CN215539866U - 一种三羟物生物发酵液连续薄膜分级除杂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三羟物生物发酵液连续薄膜分级除杂装置，包括依次连通的粗品罐、分离装置及脱水装置，所述分离装置及脱水装置均设有膜分离单元；分离装置用于截留杂质获取液相，脱水装置脱去水分截留并获取三羟物。所述分级除杂装置能让物料有效成分和溶剂透过而大分子蛋白等杂质被拦截，可一次分离达到目标纯度，无需后端多级精制工艺，减少溶剂用量、缩短了生产周期与生产成本。

Description

一种三羟物生物发酵液连续薄膜分级除杂装置

技术领域

本实用新型涉及生物发酵液分离装置技术领域，具体为一种三羟物生物发酵液连续薄膜分级除杂装置。

背景技术

三羟物生物原料(有效成分分子量320D左右)是一种通过生物发酵过程在对应的发酵触酶作用下以生物基质原料通过发酵而成，在发酵制备工艺过程中首先需要将发酵液中含有的大量生物发酵团体与生成的三羟物、色素着色基团、生物蛋白、胶质物、木质素、细胞破壁物等分离排除，然后再经过萃取将发酵液中的蛋白、生物细胞破壁物、胶质物等杂质去除，再通过活性炭吸附将着色基团等杂质去除，然后再经过蒸发脱除水分从而得到较高纯度的三羟物产品，再经过一次、二次甚至多次精制提纯形成高纯度的成品。

传统工艺在制备过程中工艺复杂、流程长，每个工艺过程均会产生一定母液残留，而且造成物料损失较严重，生产成本高，生产收益低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种三羟物生物发酵液连续薄膜分级除杂装置，解决现有技术上述缺陷。

为实现上述目的，本实用新型的方案如下：

一种三羟物生物发酵液连续薄膜分级除杂装置，包括依次连通的粗品罐、分离装置及脱水装置，所述分离装置及脱水装置均设有膜分离单元；粗品罐连通分离装置的输入端，分离装置的透过性输出端连通脱水装置的输入端，发酵液经分离装置分离杂质后，再通过脱水装置脱水并从非透过性输出端获得三羟物。

根据本实用新型的实施例，所述分离装置包括截留分子量依次减小的一级膜分离装置和二级膜分离装置，粗品罐与一级膜分离装置的输入端连通，一级膜分离装置的透过性输出端与二级膜分离装置连通，二级膜分离装置的透过性输出端与脱水装置连通。

进一步地，所述分级除杂装置还包括连通在所述一级膜分离装置与所述二级膜分离装置之间的缓冲罐；所述一级膜分离装置的非透过性输出端设有一级循环管与所述粗品罐连通，所述二级膜分离装置的非透过性输出端设有二级循环管与缓冲罐连通。

进一步地，所述一级膜分离装置为多个一级膜分离单元串联。

进一步地，所述二级膜分离装置为多个二级膜分离单元并联。

根据本实用新型的实施例，所述一级膜分离装置包括前置膜分离单元，前置膜分离单元输入端与所述粗品罐连通，透过性输出端与所述一级膜分离装置连通；前置膜分离单元截留孔径为100μm；一级膜分离装置的截留分子量为20-100KD；所述二级膜分离装置，截留分子量为0.5-10KD；所述脱水装置截留分子量为150-300D。

根据本实用新型的实施例，所述脱水装置为多个脱水膜分离单元并联。

根据本实用新型的实施例，所述分级除杂装置还包括依次连通的脱色罐、过滤罐及喷雾干燥器；脱色罐与脱水装置的非透过性输出端连通。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

1、本实用新型所述分离装置能让物料有效成分和溶剂透过而大分子蛋白等杂质被拦截，可一次分离达到目标纯度，无需后端多级精制工艺，减少溶剂用量、缩短了生产周期与生产成本。

