一种具有自洁结构的食用明胶膜浓缩系统的制作方法

本实用新型涉及食用明胶加工设备，属于食用明胶加工技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种具有自洁结构的食用明胶膜浓缩系统。

背景技术：

明胶浓缩又称蒸发，按照传统的明胶生产工艺，从提胶锅抽提出来的4％-6％左右的明胶溶液经过真空蒸发器将明胶溶液的水分蒸发，得到浓度为26％-35％的浓缩液用于冷凝成形，然后通过烘干机干燥成为含水量约为12％的商品明胶。采用真空蒸发器浓缩明胶液，需用锅炉蒸汽加热的热源，按理论计算，如选用单效蒸发器，每蒸发1kg水需要消耗1.1kg的蒸汽；采用双效蒸发器，每蒸发1kg水需要消耗0.55kg的蒸汽；采用3效蒸发器，每蒸发1kg的水需要消耗0.4kg的蒸汽。国内的明胶生产企业，较多采用2效或3效真空蒸发器。一个年产2000吨明胶的工厂，如用一台3效真空蒸发器进行胶液的浓缩，每生产1吨明胶消耗在蒸发系统的蒸汽接近9吨，折合消耗燃煤1.6吨。由于明胶是一种热敏性的物质，其溶液的粘度与浓度成正比，传热系数与浓度成反比，随着明胶溶液在蒸发系统里浓度的不断提高，其循环速度会变得越来越慢而使受热时间延长，极易造成物理性能如冻力和粘度的降低。

膜浓缩是一种改革传统工艺实现高效纯化浓缩的技术。它利用有效成分与液体的分子量的不同实现定向的分离，达到浓缩的作用。相对于传统的蒸汽浓缩，具有能耗低，常温下进行，对产品影响小等优点，现如今已经得到广泛应用。

但是，在食用明胶行业，在膜浓缩时的压力控制、温度控制、环境无菌控制十分重要，其会直接影响到明胶的物理性能，其次，现如今的膜浓缩结构复杂，效率较低，并且膜浓缩过程较长，能耗高，在膜浓缩后，膜浓缩中的过滤膜清洗液较为不便，这都限制了膜浓缩技术的发展。

技术实现要素：

基于以上技术问题，本实用新型提供了一种具有自洁结构的食用明胶膜浓缩系统，从而解决了以往膜浓缩设备结构复杂、浓缩效果差、效率低及清洗不便的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有自洁结构的食用明胶膜浓缩系统，包括顺次管道连通的混料装置、增压泵、过滤器、多级膜浓缩设备、送料泵及浓胶液存储罐；

其中，

混料装置包括筒体，筒体内密封设置有混料斗及连接在混料斗下端的存储筒，所述筒体上端还设置有稀胶液送液管和工艺水送水管，稀胶液送液管和工艺水送水管贯穿筒体后伸入混料斗，所述混料斗内壁呈螺旋形设置有连续的混料板；所述存储筒下端通过管道与所述增压泵连通；

所述多级膜浓缩设备包括封闭的设备主体，设备主体内并排设置有两组膜过滤组，膜过滤组包括顺次管道连通的超滤膜滤筒、第一提升泵、搅拌设备、第二提升泵及纳滤膜滤筒，所述设备主体位于超滤膜滤筒和纳滤膜滤筒下端均设置有清液收集槽，清液收集槽通过管道连接有设置在设备主体外部的清液收集箱，所述设备主体位于超滤膜滤筒和纳滤膜滤筒上端均设置有紫外灯；

所述设备主体还包括温度压力控制系统，温度压力控制系统包括顺次管道连通的第一调压阀、气体缓存罐、送气泵、温控箱及第二调压阀，气体缓存罐设有气体输入管道，所述第一调压阀和第二调压阀均与设备主体内部连通；所述设备主体内部还设置有温度传感器和气压传感器；

所述超滤膜滤筒和纳滤膜滤筒上均设置有自洁系统，自洁系统包括固定在超滤膜滤筒或纳滤膜滤筒两端管道上的支架及设置在支架上的滑动清洗组件；支架上端沿超滤膜滤筒或纳滤膜滤筒长度方向设置有螺纹杆和导向杆，螺纹杆一端连接有转动电机；所述滑动清洗组件包括呈环形设置的清洁环，清洁环套设在超滤膜滤筒或纳滤膜滤筒外圆周面上，所述清洁环上端设置有连接块，连接块上端设置有定位块，所述连接块与螺纹杆螺纹连接，所述定位块套设在导向杆上，构成连接块在螺纹杆转动作用下带动清洁环沿超滤膜滤筒或纳滤膜滤筒滑动的活动机构；

所述连接块两侧均设置有雾化喷头，所述设备主体内部还设置有与雾化喷头管道连接的供水系统；

所述清洁环包括并排设置的纳米海绵环和纳米毛刷环。

基于以上技术方案，所述稀胶液送液管和工艺水送水管均设置有流量阀。

基于以上技术方案，所述搅拌设备包括搅拌筒及设置在搅拌筒内的搅拌片，搅拌片连接有搅拌电机，所述搅拌筒底部为一端高一端低的倾斜面，所述第二提升泵通过管道与倾斜面的低端连通。

