一种抗生素发酵液陶瓷膜过滤系统超声波辅助清洗设备的制作方法

本实用新型涉及超声波辅助清洗设备，尤其是一种抗生素发酵液陶瓷膜过滤系统超声波辅助清洗设备，可运用在抗生素发酵液陶瓷膜过滤系统中。

背景技术：

一般工业化的陶瓷膜过滤系统由多组机架组成，每组机架上串联和并联多支陶瓷膜滤筒（一般为6-12支陶瓷膜滤筒/机架）；单膜筒陶瓷膜芯数量会根据不同产品过滤特性和产能需求，结合循环量和膜面流速、期望收率等进行工艺组合设计。

常见的工业化抗生素大生产装置中，一般选用标准规格的陶瓷膜膜芯，通用规格为¢25×1170；配套的陶瓷膜膜筒标准规格一般为¢383/354×1209，可装配陶瓷膜滤芯99支。

抗生素发酵液陶瓷膜过滤系统在周期性的生产运行过程中由于有机质、微粒、微生物的污染和堵塞，其通量会逐渐下降；当滤液通量下降的一定层度后，会停止浓缩或透析生产过程；陶瓷膜芯发酵液通道附着物经过冲洗后，一般采用一定浓度的碱液和特定的表面活性剂组合，在一定温度条件下进行长时间循环化学清洗；当水通量恢复到一定标准后，再重新进行发酵液过滤获得滤液。

大生产装置中，一般为多组机架进行轮换清洗；单机架传统清洗时间约占生产时间的15%左右。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种抗生素发酵液陶瓷膜过滤系统超声波辅助清洗设备，可大幅降低清洗剂消耗和减少污水排放，既有经济性也有清洁生产减排的效果。辅助清洗后，可减少了单纯化学清洗时间、延长清洗周期、提高了装置有效运行时间，对设备产能提高也有直接效益。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种抗生素发酵液陶瓷膜过滤系统超声波辅助清洗设备，包括过渡管，过渡管安装在陶瓷膜筒、联通管之间，过渡管一侧设有接头，接头一端与外保护管连接、另一端与过渡管内的内保护管连接，内保护管另一端与管式换能器连接，管式换能器一端固定在陶瓷膜筒内的换能器装配座上、另一端伸入到陶瓷膜筒内；与管式换能器连接的支电缆穿过内保护管、接头、外保护管后与超声波发生控制电路连通。

所述内保护管、外保护管均为不锈钢波纹管。

所述超声波发生控制电路包括并线盒，多个陶瓷膜筒处的支电缆另一端安装在并线盒上，并线盒输入端与总电缆连接，总电缆另一端连接到超声波发生器上。

所述管式换能器可为一个，布置在中心位置，也可为多个分散布置在陶瓷膜筒内。

本实用新型一种抗生素发酵液陶瓷膜过滤系统超声波辅助清洗设备，具有以下技术效果：

1）、超声波管式换能器结合陶瓷膜芯尺寸安装；既实现了安装的密闭性，保证提取滤液质量不受影响；又采用了内置式中心安装结构，保证超声波功率的最大利用效率。

2）、每台机架上陶瓷膜筒由于单次清洗时间短（约30分钟/台架）,系统超声波发生器平均日运行12次，互为备份的单台超声波控制器日累计运行时间3小时，可确保设备稳定性；结合dcs系统启停条件的联锁，可以保证设备的可靠运行。即使设备故障，传统的清洗过程仍然保留，外围控制设备检修不影响正常生产。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的局部示意图。

图2为本实用新型单个陶瓷膜筒的内部连接示意图。

图3为本实用新型中超声波发生控制电路的连接示意图。

图4为本实用新型的示意图。

图5为本实用新型中一组机架上陶瓷膜筒布置示意图。

图中：陶瓷膜筒1，联通管2，过渡管3，接头4，膜芯固定孔板5，密封压紧孔板6，换能器装配座7，膜芯压紧孔板8，管式换能器9，内保护管10，支电缆11，外保护管12，并线盒13，超声波发生器14，超声波控制器15，总电缆16，dcs系统17。

具体实施方式

如图1所示，一种抗生素发酵液陶瓷膜过滤系统超声波辅助清洗设备，包括过渡管3，过渡管3是在现有陶瓷膜过滤系统机架上，陶瓷膜筒1和倒“u”型的联通管2之间，增加的一个高度约100mm的双法兰可拆卸短管。短管的直径规格同陶瓷膜筒¢354×3，短管上的法兰结构同膜筒法兰。过渡管3两端通过法兰结构与陶瓷膜筒1、联通管2连接。

