CN216604772U - 一种赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统，包括连续式陶瓷膜过滤子系统、连续式纳滤膜过滤子系统、连续式反渗透膜浓缩子系统以及低浓度透析液回套利用子系统，赤藓糖醇发酵液经过连续式陶瓷膜过滤子系统过滤处理后分别得到高浓度陶瓷膜透过液、中浓度陶瓷膜透过液、低浓度陶瓷膜透过液以及陶瓷膜浓缩液。经过连续式纳滤膜过滤子系统过滤处理后分别得到高浓度纳滤透过液、中浓度纳滤透过液、低浓度纳滤透过液以及纳滤浓缩液。经过连续式反渗透膜浓缩子系统处理后得到反渗透膜浓缩液和渗透水。本实用新型分别收集各种浓度的透析液并分别加以利用，保证出料的稳定性，减少后续蒸发水量。

Description

一种赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统

技术领域

本实用新型属于赤藓糖醇制备技术领域，特别涉及一种赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统。

背景技术

赤藓糖醇是一种填充型甜味剂，是四碳糖醇，分子式为C₄H₁₀O₄，为白色结晶性粉末，在口中溶解时有温和的凉爽感，赤藓糖醇的甜度约为蔗糖的70%，由于不吸湿，它具有良好的流动性。赤藓糖醇由于具有低热量、稳定性好、无至龋齿性等特点，已广泛应用于食品、饮料等行业中。目前，工业化制备赤藓糖醇的方法大多是以葡萄糖为原料经过微生物发酵，然后通过各种分离提纯工艺从发酵液中分离纯化得到赤藓糖醇成品。

从发酵液中分离提纯赤藓糖醇首先需要经过膜工艺处理。如专利号200710115541.9的专利公开了一种从发酵液中分离提纯赤藓糖醇的方法，该提纯过程包括发酵液菌体分离、发酵液澄清和初步净化、发酵液脱色和净化、发酵液浓缩结晶和重结晶制赤藓糖醇纯品等步骤，用陶瓷膜除蛋白质等分子量较大的杂质，并采用纳滤分离引入赤藓糖醇的分离提纯，可省却脱色和离子交换等工序，减少排污量，但是该专利存在提取效率低，加水量大，出料浓度波动大的问题。专利号ZL201710820906.1的专利公开了一种连续提取赤藓糖醇的方法，通过超滤、纳滤、洗滤、浓缩、蒸发结晶等步骤，去除赤藓糖醇溶液中的杂质，提高赤藓糖醇的含量与透光率，收率达到99%，但该专利采用超滤后加水洗涤工艺，用水量大，同时将各级超滤透过液分别收集进纳滤，并均收集进入后续蒸发工艺，出料浓度低，蒸发耗能大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统，能稳定赤藓糖醇膜过滤工艺的出料浓度、提高赤藓糖醇的收率、降低水耗、降低生产成本。

本实用新型是这样实现的，提供一种赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统，包括连续式陶瓷膜过滤子系统、连续式纳滤膜过滤子系统、连续式反渗透膜浓缩子系统以及低浓度透析液回套利用子系统，所述连续式陶瓷膜过滤子系统包括由多组通过管路依次连通的陶瓷膜过滤器分别组成的陶瓷膜前段过滤组、陶瓷膜中段过滤组和陶瓷膜后段过滤组，所述连续式纳滤膜过滤子系统包括由多组通过管路依次连通的纳滤膜过滤器分别组成的纳滤膜前段过滤组、纳滤膜中段过滤组和纳滤膜后段过滤组，所述连续式反渗透膜浓缩子系统包括由多组通过管路依次连通的反渗透膜过滤器分别组成的反渗透膜前段浓缩组、反渗透膜中段浓缩组和反渗透膜后段浓缩组，所述低浓度透析液回套利用子系统包括低浓度陶瓷膜透过液回套罐、低浓度纳滤透过液回套罐以及渗透水回套罐；在所述连续式陶瓷膜过滤子系统内分别设置赤藓糖醇发酵液进液管、高浓度陶瓷膜透过液出液管、中浓度陶瓷膜透过液出液管、低浓度陶瓷膜透过液出液管、陶瓷膜浓缩液出液管、中段低浓度陶瓷膜透过液的回套进液管、陶瓷膜中段渗透水回套进水管以及陶瓷膜后段渗透水回套进水管，所述低浓度陶瓷膜透过液回套罐的进液端与低浓度陶瓷膜透过液出液管相连通，其出液端与中段低浓度陶瓷膜透过液的回套进液管相连通，所述陶瓷膜中段渗透水回套进水管和陶瓷膜后段渗透水回套进水管分别与渗透水回套罐的出水端相连通；在所述连续式纳滤膜过滤子系统内分别设置纳滤膜进液管、高浓度纳滤透过液出液管、中浓度纳滤透过液出液管、低浓度纳滤透过液出液管、纳滤浓缩液出液管、中段低浓度纳滤透过液的回套进液管、纳滤膜中段渗透水回套进水管以及纳滤膜后段渗透水回套进水管，所述低浓度纳滤透过液回套罐的进液端与低浓度纳滤透过液出液管相连通，其出液端与中段低浓度纳滤透过液的回套进液管相连通，所述纳滤膜中段渗透水回套进水管以及纳滤膜后段渗透水回套进水管分别与渗透水回套罐的出水端相连通；在所述连续式反渗透膜浓缩子系统内分别设置反渗透膜进液管、反渗透膜浓缩液出液管和渗透水收集管，所述反渗透膜进液管分别与中浓度陶瓷膜透过液出液管、中浓度纳滤透过液出液管相连通，所述反渗透膜浓缩液出液管与高浓度陶瓷膜透过液出液管连通后再与纳滤膜进液管相连通，所述渗透水收集管与渗透水回套罐的进水端相连通。

