一种延长浓缩膜使用寿命的系统及其方法与流程

本发明属于糖醇制备，特别涉及一种延长浓缩膜使用寿命的系统及其方法。

背景技术：

1、麦芽糖醇是一种新型的甜味剂，广泛用于糖味食品加工中。工业上大生产结晶麦芽糖醇的方法主要是色谱提纯—蒸发结晶—离心干燥的方式进行生产，其中色谱分离在产出晶体麦芽糖醇所需提取液外，同时会产生大量低折光的提余液。低折光的提余液外售则需浓缩至70％浓度的多营养醇，常规的浓缩一般为降膜蒸发、mvr蒸发或膜浓缩系统，膜浓缩是利用膜的筛分原理，通过压力的驱动，使水通过膜，实现膜的富集浓缩。

2、如公开号为cn215782753u的中国专利公开了一种连续进料在线清洗的膜分离设备，通过阀门将膜堆的进料切换为清洗液或物料，通过阀门控制物料的分离次数，通过控制膜堆进行物料分离输出或清洗输出，通过压差判断膜堆是否需要清洗，控制阀门对膜堆自动进行在线顶料和清洗，使得膜堆之间的顶料清洗和分离作业互不干扰，实现连续进料在线清洗的膜分离工艺。又如公开号为cn217698704u的中国专利公开了一种麦芽糖醇稀液连续式膜浓缩设备，采用耐高温的过滤膜，直接使用上工序中产生的达到70℃的稀糖醇液进料，免除了冷却环节，一次性将麦芽糖醇的浓度提高到15～18％，简化工艺操作提高生产效率。说明膜浓缩系统是一种改革传统工艺实现高效纯化浓缩的技术，膜浓缩设备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。相对于传统的加热浓缩，具有能耗低，常温下进行，对产品影响小等优点。但上述设备在实际生产过程往往会出现以下问题：1)上工序出现异常进料浓度发生波动时往往无法及时调整，导致膜元件因不同折光运行导致压力频繁波动，影响设备与膜元件的使用寿命；2)当上工序色谱提余液折光偏低只有0.5～1.0％，出料折光要求15～18％时，浓缩倍数在15～20倍以上，导致透过水大都从前一级的膜组渗透，后一级膜组则低流量高流速的状态运行，尤其在运行温度超过65℃的情况下，过高的浓缩倍数会导致膜渗透压降过大，引起膜易出现变形与渗透问题，大大缩减膜元件的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种延长浓缩膜使用寿命的系统及其方法，通过浓缩膜的进料浓度与出料去向连锁的方式稳定进料浓度，降低过低浓度物料浓缩过程中出现的高渗透压降的问题，大大延长浓缩膜的使用寿命。

2、本发明是这样实现的，提供一种延长浓缩膜使用寿命的系统，包括原料罐、浓液罐和至少两个循环膜组，原料罐用于储存低浓度料液，浓缩膜分别设置在每个循环膜组内用于对流经循环膜组的低浓度料液进行浓缩处理以得到高浓度的浓缩液，浓液罐用于收集高浓度的浓缩液，在所述原料罐上分别设置用于低浓度料液进入的进料口与进料管道连通，设置出料口与出料管道连通，设置回料口与回料管道连通，在浓液罐上设置浓缩液进液口与浓缩液管路相连通，在每个循环膜组上分别设置膜组进液口与膜组进液管路相连通，设置浓缩液出口与浓缩液出液管路相连通，设置连接管路分别将每个循环膜组的膜组进液管路和浓缩液出液管路相互连通；出料管道同时与位于最前端的循环膜组的膜组进液管路和连接管路的前端连通，回料管道同时与位于最后端的循环膜组的浓缩液出液管路和连接管路的后端连通；在膜组进液管路上分别设置第一气动球阀和循环泵，在浓缩液出液管路上设置第二气动球阀，在连通每个循环膜组的膜组进液管路和浓缩液出液管路的连接管路上设置第三气动球阀，在回料管道上设置比例调节阀，在原料罐的回料口与比例调节阀之间的回料管道上设置第一气动调节阀，浓缩液管路的前端与位于第一气动调节阀和比例调节阀之间的回料管道相连通，在浓缩液管路上设置第二气动调节阀，在出料管道上分别设置高压泵和折光在线检测仪，折光在线检测仪分别与第一气动调节阀和第二气动调节阀的控制信号相互连锁，分别控制第一气动调节阀和第二气动调节阀的阀门开度。

