胶原蛋白肽生产用离子交换系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及胶原蛋白肽生产加工设备技术领域，尤其涉及一种胶原蛋白肽生产用离子交换系统。


背景技术：

[0002]
胶原蛋白肽广泛用于食品、化妆品、保健品行业，以往胶原蛋白肽的制备原料主要来源于动物的骨骼和皮(如牛皮，猪皮和鱼皮)，在经过熬胶提胶的胶液经过纳滤后需要进入到离子交系统中脱盐。
[0003]
传统的离子交换系统，包括将正常的将提胶后的胶液泵入至串联的阳床和阴床中，由于胶原蛋白肽中一般前道溶液中胶液浓度相对较高(熬胶锅中罐底的胶液先排出，故胶液浓度更高)，后道溶度相对较低，长时间运行会使得后续交换树脂内工作压力较大，大大增加使用成本；同时传统的离子交换系统还包括除盐和再生环节，在再生环节中需要大量的水对树脂床层进行冲洗，而目前这部分水基本上直接外排，造成了水资源的巨大浪费，运行成本较高。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种胶原蛋白肽生产用离子交换系统，可分段对胶液进行离子交换脱盐，同时能够较好的回收水和热能，能够大大降低系统的运行成本。
[0005]
本实用新型的技术方案如下：
[0006]
一种胶原蛋白肽生产用离子交换系统，包括串联连接的阳床系统和阴床系统，所述阳床系统和阴床系统分别包括多组并联连接的阳床罐和阴床罐，所述阳床系统和阴床系统均包括：
[0007]
缓冲罐a用于存储泵入的过滤后的胶液；
[0008]
ro热水储罐用于存储系统用水；
[0009]
再生助剂储罐用于存储系统再生的助剂；
[0010]
压缩空气进口用于连接空气压缩机并通气；
[0011]
再生剂ro热水储罐用于与再生助剂混合后进行再生；
[0012]
以及缓冲罐b用于存储经过阳床或阴床处理过的胶液；
[0013]
还包括，用于混和调节再生剂的再生助剂混合系统，用于回收稀胶液的稀胶液回收系统和用于回收热量的热回收系统以及用于上述结构连接的管路。
[0014]
进一步的，各所述阳床罐或阴床罐顶部和底部分别连接有管路a和管路b，所述缓冲罐a连接进料主管，所述进料主管通过进料分管与各所述管路a连接，所述管路b上连接有出料分管，所述出料分管连接有出料主管，所述出料主管与所述缓冲罐b连通。
[0015]
进一步的，所述ro热水储罐连接有ro水主管，所述ro水进口主管的管路上连接有ro水分管，所述ro水分管与所述管路a连接，可用于从阳床罐或阴床罐上方通入ro水；同时
ro水分管与所述管路b连接，可用于从阳床罐或阴床罐下方通入ro水。
[0016]
进一步的，所述管路b上连接有管路c，所述管路c连接有稀胶液回收分管，各所述稀胶液回收分管汇流至所述稀胶液回收系统。
[0017]
进一步的，所述管路a上还连接有回收主管，所述回收主管连接有管路d，所述管路d与所述热回收系统连接用于回收热能。
[0018]
进一步的，所述压缩空气进口连接主气管，所述主气管连接有分气管，所述分气管与所述管路b连接，在各所述阳床罐或阴床罐顶部还连接有排气管。
[0019]
进一步的，所述再生助剂储罐和再生剂ro热水储罐均与再生助剂混合系统连通，用于混合调配合适浓度的再生剂液体，再生助剂混合系统包括低浓度再生剂储罐，所述低浓度再生剂储罐的进口端与所述再生剂储罐连通，用于稀释加入的再生剂，所述低浓度再生剂储罐的出口端连接蠕动泵并与再生剂ro热水储罐的出口管路连通，将再生剂溶液混入到ro热水中，并汇入至再生液进料主管，所述再生液进料主管连接再生液进料分管，所述再生液进料分管与阳床罐或阴床罐底部连接，同时，在所述阳床罐或阴床罐顶部还连接有再生液出料管，所述再生液出料管与所述热回收系统连接用于回收热能和酸液。
[0020]
进一步的，所述管路c通过所述回收主管与管路d互相连通，用于正洗后与热回收系统连接回收热能。
[0021]
