CN220867156U - 多级超滤设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于膜分离技术领域，公开了一种多级超滤设备，包括第一收集单元、第二收集单元以及多级过滤单元。该过滤单元包括物料罐和超滤膜，该物料罐能够容纳料液，该超滤膜能够过滤料液；该第一收集单元和该第二收集单元能够分别收集料液的不同部分；多个该物料罐分别选择性连通同级该过滤单元的该超滤膜、下级该过滤单元的该物料罐、该第一收集单元和该第二收集单元；多个该超滤膜分别选择性连通同级该过滤单元的该物料罐、下级该过滤单元的该物料罐、该第一收集单元和该第二收集单元。该多级超滤设备能够实现多级超滤的连续进行，提高操作的连续性，且能够提升超滤效率，降低生产成本。

Description

多级超滤设备

技术领域

本实用新型涉及膜分离技术领域，尤其涉及一种多级超滤设备。

背景技术

超滤是一种膜分离技术，主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等工序。一般来说，超滤膜的孔径在1nm–20nm之间，操作压力为0.1Mpa–0.5Mpa。其原理是在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过超滤膜，而阻止大分子溶质透过，留在超滤膜的另一边，从而使大分子物质得到部分纯化。

超滤技术的优点如下：操作简便、成本低廉、不需增加任何化学试剂，且实验条件温和，实验过程中没有相的变化，并且不会引起温度和pH的变化。因此超滤技术广泛应用于生物大分子的制备，能够防止生物大分子变性、失活和自溶问题。

现有的超滤设备一般包括原料罐、输送泵和超滤膜组等部分，上述各部分相互串联，以完成一级超滤任务，若需要进行二级超滤，则需要在一级超滤结束后，将全部原料再输送至原料罐，进行二次超滤。上述超滤方式效率较低且连续性差。

因此，亟需一种多级超滤设备，以解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多级超滤设备，该多级超滤设备能够实现多级超滤的连续进行，提高操作的连续性，且能够提升超滤效率，降低生产成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

多级超滤设备，包括：

多级过滤单元，所述过滤单元包括物料罐和超滤膜，所述物料罐能够容纳料液，所述超滤膜能够过滤料液；

第一收集单元和第二收集单元，所述第一收集单元和所述第二收集单元能够分别收集料液的不同部分；

多个所述物料罐分别选择性连通同级所述过滤单元的所述超滤膜、下级所述过滤单元的所述物料罐、所述第一收集单元和所述第二收集单元；

多个所述超滤膜分别选择性连通同级所述过滤单元的所述物料罐、下级所述过滤单元的所述物料罐、所述第一收集单元和所述第二收集单元。

作为本实用新型提供的多级超滤设备的优选方案，所述过滤单元还包括回流管路，所述回流管路连通于所述物料罐和所述超滤膜，所述回流管路能够将被所述超滤膜过滤后的部分料液导流回所述物料罐；

所述回流管路中设置回流阀，所述回流阀能够控制所述回流管路的通断。

作为本实用新型提供的多级超滤设备的优选方案，所述过滤单元还包括物料罐连通管、超滤膜连通管和第一料液流通管；所述物料罐连通管连通于所述物料罐的出口，所述超滤膜连通管和所述第一料液流通管分别连通于所述物料罐连通管，所述超滤膜连通管选择性连通于所述超滤膜的入口，所述第一料液流通管选择性连通于下级所述过滤单元的所述物料罐、所述第一收集单元和所述第二收集单元。

作为本实用新型提供的多级超滤设备的优选方案，所述过滤单元还包括输送泵，所述输送泵设置于所述物料罐连通管中，能够将料液输送至所述超滤膜连通管或所述第一料液流通管。

作为本实用新型提供的多级超滤设备的优选方案，所述超滤膜连通管和所述第一料液流通管通过三通阀连通于所述物料罐连通管；或，

所述超滤膜连通管中布置有第一控制阀，所述第一控制阀能够控制所述超滤膜连通管的通断；所述第一料液流通管中布置有第二控制阀，所述第二控制阀能够控制所述第一料液流通管的通断。

作为本实用新型提供的多级超滤设备的优选方案，所述第一收集单元包括第一入口管和第一收集罐，所述第一入口管连通于所述第一收集罐，所述第一收集罐能够容纳部分料液，所述第一入口管能够连通所述物料罐或所述超滤膜。

作为本实用新型提供的多级超滤设备的优选方案，所述过滤单元还包括第二料液流通管，所述第二料液流通管连通于所述超滤膜的出口，并选择性连通于下级所述过滤单元的物料罐、所述第二收集单元和所述第一收集单元。

