一种用于桦树汁冷榨的反渗透装置的制作方法

本实用新型涉及到超滤和反渗透设备领域，特别涉及到一种用于桦树汁的反渗透装置。

背景技术：

八十年代初期，美国科学家研究一种薄层复合膜，它能使90%的NaCl透析，而99%的蔗糖被截留。由于这种膜在渗透过程中截留率大于95%的分子为1纳米，因而它被命名为纳滤膜。纳滤膜截留分子量从200-1000，反渗透膜截留分子量从50-200。纳滤膜在高盐度和低压条件下也具有较高渗透通量，纳滤膜的渗透压比反渗透膜低。浓缩分离设备利用膜分离技术将处理的原液中大于膜孔径的物质截留，成为浓缩液，这一过程就实现了浓缩分离的目的。浓缩分离的特点在常温和常压下进行分离与浓缩，能耗低，从而设备的运行费用低。反渗透膜作为过滤介质是由高分子材料制成的，纯物理方法过滤，物质在分离过程中不发生质的变化（即不影响物料的分子结构）。浓缩分离技术广泛应用于生物、制药、食品、化工、环保等领域。

对桦树汁进行浓缩分离，将桦树汁中水份分离出来，可用于酿造啤酒，此水酿造出来的啤酒口感极佳，市场销售价是一般啤酒的几倍。还可直接杀菌后灌装成饮用水，这种饮用水比一般纯净水，矿泉水口感清爽。桦树汁含有丰富的营养物质。据国内外资料分析， 桦树汁富含多种人体所需氨基酸， 各种矿物质特别是钙、 镁、 钾、 钠、 磷、锗、 硒等微量元素含量较高， 氨基酸的总量可达17579.4mg/L， 微量元素的总量达160.84mg/L。 因此有“ 血液的清道夫”，人类健康的保护神” 等美称；总糖含量1.1－1.4%，以果糖和葡萄糖为主。脱出水的桦树汁营养物质无任何损失，而且总糖度增高，口感比没脱水前要好很多。所以浓缩后的桦树汁市场价要比没浓缩的桦树汁高，这给生产企业带来了不少的经济效益。这也是反渗透技术在桦树汁冷榨工艺生产加工中带来的好处。目前，现有技术一般采用的是蒸发器来浓缩分离桦树汁，现有的桦树汁加工工艺是用蒸发器加热把桦树汁的水份蒸发掉，再冷凝回收水份，在这个过程中，桦树汁被加热后有些营养物质损失减量，影响了桦树汁浓缩液的品质。冷凝回收水的口感较差，用冷凝水酿造的啤酒品质也不太好。在浓缩分离的过程中，所存在有能耗高，设备运行费用高，影响浓缩物料和分离出来水的品质等缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于桦树汁冷榨的反渗透装置。

本实用新型的设计思想是采用耐高压、宽流道、卫生级反渗透膜，通过四段反渗透工艺，对桦树汁进行纯物理方法过滤，桦树汁在分离过程中不发生质的变化（即不影响物料的分子结构），浓缩后的桦树汁营养成分没被破坏，完全保留。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种用于桦树汁冷榨的反渗透装置，包括：预处理机构、一段反渗透机构、二段反渗透机构、透析水罐、三段反渗透机构、四段反渗透机构、清洗泵、CIP清洗罐、加药机构、一号循环泵、二号循环泵、三号循环泵、段间高压泵、浓料罐和四号循环泵，其中预处理机构包括：进料罐、精密过滤器、物料罐、供料泵、袋式过滤器和高压泵，所述装置中的预处理机构用管线与一段反渗透机构相连通，连接管线上装有一号循环泵，一段反渗透机构用管线与二段反渗透机构相连通，连接管线上装有二号循环泵，二段反渗透机构通过段间高压泵和三号循环泵与四段反渗透机构相连通，四段反渗透机构通过四号循环泵与浓料罐相连通。

所述装置的预处理机构中的进料罐用管线与精密过滤器相连通，精密过滤器用管线与物料罐相连通，物料罐用管线与供料泵相连通，供料泵用管线与袋式过滤器相连通，袋式过滤器与用管线高压泵相连通，高压泵用管线与一号循环泵相连通。

所述装置中的加药机构用管线与CIP清洗罐相连通，CIP清洗罐用管线与清洗泵相连通，清洗泵用管线分别与一段反渗透机构、二段反渗透机构、三段反渗透机构和四段反渗透机构相连通。

所述装置中的一段反渗透机构、二段反渗透机构、三段反渗透机构和四段反渗透机构分别用管线与透析水罐相连通。

与现有技术相比，本实用新型的积极效果为：

1、该装置所用的反渗透膜作为过滤介质是由高分子材料制成的，分离出来的水和浓缩后的桦树汁都有用，分离出来的水可用于酿造啤酒，此水酿造出来的啤酒口感极佳，市场销售价是一般啤酒的几倍，还可直接杀菌后灌装成饮用水，这种饮用水比一般纯净水，矿泉水口感清爽；

