐2等待再次过滤，一部分经自动调节阀9、循环泵7再次进入陶瓷膜组件8顶部进口端进行过滤，陶瓷膜组件8的浓缩液出水口39分别设有阀门105和阀门106，用于浓缩液的流出和后期过滤完成后，对整个装置清洗后，污水液体的排出。

在上述实施例的基础上，所述滤液出水口38与陶瓷膜清洗罐2出口端之间管道连通，且管道上设有反冲洗泵37，当开启阀门109、阀门116和阀门117，可以将陶瓷膜组件8过滤后的滤液泵至陶瓷膜清洗罐2，对陶瓷膜清洗罐2进行冲洗，对资源的合理循环利用，节约成本。

在上述实施例的基础上，所述清洗泵4出口端与循环泵7进口端之间设有保安过滤器5，保安过滤器5用于预先过滤原液中的颗粒物等不溶性杂质，防止进入陶瓷膜组件8，造成堵塞，保安过滤器5出口端与循环泵7进口端之间设有换热器6，换热器6用于控制管道内的原液温度。

在上述实施例的基础上，所述换热器6侧面下部设有循环冷却水进水口23，侧面上部设有循环冷却水出水口24，循环冷却水进水口23连接外部冷却水进水管道，用于冷却水进入热换器6内降低经过热换器6内原液的温度，循环冷却水出水口24用于连接外部管道，将冷却后的水回流至外部的储水设备，循环使用，节约水资源。

在上述实施例的基础上，所述陶瓷膜循环罐1侧面设有第一液位变送器17，用于将陶瓷膜循环罐1内的液位值转换成点信号输送至触摸屏或者电脑，实时通过调节阀门100来控制内部液体量，这样不会导致内部液体过多溢出或者过少，造成其他设备空转，浪费资源，所述陶瓷膜清洗罐2侧面设有第二液位变送器19和温度计20，第二液位变送器19用于将陶瓷膜清洗罐2内的液位值转换成电信号输送至触摸屏或电脑，温度计20用于读取陶瓷膜清洗罐2内的液体温度。

在上述实施例的基础上，所述清洗泵4与保安过滤器5之间的管道上设有第一压力表21，保安过滤器5与换热器6之间的管道上设有第二压力表22，调节检查保安过滤器5前后压力，当压差达到1bar时，应切换保安过滤器5，先打开备用保安过滤器5的进口阀门118和出口阀门119，再关上被堵塞的保安过滤器5的进阀门120和出口阀门121，然后拆开堵塞的保安过滤器5，取出被污染的滤袋，更换新的滤袋后装好，采用启动备用的保安过滤器5，不会因为堵塞影响整个过滤过程的连续性，提高了过滤的效率。

在上述实施例的基础上，所述循环泵7出口端与陶瓷膜组件8浓缩液出水口39之间设有温度变送器25、第一压力变送器26和第三压力表27，温度变送器25用于将循环泵7出口端管道内的原液温度值转换成电信号，传输至触摸屏或者电脑，第一压力变送器26用于将该处管道内的压力值转换成电信号传输至触摸屏或者电脑，第三压力表27用于读取压力值，循环泵7出口端与陶瓷膜组件8顶部进口端之间设有第四压力表29，通过阀门107调节流量，从而改变第三压力表27和第四压力表29的值，使陶瓷膜组件8上下产生压力差，膜两侧的压力差为动力实现一定分子量的溶质和其它分子量的溶质及溶剂进行分离、浓缩、纯化，体现了陶瓷膜组件8的截留性能，水及少部分分子量相对较小的可溶于水的物质可透过陶瓷膜组件8与原物料分离，形成透过水流，被移送或排放，其它物料则被截留在陶瓷膜组件8内，形成浓缩物料流，在循环泵7进口端与陶瓷膜清洗罐2顶部进口端之间的连接管道上依次设有第二压力变送器36、第八压力表35、自动调节阀37及第一流量计34，此时打开阀门108，原液进入管道，此处管道上第八压力表35的读取压力值，由第二压力变送器36转换成电信号传输至电脑，自动调节阀37根据电脑发出的流量值自动选择开启程度，控制回流循环的原液流量。

在上述实施例的基础上，所述陶瓷膜组件8为并排设置的第一陶瓷膜组件10和第二陶瓷膜组件11，每个陶瓷膜组件8的侧面上端和下端均设有滤液出水口38，陶瓷膜组件8的数量根据需要过滤液体量具体而定，滤液出水口38用于将滤液排出，开启阀门110、阀门112，使得未完全清澈的滤液可以再次进入陶瓷膜清洗罐2中循环过滤，开启阀门113，滤液可以进入下一道工序，继续使用，大大节约了资源。

