专利名称：中空纤维膜组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及膜分离技术设备，尤其涉及一种能够广泛应用于膜应用 工程中的中空纤维膜组件。
背景技术：
膜分离技术是一种广泛应用于溶液或者气体物质分离、浓縮或提纯的分 离技术。膜壁密布微孔，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶 质通过膜壁为滤出液，而较大分子溶质被膜截留，从而达到物质分离及浓縮 的目的。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜壁阻隔，随浓縮液流 出，膜不易被堵塞，可以连续长期使用。膜分离过滤过程可以在常温、常压 下运行，无相态变化，因此具有高效节能的优势。
为了使多种规格的中空纤维膜能够广泛应用于食品、饮料、医药、化工、 纺织、电子、生物工程、电泳涂装以及环保等行业的膜应用工程中，特别是 用于液体或气体的分离、净化、除菌、过滤、精制以及浓縮中，而且方便使 用，近年来，从事膜分离技术的行业开始研究开发出膜组件，根据不同用户 需要，设计出不同型号、尺寸、接口方式、膜材料以及膜面积等的模组件， 以便选择性地安装在相应的膜应用工程设备中使用。在单位体积膜组件中， 中空纤维膜的有效膜面积越大，过滤、分离、净化的效率越高。
有鉴于此，本实用新型设计人设计出一种中空纤维膜组件，以适应膜应 用技术的飞速发展需要。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种 中空纤维膜组件，其结构简单，有效膜面积大，过滤净化分离效率高，且具 有容易清洗，方便操作，价格低廉，在使用过程中不产生二次污染，应用范 围广泛的优点。
本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。
本实用新型中空纤维膜组件，其特征在于，主要包括中空管体，管体上
设有透过液出口管段、进口管段及回流管段，管体两端设有管口端盖，管体 内填充有中空纤维膜。
前述的中空纤维膜组件，其中进口管段及回流管段分别一体成型在管体 两端的管口端盖上，该进口管段及回流管段上分别设有供与管道连接的活动 接口。
前述的中空纤维膜组件，其中透过液出口管段为1个， 一体成型在管体 侧壁的上端部或下端部，该出口管段上设有供与管道连接的活动接口。
前述的中空纤维膜组件，其中透过液出口管段为2个，分别一体成型在 管体同侧侧壁的上下两端或者相对应两侧侧壁的上下两端，该出口管段上分 别设有供与管道连接的活动接口 。
前述的中空纤维膜组件，其中管体内填充的中空纤维膜通过浇铸的树脂 层固定在管体两端口，再由两个管口端盖分别盖合管体两端口。
前述的中空纤维膜组件，其中管体内填充的中空纤维膜的面积与管体内 径成正比，填充面积为3至60M2。
本实用新型中空纤维膜组件的有益效果，其结构简单，有效膜面积大， 过滤净化分离效率高，且容易清洗，方便操作，价格较廉，在使用过程中不 产生二次污染，广泛应用于食品、饮料、医药、化工、纺织、电子、生物工 程、电泳涂装以及环保等行业的膜应用工程中，对改善产品质量、降低生产 成本、提高生产效率、实现清洁生产等发挥重要作用。
图1为本实用新型中空纤维膜组件结构示意图。
图2为本实用新型中空纤维膜组件使用状态示意图。
图中主要标号说明1活动接口、 2树脂层、3中空纤维膜、4膜组件管 体、5管口端盖、6透过液出口管段、7进口管段、8回流管段、A中空纤维膜 组件、B变频循环泵、C阀门、D阀门、E阀门、F阀门、G滤过液排放口、 H 发酵液循环罐、J反洗泵、K反洗罐、L为发酵液循环罐排污口、 M为废液排 污口、 N为反洗罐排污口。
具体实施方式
参阅图1所示，本实用新型中空纤维膜组件，其主要包括中空管体4，管 体4上设有透过液出口管段6、进口管段7和回流管段8，管体4两端设有管 口端盖5，管体4内填充有中空纤维膜3。
参阅图1所示，本实用新型中空纤维膜组件，其中进口管段7及回流管 段8分别一体成型在管体4两端的管口端盖5上，该进口管段7及回流管段8 上分别设有供与管道连接的活动接口 1。
本实用新型中空纤维膜组件，其中，透过液出口管段6可以为1个，一 体成型在管体侧壁的上端部或下端部，该出口管段6上设有供与管道连接的 活动接口 1;该出口管段6可以为2个，分别一体成型在管体4同侧侧壁的上 下两端或者相对应两侧侧壁的上下两端，该出口管段6上分别设有供与管道 连接的活动接口 1,如图l所示。