与现有技术相比，本实用新型的赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统具有如下特点：

(1)采用连续式膜过滤工艺，操作简单，实现过程全自动，采用陶瓷膜除去赤藓糖醇发酵液中的菌丝体及可见蛋白类杂质，采用纳滤膜去除赤藓糖醇发酵液中的色素类杂质，可将赤藓糖醇的含量由93%~95%提高至97%~99%以上，透光率达90%以上，连续式陶瓷膜过滤子系统和连续式纳滤膜过滤子系统的收率均在99%以上，相比现有技术至少提高2%收率。

(2)根据陶瓷膜和纳滤洗滤出料的浓度差，分别收集各种浓度的透析液，并分别加以利用，其中高浓度透析液直接进入下工序，中浓度透析液集中收集后进入连续式反渗透膜浓缩子系统，浓缩后再返回前工序，低浓度透析液直接回套使用，有效保证了赤藓糖醇发酵液经过陶瓷膜和纳滤膜过滤后出料的稳定性，解决了陶瓷膜和纳滤膜的洗滤过程引起的出料浓度较大波动的问题，保证后工序运行的稳定性，也减少后续蒸发水量，降低运行成本。

(3)采用连续式陶瓷膜、连续式纳滤膜和连续式反渗透膜相结合的运行模式，使得所述连续式膜过滤系统运行过程中可以通过增加洗滤用水来提高赤藓糖醇收率2%以上，增加的洗滤用水最后全部通过连续式反渗透膜浓缩子系统进行透析回收利用，相对本系统来说，不但没有增加新鲜水的消耗，综合下来反而减少了新鲜水用量20%以上。

附图说明

图1为本实用新型赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统一较佳实施例的结构原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图1所示，本实用新型赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统的较佳实施例，包括连续式陶瓷膜过滤子系统1、连续式纳滤膜过滤子系统2、连续式反渗透膜浓缩子系统3以及低浓度透析液回套利用子系统4。图中的箭头方向示意的是本系统的液体物料（如赤藓糖醇发酵液、纯水等）的流动方向。

所述连续式陶瓷膜过滤子系统1包括由多组通过管路依次连通的陶瓷膜过滤器11分别组成的陶瓷膜前段过滤组12、陶瓷膜中段过滤组13和陶瓷膜后段过滤组14，所述连续式纳滤膜过滤子系统2包括由多组通过管路依次连通的纳滤膜过滤器21分别组成的纳滤膜前段过滤组22、纳滤膜中段过滤组23和纳滤膜后段过滤组24，所述连续式反渗透膜浓缩子系统3包括由多组通过管路依次连通的反渗透膜过滤器31分别组成的反渗透膜前段浓缩组32、反渗透膜中段浓缩组33和反渗透膜后段浓缩组34，所述低浓度透析液回套利用子系统4包括低浓度陶瓷膜透过液回套罐41、低浓度纳滤透过液回套罐42以及渗透水回套罐43。

在所述连续式陶瓷膜过滤子系统1内分别设置赤藓糖醇发酵液进液管15、高浓度陶瓷膜透过液出液管16、中浓度陶瓷膜透过液出液管17、低浓度陶瓷膜透过液出液管18、陶瓷膜浓缩液出液管19、中段低浓度陶瓷膜透过液的回套进液管110、陶瓷膜中段渗透水回套进水管111以及陶瓷膜后段渗透水回套进水管112。赤藓糖醇发酵液经过连续式陶瓷膜过滤子系统1过滤处理后分别得到高浓度陶瓷膜透过液、中浓度陶瓷膜透过液、低浓度陶瓷膜透过液以及陶瓷膜浓缩液。