进一步的，所述稀胶液回收系统包括与所述稀胶液回收分管连接的稀胶液回收主管、与稀胶液回收主管连接的暂存罐、用于泵出稀胶液的胶液回收泵，所述胶液回收泵通过管路按照由高到低的浓度梯度分别连接有超滤缓冲罐、胶液回收罐和温水罐。
[0022]
进一步的，所述热回收系统包括与管路d和再生液出料管连接的热回收管、与热回收管连接的暂存罐、用于泵出暂存罐中溶液的回收泵、与所述回收泵出口端连接的换热器，所述换热器的低温介质进口连接低温介质储罐，所述换热器的高温介质出口连接高温介质储罐，同时所述换热器的换热后的出液端则连通再生液回收罐，用于回收再生液或系统内残留的再生液。
[0023]
本实用新型中的有益效果：通过设置稀胶液回收系统以及相关连接管路，能够较好的回系统中正常进胶残留的胶液，降低离子交换系统的工作压力，降低使用成本，同时能够梯度回收胶液，使得产物的利用率最大化；通过设置热回收系统以及相关连接管路，能够较好的回收ro水中的热量，同时充分回收利用再生剂。
附图说明
[0024]
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0025]
图1为本实用新型提出的胶原蛋白肽生产用离子交换系统的阳床的结构示意图(仅示出了阳床，阴床与阳床结构相同，串联连接)；
[0026]
图2为正常进胶时的管路流向示意图；
[0027]
图3为顶胶(高浓度胶液)时的管路流向示意图；
[0028]
图4为稀胶液回收时的管路流向示意图；
[0029]
图5为反洗时的管路流向示意图；
[0030]
图6为鼓气时的管路流向示意图；
[0031]
图7为树脂再生时的管路流向示意图；
[0032]
图8为正洗时的管路流向示意图。
[0033]
图中：
[0034]
01-管路a；02-管路b；03-管路c；031-稀胶液回收分管；04-回收主管；05-管路d；
[0035]
1-缓冲罐a；11-进料主管；111-进料分管；12-出料主管；121-出料分管；
[0036]
2-ro热水储罐；21-ro水主管；22-ro水分管；
[0037]
3-再生助剂储罐；
[0038]
4-压缩空气进口；41-主气管；42-分气管；43-排气管；
[0039]
5-再生剂ro热水储罐；
[0040]
6-缓冲罐b；
[0041]
7-再生助剂混合系统；71-再生液进料主管；711-再生液进料分管；72-再生液出料管；
[0042]
8-稀胶液回收系统；81-暂存罐；82-胶液回收泵；83-超滤缓冲罐；84-胶液回收罐；85-温水罐；
[0043]
9-热回收系统；91-热回收管；92-暂存罐；93-回收泵；94-换热器；941-低温介质储罐；942-高温介质储罐；943-再生液回收罐。
具体实施方式
[0044]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0045]
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0046]
一种胶原蛋白肽生产用离子交换系统，包括串联连接的阳床系统和阴床系统，阳床系统和阴床系统分别包括多组并联连接的阳床罐和阴床罐(现有常规阳床罐和阴床罐)，参照图1，阳床系统和阴床系统均包括：
[0047]
缓冲罐a 1用于存储泵入的过滤后的胶液；
[0048]
ro热水储罐2用于存储系统用水；
[0049]
再生助剂储罐3用于存储系统再生的助剂；
[0050]
压缩空气进口4用于连接空气压缩机并通气；
[0051]
再生剂ro热水储罐5用于与再生助剂混合后进行再生；
[0052]
以及缓冲罐b 6用于存储经过阳床或阴床处理过的胶液，进行下一步操作；
[0053]
还包括，用于混和调节再生剂的再生助剂混合系统7，用于回收稀胶液的稀胶液回收系统8和用于回收热量的热回收系统9以及用于上述结构连接的管路。
[0054]
其中，
[0055]
各阳床罐或阴床罐顶部和底部分别连接有管路a 01和管路b 02，缓冲罐a 1连接进料主管11，进料主管11通过进料分管111与各管路a 01连接(各连接的分支管路上均设有电磁阀，用于分别导通相应的管路，详见附图，下同)，管路b 02上连接有出料分管121，出料