作为本实用新型提供的多级超滤设备的优选方案，所述第二收集单元包括第二入口管和第二收集罐，所述第二入口管连通于所述第二收集罐，所述第二收集罐能够容纳部分料液，所述第二入口管能够连通所述物料罐或所述超滤膜。

作为本实用新型提供的多级超滤设备的优选方案，所述多级超滤设备包括三级所述过滤单元，三级所述过滤单元依次布置。

作为本实用新型提供的多级超滤设备的优选方案，位于下游的所述过滤单元的所述超滤膜的过滤精度高于位于上游的所述过滤单元的所述超滤膜的过滤精度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的多级超滤设备包括第一收集单元、第二收集单元以及多级过滤单元。该过滤单元包括物料罐和超滤膜，该物料罐能够容纳料液，该超滤膜能够过滤料液；该第一收集单元和该第二收集单元能够分别收集料液的不同部分。多个该物料罐分别选择性连通同级该过滤单元的该超滤膜、下级该过滤单元的该物料罐、该第一收集单元和该第二收集单元；多个该超滤膜分别选择性连通同级该过滤单元的该物料罐、下级该过滤单元的该物料罐、该第一收集单元和该第二收集单元。也就是说，多级过滤单元能够分别工作，以通过物料罐和超滤膜将料液的不同部分分别送入第一收集单元和第二收集单元或分别送入第二收集单元和第一收集单元。多级过滤单元还能够依次连续工作，以实现多级超滤，提高操作的连续性和超滤效率，降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的多级超滤设备的示意图。

图中：

100、过滤单元；110、物料罐；120、超滤膜；130、回流管路；131、回流阀；141、物料罐连通管；142、超滤膜连通管；143、第一料液流通管；144、第一控制阀；145、第二控制阀；150、输送泵；160、第二料液流通管；

200、第一收集单元；210、第一入口管；220、第一收集罐；

300、第二收集单元；310、第二入口管；320、第二收集罐。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

图1示出本实用新型实施例提供的多级超滤设备的示意图，参照图1，本实施例提供了一种多级超滤设备。该多级超滤设备包括第一收集单元200、第二收集单元300以及多级过滤单元100。在本实施例中，以依次设置的三级的过滤单元100为例进行说明，需要说明的是，该过滤单元100的级数可以根据实际情况进行选择，本实施例并不做限制。

具体地，该过滤单元100包括物料罐110和超滤膜120。该物料罐110能够容纳料液，该超滤膜120能够过滤料液。该第一收集单元200和该第二收集单元300能够分别收集料液的不同部分。多个该物料罐110分别选择性连通同级该过滤单元100的该超滤膜120、下级该过滤单元100的该物料罐110、该第一收集单元200和该第二收集单元300。多个该超滤膜120分别选择性连通同级该过滤单元100的该物料罐110、下级该过滤单元100的该物料罐110、该第一收集单元200和该第二收集单元300。

以一级过滤单元100为例进行说明：

也就是说，一级过滤单元100的物料罐110能够连通于一级过滤单元100的超滤膜120，以将料液输送至超滤膜120进行过滤。一级过滤单元100的物料罐110还能够连通于二级过滤单元100的物料罐110，以将需要再次过滤的料液输送至二级过滤单元100进行二次过滤。一级过滤单元100的物料罐110还能够直接连通于第一收集单元200或者该第二收集单元300，以将其中的料液输送至第一收集单元200或者该第二收集单元300。

一级过滤单元100的超滤膜120能够连通于一级过滤单元100的物料罐110，以实现部分料液回流。一级过滤单元100的超滤膜120还能够连通于二级过滤单元100的物料罐110，以将需要再次过滤的料液输送至二级过滤单元100进行二次过滤。一级过滤单元100的超滤膜120还能够直接连通于第一收集单元200或者该第二收集单元300，以将其中的料液输送至第一收集单元200或者该第二收集单元300。

二级过滤单元100和三级过滤单元100的原理与一级过滤单元100相同，本实施例在此不做赘述。

需要说明的是，位于下游的该过滤单元100的该超滤膜120的过滤精度高于位于上游的该过滤单元100的该超滤膜120的过滤精度。以便提升连续多级过滤的效果。且上述多级过滤单元100所用的超滤膜120的形式、数量和孔径大小均可不同，能够根据实际需求进行装配，以完成含有多种杂质的料液的提纯。