在上述实施例的基础上，第一陶瓷膜组件10侧面上端滤液出水口38的连接管道上设有第五压力表28，第二陶瓷膜组件11侧面上端滤液出水口38的连接管道上设有第六压力表30，第二陶瓷膜组件11侧面下端滤液出水口38的连接管道上设有第七压力表31，压力表用于实时检测陶瓷膜组件8滤液的出水压力，由此推测陶瓷膜组件8内的过滤的程度。

在上述实施例的基础上，所述陶瓷膜组件8滤液出水口38与陶瓷膜清洗罐2之间的连接管道上设有第二流量计32，第二流量计32用于将现场的流量值转换成点信号输送至外部的触摸屏或者电脑，便于实时观察流入陶瓷膜清洗罐2内未完全清澈的滤液的流量，通过阀门112来调节流量大小。

原理：将大米蛋白肽原料通过混合料进水口加入到陶瓷膜循环罐1中，大约四分之三高度即可，在工作之前做好准备工作，检测、确认所有阀门和各罐体状态，具备开机条件，然后启动本实用新型，此时相关气动阀自动打开，进料泵3开始变频启动至设定频率，循环泵7开始变频启动至设定频率，系统开始正常运行，陶瓷膜循环罐1出口端连接管道，管道底部安装的阀门100处于关闭状态，原液通过管道进入进料泵3，进料泵3与清洗泵4之间管道连通，该处管道上设有阀门102，此时阀门102开启，进料泵3将原液通过管道泵出到清洗泵4，此时陶瓷膜清洗罐2出口端管道上的阀门101、阀门103关闭状态，原液进入保安过滤器5，保安过滤器5两侧管道上安装有第一压力表21和第二压力表22，调节检查保安过滤器5前后压力，当压差达到1bar时，应切换保安过滤器5，先打开备用保安过滤器5的进口阀门118和出口阀门119，再关上堵塞的保安过滤器5的进口阀门120和出口阀门121，然后拆开堵塞的保安过滤器5，取出被污染的滤袋，更换新的滤袋后装好，原液进入换热器6，换热器6通过循环冷却水的进入和流出，对换热器6内部流经的原液进行降温，控制在70℃以下，在循环泵7进口端的管道上连接有竖直方向的阀门104，此时处于关闭状态，开启时用于排污，循环泵7与陶瓷膜组件8顶部之间管道连通，该处管道上依次安装温度变送器25、第一压力变送器26、阀门107和第四压力表29，温度变送器25用于将流经此处的原液的温度值转换成电信号传送至触摸屏或者电脑，第一压力变送器26用于将管道内的压力值转换成电信号传输至触摸屏或者电脑，阀门107处于开启状态，原液经陶瓷膜组件8顶部的进口端进入陶瓷膜组件8，陶瓷膜组件8采用现有的圆柱形陶瓷膜组件8垂直安装，体积小，不占空间，调节第四压力表29和陶瓷膜组件8底部与循环泵7之间的第三压力表27，使陶瓷膜组件上下两端形成压力差，这样在常温下以膜两侧的压力差为动力实现对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化的，这样可以有较高的芳香成分保留率，采用陶瓷膜技术芳香成分可保留30～60％，而且脂溶性部分比水溶性部分保留更多；很好的品质稳定性，由于陶瓷膜过滤过程中，无相变，对物料中组成成分无任何影响，因而具有良好的品质稳定性；较低的能耗，与热浓缩法相比，陶瓷膜过滤可节约约40％以上的费用，过滤完成后，陶瓷膜组件8底部的阀门105和阀门106开启，将浓缩液输送至下一道工序的设备，在陶瓷膜组件8侧面上端的滤液出水口38连接管道至陶瓷膜清洗罐2顶部的滤液进水口18，该处管道上安装有第五压力表28、第六压力表30，阀门112和第二流量计32，阀门112开启，此时滤液进入陶瓷膜清洗罐2，准备再次过滤，于此同时，与第一陶瓷膜组件10下端滤液出水口38连通的反冲洗泵37开始工作，反冲洗泵37与陶瓷膜清洗罐2之间的阀门116打开，多余的滤液进入陶瓷膜清洗罐2，对陶瓷膜清洗罐2进行冲洗，通过第二纯水进水口15向陶瓷膜清洗罐2内持续注入纯热水，同时阀门101打开，回流回来的滤液继续进入陶瓷膜组件8过滤，同时，循环泵7出口端多余的原液通过循环泵7进口端与陶瓷膜组件8顶部连接的管道再次进入循环泵7，还有一部分原液通过阀门114进入陶瓷膜清洗罐2，通过阀门115进入陶瓷膜循环罐1，按照最初的步骤，继续循环过滤，当原料液浓缩至指定要求或因料液太少致使各个泵无法正常运转或者过滤时间过长，透过液流量持续偏小，月5m3/h以下时，保持不停机状态，通过第一纯水进水口13向陶瓷膜循环罐1中持续加入纯热水透析，直至清液，整个循环过滤冲洗过程完成，最后在陶瓷膜清洗罐2内注入配置好的酸性清洗液，启动清洗泵4，大概40-60分钟，清洗液经阀门105、阀门111和阀门106排出。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，其特征在于，包括依次连接的进料系统、过滤系统、清洗系统，所述进料系统包括陶瓷膜循环罐(1)、与陶瓷膜循环罐(1)出口端管道连通的进料泵(3)，所述陶瓷膜循环罐(1)顶部设有混合料进水口(12)、第一原液进水口(14)和第一纯水进水口(13)，所述清洗系统包括连接在进料泵(3)出口端的陶瓷膜清洗罐(2)、与陶瓷膜清洗罐(2)出口端管道连通的清洗泵(4)，所述陶瓷膜清洗罐(2)顶部设有滤液进水口(18)、第二原液进水口(16)和第二纯水进水口(15)，所述过滤系统包括循环泵(7)和陶瓷膜组件(8)，循环泵(7)进口端分别与清洗泵(4)出口端、陶瓷膜循环罐(1)的第一原液进水口(14)及陶瓷膜清洗罐(2)的第二原液进水口(16)管道连通，循环泵(7)出口端与陶瓷膜组件(8)顶部进口端管道连通，陶瓷膜组件(8)为圆柱形，陶瓷膜组件(8)侧面设有滤液出水口(38)，底部设有浓缩液出水口(39)，滤液出水口(38)分别与陶瓷膜清洗罐(2)顶部的滤液进水口(18)管道连通。