分管121连接有出料主管12，出料主管12与缓冲罐b 6连通；
[0056]
ro热水储罐2连接有ro水主管21，ro水进口主管21的管路上连接有ro水分管22，ro水分管22与管路a 01连接，可用于从阳床罐或阴床罐上方通入ro水；同时ro水分管22与管路b 02连接，可用于从阳床罐或阴床罐下方通入ro水；
[0057]
管路b 02上连接有管路c 03，管路c 03连接有稀胶液回收分管031，各稀胶液回收分管031汇流至稀胶液回收系统8；
[0058]
管路a 01上还连接有回收主管04，回收主管04连接有管路d 05，管路d 05与热回收系统9连接用于回收热能；
[0059]
压缩空气进口4连接主气管41，主气管41连接有分气管42，分气管42与管路b 02连接，在各阳床罐或阴床罐顶部还连接有排气管43；
[0060]
再生助剂储罐3和再生剂ro热水储罐5均与再生助剂混合系统7连通，用于混合调配合适浓度的再生剂液体，阳床再生剂选用的是酸(硫酸)，阴床再生剂选用的是强碱(氢氧化钠)，其中，再生助剂混合系统7包括低浓度(如质量分数30％-40％)的再生剂储罐，低浓度再生剂储罐的进口端与再生剂储罐3连通，用于稀释加入的再生剂，同时低浓度再生剂储罐的出口端连接蠕动泵并与再生剂ro热水储罐5的出口管路连通，将再生剂溶液混入到ro热水中，并汇入至再生液进料主管71，再生液进料主管71连接再生液进料分管711，再生液进料分管711与阳床罐或阴床罐底部连接，同时，在阳床罐或阴床罐顶部还连接有再生液出料管72，再生液出料管72与热回收系统9连接用于回收热能和酸液；
[0061]
管路c 03通过回收主管04与管路d 05互相连通，用于正洗后与热回收系统9连接回收热能。
[0062]
进一步参照图1，稀胶液回收系统8包括与稀胶液回收分管031连接的稀胶液回收主管、与稀胶液回收主管连接的暂存罐81、用于泵出稀胶液的胶液回收泵82，胶液回收泵82通过管路按照由高到低的浓度梯度分别连接有超滤缓冲罐83、胶液回收罐84(胶液回收罐的胶液存满一定的数量后再次进行浓缩使用)和温水罐85。
[0063]
热回收系统9包括与管路d 05和再生液出料管72连接的热回收管91、与热回收管91连接的暂存罐92、用于泵出暂存罐92中溶液的回收泵93、与回收泵93出口端连接的换热器94，换热器94的低温介质进口连接低温介质储罐941(低温介质储罐941包括低温ro水储罐和自来水储罐)，换热器94的高温介质出口则连接高温介质储罐942(高温介质储罐942包括高温ro水储罐、高温自来水储罐，或直接作为ro热水使用)，同时换热器94的换热后的出液端则连通再生液回收罐943，用于回收再生液或系统内残留的再生液，并可作洗皮的酸液或碱液。反洗后的ro水、再生液ro水以及正洗后的ro水均需通入至热回收系统9内。
[0064]
胶原蛋白肽生产用离子交换系统加工方法如下：
[0065]
s1、系统正常进胶，如图2，将缓冲罐a 1中的胶液经由任意一个阳床罐或阴床罐内反应后，输入至缓冲罐b 6进入下一工序(胶液从阳床系统反应后存入相应的缓冲罐b中，再进入阴床系统，进入阴床反应后，存入阴床的缓冲罐b中，再进行下一步工序：纳滤浓缩)；正常进胶压力要小于2公斤，否则则需降低流速或者切换至另外一个树脂床；
[0066]
管路流向：缓冲罐a 1中的胶液通过进料主管11输送至其中一个进料分管111内，并通过管路a 01输送至其中一个阳床罐内反应后，通过管路b 02输入至出料分管121内，再汇入至出料主管12后输入至缓冲罐b 6进入下一工序；
[0067]
s2、阳床和阴床顶胶，如图3，通过ro热水储罐2，将阳床罐和阴床罐中的高浓度胶液通入ro热水适度稀释胶液，以降低阳床罐和阴床罐内树脂的压力，并将胶液泵入至缓冲罐b 6进入下一工序；ro热水顶胶时，ro热水流量和正常进料流量基本一致，约10m3/hr，压力为1-2bar，如若压力突然不正常的变高，则需停止顶胶。不断通入ro水，出胶浓度会逐渐降低，观察出料视镜(观察罐出料颜色，胶液溶液逐渐变淡，若溶液变至基本无色时则顶胶结束)，同时进行浓度检测；