基于以上技术方案，所述清液收集箱与清液收集槽之间的管道设置有送水泵。

基于以上技术方案，所述所有的管道均为食品级不锈钢制成的金属管。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型结构简单，效率高，能有效控制浓缩环境，保证了明胶的物理性能，提高了浓缩效果。

2、本实用新型通过混料装置将胶液均匀混合，形成3％～5％的稀胶液，并且混合后胶液温度与浓缩温度相当，可保证浓缩效果，提高浓缩效果。

3、本实用新型通过顺次设置超滤膜滤筒和纳滤膜滤筒可分别对胶液进行过滤，从而逐步得到所需浓度的浓胶液，从而提高浓缩效果和质量，并减少整体浓缩的时间，保证了明胶的物理性能。

4、本实用新型通过温度压力控制系统可控制浓缩环境的温度和压力，保证合适的浓缩环境参数，从而提高了浓缩效果，进一步保证了明胶优良的物理性能。

5、本实用新型自洁系统可对超滤膜滤筒或纳滤膜滤筒进行清理，从而无需拆卸或加入其它物质或操作，清理方便快捷，可在工作过程中进行，极为方便。

6、本实用新型雾化喷头可对超滤膜滤筒、纳滤膜滤筒及清洁环进行清洗，保证三者表面的清洁度。

7、本实用新型纳米海绵环可以利用纳米海绵的特性将超滤膜滤筒或纳滤膜滤筒表面的污垢吸附，保持过滤效果，并且纳米毛刷环还可伸入虑孔内，使虑孔保持畅通，保证超滤膜滤筒或纳滤膜滤筒能够保持良好的过滤效果，清理效果显著。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中多级膜浓缩设备的俯视图；

图3是自洁系统的结构示意图；

图4是滑动清洗组件的结构示意图；

图中标记：1、存储筒；2、筒体；3、混料斗；4、混料板；5、流量阀；6、稀胶液送液管；7、工艺水送水管；8、增压泵；9、过滤器；10、温度传感器；11、紫外灯；12、第一调压阀；13、气体缓存罐；14、送气泵；15、温控箱；16、第二调压阀；17、纳滤膜滤筒；18、气压传感器；19、送料泵；20、浓胶液存储罐；21、供水系统；22、清液收集槽；23、第二提升泵；24、搅拌设备；25、第一提升泵；26、超滤膜滤筒；27、送水泵；28、清液收集箱；29、支架；30、滑动清洗组件；31、螺纹杆；32、导向杆；33、转动电机；34、纳米毛刷环；35、纳米海绵环；36、定位块；37、连接块；38、雾化喷头；39、清洁环。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1-图4所示的一种具有自洁结构的食用明胶膜浓缩系统，包括顺次管道连通的混料装置、增压泵8、过滤器9、多级膜浓缩设备、送料泵19及浓胶液存储罐20；

混料装置包括筒体2，筒体2内密封设置有混料斗3及连接在混料斗3下端的存储筒1，所述筒体2上端还设置有稀胶液送液管6和工艺水送水管7，稀胶液送液管6和工艺水送水管7贯穿筒体2后伸入混料斗3，所述混料斗3内壁呈螺旋形设置有连续的混料板4；所述存储筒1下端通过管道与所述增压泵8连通；

所述多级膜浓缩设备包括封闭的设备主体，设备主体内并排设置有两组膜过滤组，膜过滤组包括顺次管道连通的超滤膜滤筒26、第一提升泵25、搅拌设备24、第二提升泵23及纳滤膜滤筒17，所述设备主体位于超滤膜滤筒26和纳滤膜滤筒17下端均设置有清液收集槽22，清液收集槽22通过管道连接有设置在设备主体外部的清液收集箱28，所述设备主体位于超滤膜滤筒26和纳滤膜滤筒17上端均设置有紫外灯11；

所述设备主体还包括温度压力控制系统，温度压力控制系统包括顺次管道连通的第一调压阀12、气体缓存罐13、送气泵14、温控箱15及第二调压阀16，气体缓存罐13设有气体输入管道，所述第一调压阀12和第二调压阀16均与设备主体内部连通；所述设备主体内部还设置有温度传感器10和气压传感器18；

所述超滤膜滤筒26和纳滤膜滤筒17上均设置有自洁系统，自洁系统包括固定在超滤膜滤筒26或纳滤膜滤筒17两端管道上的支架29及设置在支架29上的滑动清洗组件30；支架29上端沿超滤膜滤筒26或纳滤膜滤筒17长度方向设置有螺纹杆31和导向杆32，螺纹杆31一端连接有转动电机33；所述滑动清洗组件30包括呈环形设置的清洁环39，清洁环39套设在超滤膜滤筒26或纳滤膜滤筒17外圆周面上，所述清洁环39上端设置有连接块37，连接块37上端设置有定位块36，所述连接块37与螺纹杆31螺纹连接，所述定位块36套设在导向杆32上，构成连接块37在螺纹杆31转动作用下带动清洁环39沿超滤膜滤筒26或纳滤膜滤筒17滑动的活动机构；