所述低浓度陶瓷膜透过液回套罐41的进液端与低浓度陶瓷膜透过液出液管18相连通，其出液端与中段低浓度陶瓷膜透过液的回套进液管110相连通。所述陶瓷膜中段渗透水回套进水管111和陶瓷膜后段渗透水回套进水管112分别与渗透水回套罐43的出水端相连通。陶瓷膜浓缩液经过陶瓷膜浓缩液出液管19排出他用。

在所述连续式纳滤膜过滤子系统2内分别设置高浓度透析液罐213、高浓度透析液罐进液管214、纳滤膜进液管25、高浓度纳滤透过液出液管26、中浓度纳滤透过液出液管27、低浓度纳滤透过液出液管28、纳滤浓缩液出液管29、中段低浓度纳滤透过液的回套进液管210、纳滤膜中段渗透水回套进水管211以及纳滤膜后段渗透水回套进水管212。高浓度透析液（包括连续式陶瓷膜过滤子系统1过滤处理后得到的高浓度陶瓷膜透过液和连续式反渗透膜浓缩子系统3过滤处理后得到的反渗透膜浓缩液）经过连续式纳滤膜过滤子系统2过滤处理后分别得到高浓度纳滤透过液、中浓度纳滤透过液、低浓度纳滤透过液以及纳滤浓缩液。

所述低浓度纳滤透过液回套罐42的进液端与低浓度纳滤透过液出液管28相连通，其出液端与中段低浓度纳滤透过液的回套进液管210相连通，所述纳滤膜中段渗透水回套进水管211以及纳滤膜后段渗透水回套进水管212分别与渗透水回套罐43的出水端相连通。高浓度纳滤透过液经过高浓度纳滤透过液出液管26排出他用。纳滤浓缩液经过纳滤浓缩液出液管29排出他用。

高浓度透析液罐213的进液端通过高浓度透析液罐进液管214分别与连续式陶瓷膜过滤子系统1的高浓度陶瓷膜透过液出液管16、连续式反渗透膜浓缩子系统3的反渗透膜浓缩液出液管36相连通，其出液端通过纳滤膜进液管25分别与连续式纳滤膜过滤子系统2中每个纳滤膜过滤器21相连通。

在所述连续式反渗透膜浓缩子系统3内分别设置中浓度透析液罐38、中浓度透析液罐进液管39、反渗透膜进液管35、反渗透膜浓缩液出液管36和渗透水收集管37。中浓度透析液（包括连续式陶瓷膜过滤子系统1过滤处理后得到的中浓度陶瓷膜透过液和连续式纳滤膜过滤子系统2过滤处理后得到的中浓度纳滤透过液）经过连续式反渗透膜浓缩子系统3过滤处理后分别得到反渗透膜浓缩液和渗透水。

中浓度透析液罐38的进液端通过中浓度透析液罐进液管39分别与连续式陶瓷膜过滤子系统1的中浓度陶瓷膜透过液出液管17、连续式纳滤膜过滤子系统2的中浓度纳滤透过液出液管27相连通，其出液端通过反渗透膜进液管35分别与连续式反渗透膜浓缩子系统3中每个反渗透膜过滤器31相连通。

所述中浓度陶瓷膜透过液出液管17和中浓度纳滤透过液出液管27分别与中浓度透析液罐进液管39连通后再与中浓度透析液罐38的进液端相连通，所述反渗透膜浓缩液出液管36和高浓度陶瓷膜透过液出液管16分别与高浓度透析液罐进液管214连通后再与高浓度透析液罐213的进液端相连通，所述渗透水收集管37与渗透水回套罐43的进水端相连通。

在所述渗透水回套罐43的进水端还设置纯水进水管44。

所述连续式陶瓷膜过滤子系统1包括五组陶瓷膜过滤器11，其中，陶瓷膜前段过滤组12和陶瓷膜中段过滤组13分别设置两组陶瓷膜过滤器11，陶瓷膜后段过滤组14设置一组陶瓷膜过滤器11。前两组陶瓷膜过滤器11组成陶瓷膜前段过滤组12，后一组陶瓷膜过滤器11为陶瓷膜后段过滤组14，中间两组陶瓷膜过滤器11组成陶瓷膜中段过滤组13。

所述连续式纳滤膜过滤子系统2包括五组纳滤膜过滤器21，其中，纳滤膜前段过滤组22和纳滤膜中段过滤组23分别设置两组纳滤膜过滤器21，纳滤膜后段过滤组24设置一组纳滤膜过滤器21。前两组纳滤膜过滤器21组成纳滤膜前段过滤组22，后一组纳滤膜过滤器21为纳滤膜后段过滤组24，中间两组纳滤膜过滤器21组成纳滤膜中段过滤组23。