如图1所示，在过渡管3中部位置贯通焊接一个g3/4”双头外丝接头4；接头4两端螺纹长度各约15mm，接头4内孔直径为¢18。

如图2所示，在陶瓷膜筒1上部膜芯固定孔板5和密封压紧孔板6上扩孔；在密封压紧孔板6中心安装一个筒状的换能器装配座7。

如图2所示，结合超声波频率和功率组合设计，选择安装长度略短于陶瓷膜芯标准长度1170mm的管式换能器9，将管式换能器9安装在筒型换能器装配座7，并通过螺栓紧固。安装时，将陶瓷膜筒1中心的一支膜芯取掉，可安装一个管式换能器9，该处的管式换能器9的直径与膜筒中部的一支膜芯的直径接近；或者将陶瓷膜筒1中心的一支膜芯及最内圈的共7支膜芯均取掉，安装一个直径较大的管式换能器9（相应功率也大）。换能器的配置取决于不同抗生素对陶瓷膜污染后易清洁程度。安装后，将陶瓷膜筒1下部膜芯压紧孔板8中心不再安装膜芯的孔封闭。

管式换能器9功率为1000w/支；频率为20、25、30khz可调。

安装时，正常程序完成陶瓷膜芯装配，先固定膜芯压紧孔板8，再将装有管式换能器9的密封压紧孔板6固定。管式换能器9的支电缆11套装在内保护管10（加厚不锈钢波纹管）内。内保护管10长度约250-300mm，内保护管10一端与管式换能器9电缆端部的螺纹接头密封紧固，内保护管10另一端与接头4螺纹连接。接头4位于过渡管3外的部分与外保护管12连接，外保护管12为不锈钢波纹管。支电缆11可穿过内保护管10、接头4、外保护管12与超声波发生控制电路连接。

一个工段约十二组机架，每一组机架中含有多个陶瓷膜筒。以一组机架为例。

机架一中每个陶瓷膜筒1的支电缆11伸出过渡管3后用外保护管12保护，连接到机架就近的并线盒13，支电缆11长2-4米。并线盒13的输入端与总电缆16连接，即机架一中多个陶瓷膜筒1中的多根支电缆11合并为总电缆16。

十二组机架上的12根总电缆16连接到超声波发生器14上。

超声波发生器14电源为220v稳压，一个系统中可以有互为备份的2台超声波发生器14；超声波发生器14功率冗余量不低于20%。

超声波发生器14通过超声波控制器15和车间dcs系统连接。

超声波控制器15接到dcs系统指令后，满足清洗条件时，开机进行清洗和停机。

超声波控制器15可以设定清洗时间（分钟为单位）、频率（20、25、30khz多档）和超声波发生器14连续或间断运行模式；dcs系统联锁清洗介质状态（ph、温度、膜筒压力等）、循环泵电机状态（电流）实现机组静态清洗。dcs系统控制各组机架上的陶瓷膜循环清洗。

设备检修时，支电缆11、过渡管3、管式换能器9、密封压紧孔板6、内保护管10等可整体与陶瓷膜筒1和并线盒13分离。方便下次安装。

本申请实施分为如下几个阶段：

阶段1：利用一个陶瓷膜筒离线静态进行长时间（约30天）的超声波清洗陶瓷膜芯安全性验证实验；膜筒内部根据验证实验设计，围绕中心管式换能器，规划布置不同距离不同使用年限的膜芯；结合文献预先选定的频率和换能器最大功率连续运行；按30分钟/日生产清洗周期测算，连续运行30天（相当于大生产装置累计运行4年期间超声波装置的清洗时间）；检测膜芯抗弯曲强度和孔径，比对不同使用年限的参照膜芯数据做出安全性评估；中间也可按周抽取膜芯检测比对。

阶段2：在安全性确认的基础上开展清洗效果的确认，获得不同工序（浓缩段和透析段）和不同抗生素发酵品种的特定清洗工艺（频率、功率、时间、温度、浓度等组合）。

阶段3：整个抗生素发酵液陶瓷膜过滤系统的超声波辅助清洗陶瓷膜系统设备安装和调试。