参阅图1所示，本实用新型中空纤维膜组件，其中，管体4内填充的中 空纤维膜3通过浇铸的树脂层2固定在管体4两端口，再由两个管口端盖5 分别盖合管体4两端口。管体4内填充的中空纤维膜3的面积与管体4内径 成正比，填充面积为3至60M2。
参阅图2所示，本实用新型的实施及工作过程和原理，将本实用新型中空 纤维膜组件A与设备管路连接，以需要过滤的发酵液为例，利用变频循环泵B, 将发酵液循环罐H中的待过滤发酵液通过管路送到中空纤维膜组件A的管体 内，并由C、 D、 E、 F号阀门控制，使发酵液经过中空纤维膜后得到过滤，由 滤过液排放口G排出使用；每次过滤结束后，利用反洗泵J将反洗罐K中的水打 入中空纤维膜组件A的管体内，对中空纤维膜进行反清洗，即可迅速恢复该中 空纤维膜组件的滤过通量，图中L为发酵液循环罐排污口， M为废液排污口， N 为反洗液排污口。原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质通过 膜壁为滤出液，而较大分子溶质被膜截留，从而达到物质分离及浓縮的目的。 膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜壁阻隔，随浓縮液流出，膜不 易被堵塞，可以连续长期使用。膜分离过滤过程可以在常温、常压下运行， 无相态变化，因此具有高效节能的优势。
使用本实用新型中空纤维膜组件可以对各种液体物质进行过滤、浓縮或 提纯等净化和分离处理，该中空纤维膜组件整体可以是对称结构，也可以是 非对称结构，而且其管体4的进口管段7和回流管段8可以互换使用，以双向流 工艺为例，如打开C、 D号阀门，关闭E、 F号阀门，实现料液下进上回流； 打开E、 F号阀门，关闭C、 D号阀门，实现料液上进下回流。采用这种双向进 料的膜过滤方式，过滤的效果远高于通常的膜工艺下进上出运行方式。这是 因为当发酵液流向处于下进上出方式时，膜组件中下半段中空纤维膜处于过
滤工作状态，上半段中空纤维膜由于近于无压差而处于等压清洗状态；换向 后，刚清洗完的上半段中空纤维膜进入了工作状态，刚工作完的下半段中空 纤维膜则进入了等压清洗状态。由此循环交替，同一支中空纤维膜组件始终 同时处于高效的工作与清洗状态，从而保持膜的高分离功效。该工艺尤其适 用于发酵液等较粘稠液体的过滤与精制，改变了以往中空纤维膜不能用于浓 粘液体的过滤分离的情况，拓展了中空纤维膜的应用领域。与板式膜和管式 膜相比，中空纤维膜组件具有设备占地少、造价低、浓縮液回收率高等优点， 尤其适用于大型发酵液处理。
选用ABS材料注塑或粘结成型一内径为90mm，长度为1106mm圆形管体 该管体的一侧壁面的上下两端分别一体成型有透过液出口管段；该管体内填 充聚砜膜材料，材料面积为3.5M2，然后利用浇铸的环氧树脂层，将该聚砜膜 材料固定在管体两端口处；再将一体成型有进口管段和回流管段的管口端盖 分别盖合在管体两端口，即完成本实用新型中空纤维膜组件的制备。使用时， 将该中空纤维膜组件的进口管段和回流管段通过活动接口分别与膜过滤设备 上进口管路和回流管路连接，出口管段通过活动接口与设备上的透过液出口 管路连接，构成一整套膜过滤系统。将该膜过滤系统用于微生物法生产丙烯 酰胺生产过程中，分离丙烯酰胺水合液中的菌体，达到澄清纯化丙烯酰胺溶 液的目的。用120支该膜组件组装的设备，每天过滤丙烯酰胺水合液180M3， 替代了离心分离工序。 实施例2:
选用聚砜材料注塑或粘结成型一内径为90mm，长度为1106mm圆形管体， 该管体的一侧壁面的上下两端分别一体成型有透过液出口管段；该管体内填 充聚偏氟乙烯膜材料，材料面积为3.5M2，然后利用浇铸的聚氨脂层，将该聚 偏氟乙烯膜材料固定在管体两端口处；再将一体成型有进口管段和回流管段 的管口端盖盖合在管体两端口，即完成本实用新型中空纤维膜组件的制备。 使用时，将该中空纤维膜组件的进口管段和回流管段通过活动接口分别与膜 过滤设备上进口管路和回流管路连接，出口管段通过活动接口与设备上的透 过液出口管路连接，构成一整套膜过滤系统。将该膜过滤系统用于维生素B12 生产过程中，用240支该膜组件的设备，每天澄清发酵液120M3,发酵液湿菌 体含量为11. 4 11. 7%，浓縮液湿菌体含量为33%以上，膜对菌体可100%截留，