[0068]
管路流向：ro热水储罐2中的ro热水通过ro水主管21输入其中一个ro水分管22中，控制电磁阀，使得ro水通过ro水分管22，输送至管路a 01中，使得ro热水输入至阳床罐或阴床罐中，并将溶解有胶液的ro水从出料分管121排出，并通过出料主管12输入至缓冲罐b 6内；
[0069]
s3、稀胶液回收，如图4，继续通入ro热水，将阳床罐和阴床罐中相对较低浓度胶液继进一步稀释后，输入至稀胶液回收系统8内，按照不同胶液浓度分别泵入至不同的储罐内，相对较高浓度的胶液泵入超滤缓冲罐83内进一步浓缩，低浓度的胶液则泵入胶液回收罐84中暂时存储，进一步更低浓度的胶液则直接作为温水使用，存储在温水罐85中，回收后可加入熬胶锅，当做加锅水使用；
[0070]
管路流向：ro热水储罐2中的ro热水通过ro水主管21输入其中一个ro水分管22中，控制电磁阀，使得ro热水通过ro水分管22，输送至管路a01中，使得ro热水输入至阳床罐或阴床罐中，反应后溶解有胶液的ro热水通过管路b 02输入至管路c 03中，并通过稀胶液回收分管031输送至胶液回收系统8内，并经由胶液回收泵82将暂存罐81中的含有低浓度胶液的ro水泵入不同的缓冲罐内；
[0071]
s4、反洗，如图5，从阳床罐或阴床罐内的下方向上通入ro热水，使得树脂松动，同时除去悬浮物(灰分等杂质)，同时将反洗后的ro热水通入至热回收系统中回收热量，反洗流量为10-30m3/hr，温度为40℃-60℃；
[0072]
管路流向：ro热水储罐2中的ro热水通过ro水主管21输入其中一个ro水分管22中，控制电磁阀，使得ro热水通过ro水分管22，输送至管路b02中，使得ro热水从下方输入至阳床罐或阴床罐中的立柱当中，并从管路a 01排出后输入至回收主管04中，并通过管路d 05输入至热回收系统9中，反洗后ro水换热后的水直接排至污水处理。
[0073]
s5、鼓气，如图6，反洗结束后，在阳床罐或阴床罐底部向上鼓入压缩空气，使得立柱当中的树脂蓬松；压缩空气的压力为6bar-10bar，每次鼓气10s-1000s；
[0074]
管路流向：压缩空气从主气管41中通入至其中一个分气管42，输入至管路b 02从而进入阳床罐或阴床罐中的立柱当中，并从阳床罐或阴床罐顶部的排气管43中排出，排气过程中，排气阀一直打开，直至完成排气；
[0075]
s6、再生，如图7，将适宜浓度的再生液从阳床罐或阴床罐底部由下至上泵入至立柱中进行再生，反应后的再生液则输送至热回收系统9中回收热量及再生液；再生液浓度为0.5％-5％，再生时间为10-120min，流量为1-10m
3/
hr；
[0076]
管路流向：将混合好的适宜浓度的再生液泵入至再生液进料主管71内，并输送至其中一个再生液进料分管711内，并从阳床罐或阴床罐底部输入，与立柱中的树脂接触后从再生液出料管72排出，输入至热回收系统9中的热回收管91内，并通过回收泵92泵入至换热器94中换热后，将再生液通入再生液回收管943中；
[0077]
s7、正洗，如图8，将ro热水从阳床罐或阴床罐顶部由上至下输入至立柱中，冲洗少量残留的再生液和再生产物，同时排出的ro热水输送至热回收系统9中回收热量及少量再生液，正洗参数同前面的反洗参数；
[0078]
管路流向：ro热水储罐2中的ro热水通过ro水主管21输入其中一个ro水分管22中，控制电磁阀，使得ro热水通过ro水分管22，输送至管路a01中，使得ro热水从上方输入至阳床罐或阴床罐中的立柱当中，并从管路b 02排出后输入至管路c 03中，经由回收主管04输入至管路d 05，最终输入至热回收系统9中。
[0079]
本申请中，未详细说明的结构及连接关系均为现有技术，其结构及原理已为公知技术，在此不再赘述。
[0080]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。