2、本实用新型所述分离装置通过多个膜分离单元串联，可提供更大的分离面积，提高分离效率。

3、本实用新型所述分离装置通过循环管线实现截留相的循环，无母液产生，减少物料的损失，有利于提高产品收率。

附图说明

图1为本实用新型提供的连续分离装置结构示意图。

图2为本实用新型提供的连续分离装置另一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种三羟物生物发酵液连续薄膜分级除杂装置，包括1、粗品罐；2、一级膜分离装置；3、缓冲罐；4、二级膜分离装置；5、料液储罐；6、脱水装置；7、脱色罐；8、过滤罐；9、喷雾干燥器； 101、粗品出料管；201、一级出料管；202、一级循环管；203、一级膜分离单元；204、前置膜分离单元；301、缓冲罐出料管；401、二级出料管；402、二级循环管；403、二级膜分离单元；501、料液储罐出料管；601、废水出料管；602、三级出料管；603、三级膜分离单元；701、脱色出料管；801、滤液出料管。以及相关的其他管线、泵及阀门。

如图1所示，粗品罐1下部通过粗品出料管101与一级膜分离装置2的轴向一端连通，一级膜分离装置2的轴向另一端通过一级循环管202连通缓冲罐3的上部，一级膜分离装置2的径向输出端通过一级出料管201连通粗品罐1的上部；缓冲罐3的下部通过缓冲罐出料管301连通二级膜分离装置4 的轴向一端；二级膜分离装置4的轴向另一端通过二级循环管402连通缓冲罐3的上部，二级膜分离装置4的径向输出端通过二级出料管401连通料液储罐5的上部；料液储罐5的下部通过料液储罐出料管501连通脱水装置6 的轴向一端，脱水装置6的轴向另一端设有三级出料管602，脱水装置6的径向输出端设有废水出料管601；发酵液经连续分离后实现分离废水从废水出料管601排出，目标成分脱水后从三级出料管602得到。

进一步地，若物料中还含有更小分子基团的色素，在以上基础上，将三级出料管602连通脱色罐7的上部，脱色罐7的下部设脱色出料管701并与过滤罐8连通，过滤罐8的底部设有滤液出料管801并与喷雾干燥器9连通，喷雾干燥器9喷雾后获得固体成品。

作为本实用新型的优选，如图2所示，一级膜分离装置2包括若干一级膜分离单元203、前置膜分离单元204；若干个一级膜分离单元203沿轴向串联，径向输出端通过管线并联；前置膜分离单元204的轴向连通粗品出料管 101、径向输出端通过管线连通一级膜分离单元203的轴向一端，一级膜分离单元203的轴向另一端通过一级循环管202连通粗品罐1，一级膜分离单元203的径向输出端通过一级出料管201连通缓冲罐3的上部。二级膜分离装置 4包括若干并联的二级膜分离单元403，单个二级膜分离单元403的轴向一端并入缓冲罐出料管301，轴向另一端并入二级循环管402，径向输出端并入二级出料管401。脱水装置6包括若干并联的三级膜分离单元603，单个三级膜分离单元603的轴向一端并入料液储罐出料管501，轴向另一端并入三级出料管602，径向输出端并入废水出料管601。

本实用新型中，一级膜分离单元203、前置膜分离单元204、二级膜分离单元403、三级膜分离单元603均为内压式薄膜分离，各膜分离单元设计成圆柱形组件，液体成分沿轴向流动，小分子从径向透过，大分子物质如蛋白质等被阻挡在组件内部随轴向流动至下一单元。此外，上述膜分离单元分别选择不同截留分子量以及不同材料的分离膜，本实用新型不同的膜分离单元作用不同，按照次序，前置膜分离单元204、一级膜分离单元203、二级膜分离单元403及三级膜分离单元603的薄膜孔径依次减小，优选采用如下规格：

前置膜分离单元204孔径为10-100μm；目的在于先截留大分子或颗粒性杂质，防止后续膜分离单元膜表面出现污堵，影响分离效果；

一级膜分离单元203采用PVDF改性，截留分子量20-100KD，目的在于对发酵液进行初步分离；

二级膜分离单元403采用聚酰胺复合材料，截留分子量0.5-10KD，目的在于除去物料蛋白、胶质物等杂质；

三级膜分离单元603采用聚酰胺复合材料，截留分子量150-300D，目的在于截留目标成分三羟物，对组分进行脱水。

本实用新型采用多个膜分离单元串联的目的在于，提供更大的分离面积，提高分离效率；采用多个膜分离单元并联的目的在于，降低单位时间内单个膜分离单元的流量，可实现分离更充分，进而提高产品的纯度；采用循环管线连通至各上一级储罐的目的在于将物料循环，进一步提高产品的收率。