所述连续式反渗透膜浓缩子系统3包括三组反渗透膜过滤器31，其中，反渗透膜前段浓缩组32、反渗透膜中段浓缩组33和反渗透膜后段浓缩组34各设置一组反渗透膜过滤器31。位于前面的反渗透膜过滤器31为反渗透膜前段浓缩组32，中间的反渗透膜过滤器31为反渗透膜中段浓缩组33，最后的反渗透膜过滤器31为反渗透膜后段浓缩组34。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统，其特征在于，包括连续式陶瓷膜过滤子系统、连续式纳滤膜过滤子系统、连续式反渗透膜浓缩子系统以及低浓度透析液回套利用子系统，所述连续式陶瓷膜过滤子系统包括由多组通过管路依次连通的陶瓷膜过滤器分别组成的陶瓷膜前段过滤组、陶瓷膜中段过滤组和陶瓷膜后段过滤组，所述连续式纳滤膜过滤子系统包括由多组通过管路依次连通的纳滤膜过滤器分别组成的纳滤膜前段过滤组、纳滤膜中段过滤组和纳滤膜后段过滤组，所述连续式反渗透膜浓缩子系统包括由多组通过管路依次连通的反渗透膜过滤器分别组成的反渗透膜前段浓缩组、反渗透膜中段浓缩组和反渗透膜后段浓缩组，所述低浓度透析液回套利用子系统包括低浓度陶瓷膜透过液回套罐、低浓度纳滤透过液回套罐以及渗透水回套罐；在所述连续式陶瓷膜过滤子系统内分别设置赤藓糖醇发酵液进液管、高浓度陶瓷膜透过液出液管、中浓度陶瓷膜透过液出液管、低浓度陶瓷膜透过液出液管、陶瓷膜浓缩液出液管、中段低浓度陶瓷膜透过液的回套进液管、陶瓷膜中段渗透水回套进水管以及陶瓷膜后段渗透水回套进水管，所述低浓度陶瓷膜透过液回套罐的进液端与低浓度陶瓷膜透过液出液管相连通，其出液端与中段低浓度陶瓷膜透过液的回套进液管相连通，所述陶瓷膜中段渗透水回套进水管和陶瓷膜后段渗透水回套进水管分别与渗透水回套罐的出水端相连通；在所述连续式纳滤膜过滤子系统内分别设置纳滤膜进液管、高浓度纳滤透过液出液管、中浓度纳滤透过液出液管、低浓度纳滤透过液出液管、纳滤浓缩液出液管、中段低浓度纳滤透过液的回套进液管、纳滤膜中段渗透水回套进水管以及纳滤膜后段渗透水回套进水管，所述低浓度纳滤透过液回套罐的进液端与低浓度纳滤透过液出液管相连通，其出液端与中段低浓度纳滤透过液的回套进液管相连通，所述纳滤膜中段渗透水回套进水管以及纳滤膜后段渗透水回套进水管分别与渗透水回套罐的出水端相连通；在所述连续式反渗透膜浓缩子系统内分别设置反渗透膜进液管、反渗透膜浓缩液出液管和渗透水收集管，所述反渗透膜进液管分别与中浓度陶瓷膜透过液出液管、中浓度纳滤透过液出液管相连通，所述反渗透膜浓缩液出液管与高浓度陶瓷膜透过液出液管连通后再与纳滤膜进液管相连通，所述渗透水收集管与渗透水回套罐的进水端相连通。

2.如权利要求1所述的赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统，其特征在于，在所述渗透水回套罐的进水端还设置纯水进水管。

3.如权利要求1所述的赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统，其特征在于，所述连续式陶瓷膜过滤子系统包括五组陶瓷膜过滤器，其中，陶瓷膜前段过滤组和陶瓷膜中段过滤组分别设置两组陶瓷膜过滤器，陶瓷膜后段过滤组设置一组陶瓷膜过滤器。

4.如权利要求1所述的赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统，其特征在于，所述连续式纳滤膜过滤子系统包括五组纳滤膜过滤器，其中，纳滤膜前段过滤组和纳滤膜中段过滤组分别设置两组纳滤膜过滤器，纳滤膜后段过滤组设置一组纳滤膜过滤器。

5.如权利要求1所述的赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统，其特征在于，所述连续式反渗透膜浓缩子系统包括三组反渗透膜过滤器，其中，反渗透膜前段浓缩组、反渗透膜中段浓缩组和反渗透膜后段浓缩组各设置一组反渗透膜过滤器。

6.如权利要求1所述的赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统，其特征在于，在所述纳滤膜进液管上设置高浓度透析液罐。

7.如权利要求1所述的赤藓糖醇发酵液的连续式膜过滤系统，其特征在于，在所述反渗透膜进液管上设置中浓度透析液罐。

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