进一步地，该过滤单元100还包括回流管路130。该回流管路130连通于该物料罐110和该超滤膜120之间。该回流管路130能够将被该超滤膜120过滤后的料液导流回该物料罐110；该回流管路130中设置回流阀131，该回流阀131能够控制该回流管路130的通断。该回流阀131可以为人工控制的阀门或者电磁阀，本实施在此不做限制。

具体地，该过滤单元100还包括物料罐连通管141、超滤膜连通管142和第一料液流通管143。该物料罐连通管141连通于该物料罐110的出口，该超滤膜连通管142和该第一料液流通管143分别连通于该物料罐连通管141。该超滤膜连通管142选择性连通于该超滤膜120的入口，该第一料液流通管143选择性连通于下级该过滤单元100的该物料罐110、该第一收集单元200和该第二收集单元300。

再为具体地，该超滤膜连通管142中布置有第一控制阀144，该第一控制阀144能够控制该超滤膜连通管142的通断。该第一料液流通管143中布置有第二控制阀145，该第二控制阀145能够控制该第一料液流通管143的通断。或者，在其他实施例中，该超滤膜连通管142和该第一料液流通管143可以通过一个三通阀连通于该物料罐连通管141。该第一控制阀144和该第二控制阀145均可以选择人工控制的阀门或者电磁阀，本实施在此不做限制。

更为具体地，该过滤单元100还包括输送泵150。该输送泵150设置于该物料罐连通管141中，能够将料液输送至该超滤膜连通管142或该第一料液流通管143，以提升料液流动的效率。

继续参照图1，该第一收集单元200包括第一入口管210和第一收集罐220。该第一入口管210连通于该第一收集罐220，该第一收集罐220能够容纳部分料液，该第一入口管210能够连通该物料罐110或该超滤膜120。也就是说，容纳于多个物料罐110中的部分料液能够分别或同时通过对应的第一料液流通管143，流至第一入口管210并收集至第一收集罐220中。或者，位于多个超滤膜120中的部分料液能够分别或同时通过对应的第一料液流通管143，流至第一入口管210并收集至第一收集罐220中。

具体地，该第二收集单元300包括第二入口管310和第二收集罐320，该第二入口管310连通于该第二收集罐320，该第二收集罐320能够容纳部分料液，该第二入口管310能够连通该物料罐110或该超滤膜120。该过滤单元100还包括第二料液流通管160，该第二料液流通管160连通于该超滤膜120的出口，并选择性连通于下级该过滤单元100的物料罐110、该第二收集单元300和该第一收集单元200。也就是说，容纳于多个超滤膜120中的部分料液能够分别或同时通过对应的第一料液流通管143，流至第一入口管210并收集至第一收集罐220中。或者，容纳于多个物料罐110中的部分料液能够分别或同时通过对应的第一料液流通管143，流至第一入口管210并收集至第一收集罐220中。

以下对本实施例中提供的多级超滤设备的工作过程进行说明：

设定目标料液和废料液，并设定第二收集单元300为废料液收集单元，定义第一收集单元200为目标料液收集单元。

当该目标料液为料液浓相时，该废料液为料液清相，此时，该多级超滤设备的工作过程如下：

通过管路将料液运送至一级过滤单元100的该物料罐110中，开启一级过滤单元100的输送泵150，第一控制阀144打开，第二控制阀145关闭，以将料液运送至超滤膜120。浓相即目标料液通过回流管路130回流至物料罐110，清相即废料液直接通过一级过滤单元100的第二料液流通管160进入第二收集罐320。待浓相达到工艺所需的浓缩条件，第一控制阀144关闭，第二控制阀145打开，通过一级过滤单元100的超滤膜连通管142将浓相输送至二级过滤单元100的该物料罐110中进行二次过滤浓缩。此时一级过滤单元100的该物料罐110可以同时进料继续进行一级过滤。待二级过滤单元100中的浓相达到工艺所需的浓缩条件，通过二级过滤单元100的超滤膜连通管142将浓相输送至三级过滤单元100的物料罐110中进行三次过滤浓缩。待浓相达到工艺所需的浓缩条件，开启三级过滤单元100的输送泵150，将浓相运送至第一收集罐220，至此三级超滤完成。