2.根据权利要求1所述的一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，其特征在于，所述滤液出水口(38)与陶瓷膜清洗罐(2)出口端之间管道连通，且管道上设有反冲洗泵(37)。

3.根据权利要求1所述的一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，其特征在于，所述清洗泵(4)出口端与循环泵(7)进口端之间设有保安过滤器(5)，保安过滤器(5)出口端与循环泵(7)进口端之间设有换热器(6)。

4.根据权利要求3所述的一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，其特征在于，所述换热器(6)侧面下部设有循环冷却水进水口(23)，侧面上部设有循环冷却水出水口(24)。

5.根据权利要求1所述的一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，其特征在于，所述陶瓷膜循环罐(1)侧面设有第一液位变送器(17)，所述陶瓷膜清洗罐(2)侧面设有第二液位变送器(19)和温度计(20)。

6.根据权利要求3所述的一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，其特征在于，所述清洗泵(4)与保安过滤器(5)之间设有第一压力表(21)，保安过滤器(5)与换热器(6)之间设有第二压力表(22)。

7.根据权利要求1所述的一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，其特征在于，所述循环泵(7)出口端与陶瓷膜组件(8)浓缩液出水口(39)之间设有温度变送器(25)、第一压力变送器(26)和第三压力表(27)，循环泵(7)出口端与陶瓷膜组件(8)顶部进口端之间设有第四压力表(29)，循环泵(7)进口端与陶瓷膜清洗罐(2)顶部之间的连接管道上依次设有第二压力变送器(36)、第八压力表(35)、自动调节阀(9)及第一流量计(34)。

8.根据权利要求1所述的一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，其特征在于，所述陶瓷膜组件(8)为并排设置的第一陶瓷膜组件(10)和第二陶瓷膜组件(11)，两个陶瓷膜组件(8)的侧面上端和下端均设有滤液出水口(38)。

9.根据权利要求8所述的一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，其特征在于，第一陶瓷膜组件(10)侧面上端的滤液出水口(38)的连接管道上设有第五压力表(28)，第二陶瓷膜组件(11)侧面上端的滤液出水口(38)的连接管道上设有第六压力表(30)，第二陶瓷膜组件(11)侧面下端的滤液出水口(38)的连接管道上设有第七压力表(31)。

10.根据权利要求9所述的一种大米蛋白肽深加工的膜分离装置，其特征在于，所述陶瓷膜组件(8)滤液出水口(38)与陶瓷膜清洗罐(2)顶部之间的连接管道上设有第二流量计(32)。

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