过滤液澄清，粘度抵，杂质少，取代了离心机，降低了成本，提高了收率， 彻底改变了染菌后板框过滤机不能过滤而造成的经济损失。并表明，聚偏氟 乙烯中空纤维膜的通量大，性能重复性好，且容易清洗。使用结果表明1、 菌体细胞可以被聚偏氟乙烯中空纤维微孔膜100%截留，对滤过液镜检没有发
现菌体。2、采用膜法，整体平均收率大于93%，远高于原板框过滤浓縮工艺。 3、采用膜法处理，设备运行能耗低于原板框过滤浓縮工艺。4、膜装置运行 稳定，每次过滤浓縮结束后，用自来水反洗即可迅速恢复膜装置的滤过通量， 说明聚偏氟乙烯中空纤维微孔膜抗污染性能很好。5、膜装置运行工艺通过调 整为循环换向双向流工艺，大大提高了中空纤维膜的浓縮分离功效。 实施例3:
选用聚氯乙烯材料注塑或粘结成型一内径为90mm,长度为1106mm圆形管 体，该管体的一侧壁面的上下两端分别一体成型有透过液出口管段；该管体 内填充聚偏氟乙烯膜材料，材料面积为4 M2，然后利用浇铸的聚氨脂层，将 该聚偏氟乙烯膜材料固定在管体两端口处；再将一体成型有进口管段和回流 管段的管口端盖盖合在管体两端口，即完成本实用新型中空纤维膜组件的制 备。使用时，将该中空纤维膜组件的进口管段和回流管段通过活动接口分别 与膜过滤设备上进口管路和回流管路连接，出口管段通过活动接口与设备上 的透过液出口管路连接，构成一整套膜过滤系统。该膜过滤系统用于植物(长 春花)中提取生物碱生产过程中，长春花是一种热带植物，植物体内含有大 约万分之一的生物碱。该生物碱是治疗疾病的宝贵原料，'但提取出来生物碱 是一项非常复杂的过程，其中浸泡液的澄清是很重要的一步。用40支该膜组 件组装的设备，每批过滤长春花提取原液40M3,去除了该原液中所有可见不 溶物，为后续工序的完成，提供了保障。
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，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何 简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1. 一种中空纤维膜组件，其特征在于，主要包括中空管体，管体上设有透过液出口管段、进口管段及回流管段，管体两端设有管口端盖，管体内填充有中空纤维膜。
2、 根据权利要求l所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述进口管段 及回流管段分别一体成型在管体两端的管口端盖上，该进口管段及回流管段 上分别设有供与管道连接的活动接口。
3、 根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述透过液出 口管段为1个， 一体成型在管体侧壁的上端部或下端部，该出口管段上设有 供与管道连接的活动接口。
4、 根据权利要求l所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述透过液出 口管段为2个，分别一体成型在管体同侧侧壁的上下两端或者相对应两侧侧 壁的上下两端，该出口管段上分别设有供与管道连接的活动接口。
5、 根据权利要求l所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述管体内填 充的中空纤维膜通过浇铸的树脂层固定在管体两端口，再由两个管口端盖分 别盖合管体两端口。
6、 根据权利要求l所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述管体内填 充的中空纤维膜的面积与管体内径成正比，填充面积为3至60M2。
专利摘要本实用新型提供一种中空纤维膜组件，其主要包括中空管体，管体上设有透过液出口管段、进口管段及回流管段，管体两端设有管口端盖，管体内填充有中空纤维膜；其结构简单，有效膜面积大，过滤净化分离效率高，且具有容易清洗，方便操作，价格低廉，在使用过程中不产生二次污染，应用范围广泛的优点。
文档编号B01D63/02GK201076810SQ200720129219
公开日2008年6月25日 申请日期2007年8月22日 优先权日2007年8月22日
发明者郭振友 申请人:天津膜天膜过滤工程有限公司