当该目标料液为料液清相时，该废料液为料液浓相，此时，该多级超滤设备的工作过程如下：

通过管路将料液运送至一级过滤单元100的该物料罐110中，开启一级过滤单元100的输送泵150，第一控制阀144打开，第二控制阀145关闭，以将料液运送至一级过滤单元100的超滤膜120。浓相即废料液通过回流管路130回流至物料罐110，然后流入第二收集单元300；清相即目标料液流入二级过滤单元100的物料罐110中，进行二次过滤。相应的，此时一级过滤单元100的该物料罐110可以继续进料，达到连续的目的。二级过滤单元100的超滤膜120中的清相继续流入三级过滤单元100的物料罐110中，进行三次过滤，二级过滤单元100的超滤膜120中浓相回流至二级过滤单元100的物料罐110中，然后流入第二收集单元300，最终三级过滤单元100的超滤膜120中的清相进入第一收集单元200，实现收集。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.多级超滤设备，其特征在于，包括：

多级过滤单元(100)，所述过滤单元(100)包括物料罐(110)和超滤膜(120)，所述物料罐(110)能够容纳料液，所述超滤膜(120)能够过滤料液；

第一收集单元(200)和第二收集单元(300)，所述第一收集单元(200)和所述第二收集单元(300)能够分别收集料液的不同部分；

多个所述物料罐(110)分别选择性连通同级所述过滤单元(100)的所述超滤膜(120)、下级所述过滤单元(100)的所述物料罐(110)、所述第一收集单元(200)和所述第二收集单元(300)；

多个所述超滤膜(120)分别选择性连通同级所述过滤单元(100)的所述物料罐(110)、下级所述过滤单元(100)的所述物料罐(110)、所述第一收集单元(200)和所述第二收集单元(300)。

2.根据权利要求1所述的多级超滤设备，其特征在于，所述过滤单元(100)还包括回流管路(130)，所述回流管路(130)连通于所述物料罐(110)和所述超滤膜(120)，所述回流管路(130)能够将被所述超滤膜(120)过滤的部分料液导流回所述物料罐(110)；

所述回流管路(130)中设置回流阀(131)，所述回流阀(131)能够控制所述回流管路(130)的通断。

3.根据权利要求1所述的多级超滤设备，其特征在于，所述过滤单元(100)还包括物料罐连通管(141)、超滤膜连通管(142)和第一料液流通管(143)；所述物料罐连通管(141)连通于所述物料罐(110)的出口，所述超滤膜连通管(142)和所述第一料液流通管(143)分别连通于所述物料罐连通管(141)，所述超滤膜连通管(142)选择性连通于所述超滤膜(120)的入口，所述第一料液流通管(143)选择性连通于下级所述过滤单元(100)的所述物料罐(110)、所述第一收集单元(200)和所述第二收集单元(300)。

4.根据权利要求3所述的多级超滤设备，其特征在于，所述过滤单元(100)还包括输送泵(150)，所述输送泵(150)设置于所述物料罐连通管(141)中，能够将所述料液输送至所述超滤膜连通管(142)或所述第一料液流通管(143)。

5.根据权利要求3所述的多级超滤设备，其特征在于，所述超滤膜连通管(142)和所述第一料液流通管(143)通过三通阀连通于所述物料罐连通管(141)；或，

所述超滤膜连通管(142)中布置有第一控制阀(144)，所述第一控制阀(144)能够控制所述超滤膜连通管(142)的通断；所述第一料液流通管(143)中布置有第二控制阀(145)，所述第二控制阀(145)能够控制所述第一料液流通管(143)的通断。

6.根据权利要求1所述的多级超滤设备，其特征在于，所述第一收集单元(200)包括第一入口管(210)和第一收集罐(220)，所述第一入口管(210)连通于所述第一收集罐(220)，所述第一收集罐(220)能够容纳部分料液，所述第一入口管(210)能够连通所述物料罐(110)或所述超滤膜(120)。

7.根据权利要求1所述的多级超滤设备，其特征在于，所述过滤单元(100)还包括第二料液流通管(160)，所述第二料液流通管(160)连通于所述超滤膜(120)的出口，并选择性连通于下级所述过滤单元(100)的所述物料罐(110)、所述第二收集单元(300)和所述第一收集单元(200)。

8.根据权利要求1所述的多级超滤设备，其特征在于，所述第二收集单元(300)包括第二入口管(310)和第二收集罐(320)，所述第二入口管(310)连通于所述第二收集罐(320)，所述第二收集罐(320)能够容纳部分料液，所述第二入口管(310)能够连通所述物料罐(110)或所述超滤膜(120)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的多级超滤设备，其特征在于，所述多级超滤设备包括三级所述过滤单元(100)，三级所述过滤单元(100)依次布置。

10.根据权利要求1-8任一项所述的多级超滤设备，其特征在于，位于下游的所述过滤单元(100)的所述超滤膜(120)的过滤精度高于位于上游的所述过滤单元(100)的所述超滤膜(120)的过滤精度。