3、进一步地，所述系统还包括稀液罐，低浓度料液经过循环膜组的浓缩膜的浓缩处理后还得到透过水，稀液罐用于收集透过水，在稀液罐上设置稀液进液口与稀液管路相连通，在每个循环膜组上还设置透过水出口与透过水管路连通，每个循环膜组的透过水管路分别与稀液管路相连通。

4、进一步地，在所述稀液管路上设置气动蝶阀。

5、进一步地，在所述出料管道上还设置出料泵。

6、进一步地，在所述原料罐内设置搅拌装置。

7、本发明是这样实现的，还提供一种延长浓缩膜使用寿命的方法，该方法使用如前所述的延长浓缩膜使用寿命的系统，所述方法包括如下步骤：

8、设定比例调节阀的参数使其与高浓度料液的浓度范围对应，设定折光在线检测仪的参数使其与高浓度料液所对应的折光范围对应，分别开启高压泵，以及每个循环膜组所对应的第一气动球阀、第二气动球阀、第三气动球阀和循环泵，所述系统开始运行；低浓度料液在系统内的原料罐——循环膜组——原料罐之间通过连通管道不断循环，低浓度料液不断地被循环膜组的浓缩膜浓缩处理，使其浓度逐渐提高以达到设定的高浓度；

9、开始时，因低浓度料液的起始浓度过低，折光在线检测仪控制第一气动调节阀的阀门开度处于全开状态，第二气动调节阀的阀门开度则处于闭合状态；当折光在线检测仪检测到料液的折光达到设定值时，折光在线检测仪控制第一气动调节阀的阀门开度逐渐调小以保持料液的折光，第二气动调节阀的阀门开度则逐步开大到正常出料位置，调整比例调节阀的参数使得料液的浓度稳定在设定的高浓度范围内。

10、与现有技术相比，本发明的延长浓缩膜使用寿命的系统及其方法，所述系统包括原料罐、浓液罐和至少两个循环膜组，原料罐用于储存低浓度料液，浓缩膜分别设置在每个循环膜组内用于对流经循环膜组的低浓度料液进行浓缩处理以得到高浓度的浓缩液。在回料管道上设置比例调节阀，在原料罐的回料口与比例调节阀之间的回料管道上设置第一气动调节阀，浓缩液管路的前端与位于第一气动调节阀和比例调节阀之间的回料管道相连通，在浓缩液管路上设置第二气动调节阀，在出料管道上分别设置高压泵和折光在线检测仪。折光在线检测仪分别与第一气动调节阀和第二气动调节阀的控制信号相互连锁，分别控制第一气动调节阀和第二气动调节阀的阀门开度。本发明通过进料浓度与出料去向连锁的方式稳定进料浓度，降低浓缩膜的渗透压，延长浓缩膜的使用寿命，从而大大降低后续的膜元件投入成本，解决生产过程频繁更换膜元件、生产运行不稳定、人员劳动强度高等问题。