所述连接块37两侧均设置有雾化喷头38，所述设备主体内部还设置有与雾化喷头38管道连接的供水系统21；

所述清洁环39包括并排设置的纳米海绵环35和纳米毛刷环34。

本实施例通过混料装置将稀胶液稀释至浓度4％～6％，然后通过增压泵8送至过滤器9过滤，过滤器9可采用板式过滤器，然后再通过多级膜浓缩设备进行多级浓缩，最后得到浓度为26％-35％的浓缩液，最后通过送料泵19将浓缩液送至浓胶液存储罐20存储。

本实施例通过混料装置将稀胶液预混合保证其均匀度，再通过增压泵8增压和过滤器9过滤杂质，最后通过多级膜浓缩设备进行多级浓缩，从而得到所需的浓胶液，并通过送料泵19将浓缩液送至浓胶液存储罐20存储，整体浓缩流程简单快速，且整体结构简单，浓缩效果好。

本实施例混料装置通过混料斗3的混料板4将稀胶液送液管6和工艺水送水管7送入的工艺水和稀胶液进行充分混合，并且工艺水送水管7送入的工艺水温度在40～50℃，可对稀胶液进行预热，最后通过存储筒1存储备用，而上述结构均密封在筒体2内，可保持内部环境卫生，避免细菌滋生。

本实施例多级膜浓缩设备设置两组膜过滤组，提高了浓缩效率，并且可避免其中一组损坏、检修而无法正常浓缩的问题，而膜过滤组包括顺次管道连通的超滤膜滤筒26、第一提升泵25、搅拌设备24、第二提升泵23及纳滤膜滤筒17，通过超滤膜滤筒26进行第一次浓缩，得到浓度为12％-18％的初级浓缩液，纳滤膜滤筒17则进行第二次浓缩，得到浓度为26％-35％的浓缩液，实现了分级浓缩，其中的搅拌设备24则可以将第一次浓缩后的初级浓缩液再次进行搅拌，使得初级浓缩液整体均匀，避免浓缩液分层，而超滤膜滤筒26和纳滤膜滤筒17虑出的清液则直接通过清液收集槽22收集到清液收集箱28存储再利用。

本实施例温度压力控制系统第一调压阀12一端吸出设备主体内气体，第二调压阀16一端出气进入设备主体，通过第一调压阀12控制进气量，第二调压阀16控制出气量，从而可以调整设备主体内部的气体压强，并且，通过气体缓存罐13可进行补气或放气，而温控箱15则可控制通入设备主体的气体温度，从而可调整设备主体内的温度，通过以上方式，设备主体内浓缩时的温度和压力均能得到有效调控，且温度传感器10和气压传感器18还可对设备主体内部温度和气压进行检测，给予调控提供数据支持。

本实施例自洁系统用于对超滤膜滤筒26和纳滤膜滤筒17进行自动清洁，通过螺纹杆31和导向杆32实现滑动清洗组件30的平移和导向，而滑动清洗组件的清洁环39则沿超滤膜滤筒26和纳滤膜滤筒17表面移动实现清洁，同时雾化喷头38可通入高温消毒水进行喷淋，去除清洁环39、超滤膜滤筒26和纳滤膜滤筒17表面的污垢，加强清理效果，最后，清洁环39包括纳米海绵环35和纳米毛刷环34，纳米海绵环35利用纳米海绵制成，纳米海绵又称纳米棉、魔术海绵、魔力擦等，其具有超强的去污能力，表面柔软，不会损坏滤筒，且无毒无害，而纳米毛刷环34则利用纳米毛刷制成，其毛刷直径可达到纳米级，从而在清洗时，毛刷可深入滤筒的虑孔内，疏通虑孔的同时将虑孔内胶体清理，从而可以自动清洗超滤膜滤筒26和纳滤膜滤筒17，清洗效果好。

基于以上实施例，所述稀胶液送液管6和工艺水送水管7均设置有流量阀5。流量阀5可分别控制稀胶液送液管6和工艺水送水管7的进液量，可以调控二者的混合比例。

基于以上实施例，所述搅拌设备24包括搅拌筒及设置在搅拌筒内的搅拌片，搅拌片连接有搅拌电机，所述搅拌筒底部为一端高一端低的倾斜面，所述第二提升泵23通过管道与倾斜面的低端连通。搅拌设备24可以将经过超滤膜滤筒26浓缩后的浓缩液进行搅拌混合，避免浓缩液分层不均，并且再次搅拌后的浓缩液不会出现局部凝结，也便于纳滤膜滤筒17的浓缩过滤。

基于以上实施例，所述清液收集箱28与清液收集槽22之间的管道设置有送水泵27。

基于以上实施例，为了保证整个系统的干净和卫生，避免细菌滋生影响明胶质量，所述所有的管道均为食品级不锈钢制成的金属管。

如上所述即为本实用新型的实施例。前文所述为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。