下面结合附图介绍本实用新型所述三羟物生物发酵液连续薄膜分级除杂装置的工作过程及原理：

如图2所示，装在粗品罐1中的发酵原液经粗品出料管101由粗品管线 102送至前置膜分离单元204，截留大分子或颗粒性杂质后，发酵液经前置膜分离单元204截留后，径向透过料液进入一级膜分离单元203进行初步分离，分离后的径向透过料液汇入一级出料管201进入缓冲罐3内，一级膜分离单元203轴向输出端将含有截留杂质的料液返回粗品罐1进行循环；料液经缓冲罐出料管301分流进入二级膜分离单元403每个轴向输入端，经截留后料液中的蛋白、胶质物等杂质随轴向输出端汇入二级循环管402并回到缓冲罐3 进行循环，分离后的径向透过料液汇入二级出料管401并进入料液储罐5；料液储罐5中的料液再经料液储罐出料管501分流进入三级膜分离单元603每个轴向输入端，经脱水后的成分随轴向输出端汇入三级出料管602得到高纯度的料液，截留后的径向透过料液汇入废水出料管601送废水处理系统。若三级出料管602中料液还有部分小分子色素，则按照图1中所述流程进行脱色、过滤及喷雾干燥获得成品，具体为高纯度料液经脱色罐7脱色、过滤罐8 过滤后得到清亮的滤液，再进入喷雾干燥器9进行干燥，获得高纯度固体粉末。

本实用新型具有更高分离精度，能让物料有效成分和溶剂透过而大分子蛋白等杂质被拦截，同时该分离提纯装置可一次分离达到目标值，无需后端多级精制工艺，减少溶剂用量、减少物料的损失，缩短了生产周期与生产成本，成品品质更高，工艺过程更简便。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种三羟物生物发酵液连续薄膜分级除杂装置，包括依次连通的粗品罐(1)、分离装置及脱水装置(6)，其特征在于，所述分离装置及脱水装置(6)均设有膜分离单元；粗品罐(1)连通分离装置的输入端，分离装置的透过性输出端连通脱水装置(6)的输入端，发酵液经分离装置分离杂质后，再通过脱水装置(6)脱水并从非透过性输出端获得三羟物。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分离装置包括截留分子量依次减小的一级膜分离装置(2)和二级膜分离装置(4)，粗品罐(1)与一级膜分离装置(2)的输入端连通，一级膜分离装置(2)的透过性输出端与二级膜分离装置(4)连通，二级膜分离装置(4)的透过性输出端与脱水装置(6)连通。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括连通在所述一级膜分离装置(2)与所述二级膜分离装置(4)之间的缓冲罐(3)；所述一级膜分离装置(2)的非透过性输出端设有一级循环管(202)与所述粗品罐(1)连通，所述二级膜分离装置(4)的非透过性输出端设有二级循环管(402)与缓冲罐(3)连通。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述一级膜分离装置(2)为多个一级膜分离单元(203)串联。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述二级膜分离装置(4)为多个二级膜分离单元(403)并联。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述一级膜分离装置(2)包括前置膜分离单元(204)，前置膜分离单元(204)输入端与所述粗品罐(1)连通，透过性输出端与所述一级膜分离装置(2)连通；前置膜分离单元(204)截留孔径为10-100μm；一级膜分离装置(2)的截留分子量为20-100KD；所述二级膜分离装置(4)，截留分子量为0.5-10KD；所述脱水装置(6)截留分子量为150-300D。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱水装置(6)为多个脱水膜分离单元(603)并联。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括依次连通的脱色罐(7)、过滤罐(8)及喷雾干燥器(9)；脱色罐(7)与脱水装置(6)的非透过性输出端连通。

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