技术特征：

1.一种延长浓缩膜使用寿命的系统，包括原料罐、浓液罐和至少两个循环膜组，原料罐用于储存低浓度料液，浓缩膜分别设置在每个循环膜组内用于对流经循环膜组的低浓度料液进行浓缩处理以得到高浓度的浓缩液，浓液罐用于收集高浓度的浓缩液，其特征在于，在所述原料罐上分别设置用于低浓度料液进入的进料口与进料管道连通，设置出料口与出料管道连通，设置回料口与回料管道连通，在浓液罐上设置浓缩液进液口与浓缩液管路相连通，在每个循环膜组上分别设置膜组进液口与膜组进液管路相连通，设置浓缩液出口与浓缩液出液管路相连通，设置连接管路分别将每个循环膜组的膜组进液管路和浓缩液出液管路相互连通；出料管道同时与位于最前端的循环膜组的膜组进液管路和连接管路的前端连通，回料管道同时与位于最后端的循环膜组的浓缩液出液管路和连接管路的后端连通；在膜组进液管路上分别设置第一气动球阀和循环泵，在浓缩液出液管路上设置第二气动球阀，在连通每个循环膜组的膜组进液管路和浓缩液出液管路的连接管路上设置第三气动球阀，在回料管道上设置比例调节阀，在原料罐的回料口与比例调节阀之间的回料管道上设置第一气动调节阀，浓缩液管路的前端与位于第一气动调节阀和比例调节阀之间的回料管道相连通，在浓缩液管路上设置第二气动调节阀，在出料管道上分别设置高压泵和折光在线检测仪，折光在线检测仪分别与第一气动调节阀和第二气动调节阀的控制信号相互连锁，分别控制第一气动调节阀和第二气动调节阀的阀门开度。

2.如权利要求1所述的延长浓缩膜使用寿命的系统，其特征在于，所述系统还包括稀液罐，低浓度料液经过循环膜组的浓缩膜的浓缩处理后还得到透过水，稀液罐用于收集透过水，在稀液罐上设置稀液进液口与稀液管路相连通，在每个循环膜组上还设置透过水出口与透过水管路连通，每个循环膜组的透过水管路分别与稀液管路相连通。

3.如权利要求2所述的延长浓缩膜使用寿命的系统，其特征在于，在所述稀液管路上设置气动蝶阀。

4.如权利要求1所述的延长浓缩膜使用寿命的系统，其特征在于，在所述出料管道上还设置出料泵。

5.如权利要求1所述的延长浓缩膜使用寿命的系统，其特征在于，在所述原料罐内设置搅拌装置。

6.一种延长浓缩膜使用寿命的方法，其特征在于，该方法使用如权利要求1至5中任意一项所述的延长浓缩膜使用寿命的系统，所述方法包括如下步骤：

7.如权利要求6所述的延长浓缩膜使用寿命的方法，其特征在于，以利用麦芽糖醇色谱提余液制备多营养醇的生产过程为例，低浓度的色谱提余液被所述系统浓缩处理以得到高浓度的色谱提余液，所述方法包括如下步骤：

8.如权利要求6所述的延长浓缩膜使用寿命的方法，其特征在于，以利用麦芽糖醇色谱提余液制备多营养醇的生产过程为例，低浓度的色谱提余液被所述系统浓缩处理，所述方法包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种延长浓缩膜使用寿命的系统及其方法，系统包括原料罐、浓液罐和至少两个循环膜组，浓缩膜分别设置在每个循环膜组内用于对流经循环膜组的低浓度料液进行浓缩处理以得到高浓度的浓缩液，在回料管道上设置比例调节阀，在原料罐的回料口与比例调节阀之间的回料管道上设置第一气动调节阀，在浓缩液管路上设置第二气动调节阀，在出料管道上设置折光在线检测仪。折光在线检测仪分别与第一气动调节阀和第二气动调节阀的控制信号相互连锁，分别控制第一气动调节阀和第二气动调节阀的阀门开度。本发明通过进料浓度与出料去向连锁的方式稳定进料浓度，降低浓缩膜的渗透压，延长浓缩膜的使用寿命，降低生产成本。

技术研发人员：万富安,沈卫星,韩新峰,戴豪军,安延龙,王伟佳,岳航,林亮,陈凯茜
受保护的技术使用者：浙江华康药业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16