2、该反渗透装置在浓缩分离过程中，是在常温和常压下进行，能耗低，设备运行费用低；

3、采用该装置的桦树汁被浓缩后，总糖度增高比没浓缩前口感要好很多，提高了产品的品质，给企业也带来不菲的经济效益，对企业不断良好发展出一份力。

附图说明

图1、桦树汁冷榨的反渗透装置工艺框图；

图2、预处理机构工艺框图；

图3、一段反渗透机构工艺框图；

图4、二段反渗透机构工艺框图；

图5、三段反渗透机构工艺框图；

图6、四段反渗透机构工艺框图。

图1中：1、预处理机构，2、一段反渗透机构， 3、二段反渗透机构，4、透析水罐， 5、三段反渗透机构，6、四段反渗透机构，7、清洗泵，8、CIP清洗罐，9、加药机构，10、进料罐，11、精密过滤器，12、物料罐，13、供料泵，14、袋式过滤器，15、高压泵，16、一号循环泵， 17、二号循环泵，18、三号循环泵， 19、段间高压泵， 20、浓料罐，21、四号循环泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。

参见附图1-6，所述装置中的预处理机构1用管线与一段反渗透机构2相连通，连接管线上装有一号循环泵16，一段反渗透机构2用管线与二段反渗透机构3相连通，连接管线上装有二号循环泵17，二段反渗透机构3通过段间高压泵19和三号循环泵18三段反渗透机构5相连通，三段反渗透机构5用管线与四段反渗透机构6相连通，四段反渗透机构6通过四号循环泵21与浓料罐20相连通。

所述装置的预处理机构1中的进料罐10用管线与精密过滤器11相连通，精密过滤器11用管线与物料罐12相连通，物料罐用12管线与供料泵13相连通，供料泵13用管线与袋式过滤器14相连通，袋式过滤器14与用管线高压泵15相连通，高压泵15用管线与一号循环泵16相连通。

所述装置中的加药机构9用管线与CIP清洗罐8相连通，CIP清洗罐8用管线与清洗泵7相连通，清洗泵7用管线分别与一段反渗透机构2、二段反渗透机构3、三段反渗透机构5和四段反渗透机构6相连通。

所述装置中的一段反渗透机构2、二段反渗透机构3、三段反渗透机构5和四段反渗透机构6分别用管线与透析水罐4相连通。

桦树汁冷榨反渗透处理过程按以下步骤进行：

1、物料的预处理：桦树汁首先进入预处理机构1中进行预处理，预处理时物料由进料罐10通过管道进入到精密过滤器11中进行过滤，再进入物料罐12中存储，启动供料泵13，料液泵入袋式过滤器14中过滤，再由高压泵15增压进入一段反渗透机构2中处理；

2、一段反渗透处理：在一段反渗透处理时，启动一号循环泵16让料液在一号反渗透机构2中循环起来，经过一段反渗透处理后，一段反渗透机构2的透析水送入透析水罐4中存储备用，浓液送入二段反渗透机构3中进行处理；

3、二段反渗透处理：浓液进入二号反渗透机构3中，启动二号循环泵17使浓液在二段反渗透机构3中循环，经过二段反渗透处理后，二段反渗透机构3的透析水送入透析水罐4中存储备用，同时启动段间高压泵19再次对产出的浓液进行增压，增压后的浓液送入三段反渗透机构5中进行处理；

4、三段反渗透处理：浓液进入三段反渗透机构5中，启动三号循环泵18使浓液在三段反渗透机构5中循环，经过三段反渗透处理后，三段反渗透机构5的透析水送入透析水罐4中存储备用，浓液送入四段反渗透机构6中进行处理；

5、四段反渗透处理：浓液进入四段反渗透机构6中，启动四号循环泵21使浓液在四段反渗透机构6中循环，经过四段反渗透处理后，四段反渗透机构6的透析水送入透析水罐4中存储备用，浓液送入浓料罐20中存储备用；

6、反渗透装置的清洗：各段反渗透机构在运行20小时后，装置就要停机清洗，清洗的过程为：（1）首先在CIP清洗罐8装满纯水，用清洗泵7将被清洗的反渗透机构和管道中的料液用纯水顶出，清洗回水被送入CIP清洗罐8中循环；（2）在CIP清洗罐8加固体碱（NaOH），清洗时，先启动清洗泵7，再依次启动一号循环泵16、二号循环泵17、三号循环泵18和四号循环泵21，循环清洗45分钟；（3）排掉CIP清洗罐8中的水，再次加入洁净的纯水，将各反渗透机构和管道中的清洗液冲洗干净；（4）将热水加入CIP清洗罐8中，循环清洗45分钟；（5）将CIP清洗罐8中热水排掉，在加入常温纯水，循环清洗30分钟，再将CIP清洗罐中的纯水冲排完停机。这样各反渗透机构的清洗过程全部完成，等待下一次开机运行。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有机构的组合及连接关系，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以上所述仅是本实用新型的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本实用新型的保护范围。