膜過濾明膠脫水預濃縮系統技術方案

一種膜過濾明膠脫水預濃縮系統，其由初級膜過濾系統和中級膜過濾系統組成，其中：初級膜過濾系統包括稀膠液貯罐、喂料泵、過濾器、初級膜過濾組件；中級膜過濾系統包括濃膠液貯罐、喂料泵、過濾器、中級膜過濾組件。上述初級膜過濾組件和中級膜過濾組件分別包含2個以上膜組，用于對明膠溶液分級脫水濃縮。由于不需要蒸汽加熱，本發明專利技術完全可以取代真空蒸發器對明膠溶液進行脫水濃縮，不但有效地降低了明膠生產的成本，而且起到十分顯著的節能減排、減少空氣環境污染的效果，同時減少了明膠在蒸發過程長時間受熱的影響，相對減少了明膠物理性能的損失，提高了明膠的凍力和粘度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于明膠濃縮系統，具體涉及一種膜過濾明膠脫水預濃縮系統。
技術介紹
按照傳統的明膠生產工藝，從提膠鍋抽提出來的4%_6%左右的明膠溶液經過真空蒸發器將明膠溶液的水分蒸發，得到濃度為26%-35%的濃縮液用于冷凝成形，然后通過烘干機干燥成為含水量約為12%的商品明膠。采用真空蒸發器濃縮明膠液，需用鍋爐蒸汽加熱的熱源，按理論計算，如選用單效蒸發器，每蒸發Ikg水需要消耗1.1kg的蒸汽；采用雙效蒸發器，每蒸發Ikg水需要消耗0.55kg的蒸汽；采用3效蒸發器,每蒸發Ikg的水需要消耗0.4kg的蒸汽。國內的明膠生產企業，較多采用2效或3效真空蒸發器。一個年產2000噸明膠的工廠，如用一臺3效真空蒸發器進行膠液的濃縮，每生產I噸明膠消耗在蒸發系統的蒸汽接近9噸，折合消耗燃煤1.6 噸。由于明膠是一種熱敏性的物質，其溶液的粘度與濃度成正比，傳熱系數與濃度成反比，隨著明膠溶液在蒸發系統里濃度的不斷提高，其循環速度會變得越來越慢而使受熱時間延長，極易造成物理性能如凍力和粘度的降低。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種膜過濾明膠脫水預濃縮系統，取代明膠真空蒸發器，不但有效節省了蒸汽的消耗，極大地降低生產成本的同時，由于減少了明膠在蒸發過程中長時間受熱的影響，能提高明膠的凍力和粘度。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是: 一種膜過濾明膠脫水預濃縮系統，其由初級膜過濾系統和中級膜過濾系統組成，分別用于濃縮不同濃度的明膠溶液，其中:初級膜過濾系統包括稀膠液貯罐、喂料泵、過濾器、初級膜過濾組件，其中稀膠液貯罐的出口通過喂料泵與過濾器的入口連接，過濾器的出口與初級膜過濾組件的入口連接，初級膜過濾組件的出口與中級膜過濾系統的濃膠液貯罐的入口連接；中級膜過濾系統包括濃膠液貯罐、喂料泵、過濾器、中級膜過濾組件，其中濃膠液貯罐的出口通過喂料泵與過濾器的入口連接，過濾器的出口與中級膜過濾組件的入口連接，中級膜過濾組件的出口為濃縮后膠液的出口。所述初級膜過濾組件和中級膜過濾組件分別包含2個以上膜組，用于對明膠溶液分級脫水濃縮；所述膜組之間以串聯方式連接，每個膜組均配備有用于使膠液在該膜組中循環的循環泵和用于冷卻膠液的冷卻器。優選地，所述初級膜過濾組件和中級膜過濾組件分別包含2個膜組。所述初級膜過濾組 件的膜組工作壓力為0.4-0.9MPa。所述中級膜過濾組件的膜組工作壓力為0.9-1.6MPa。所述初級膜過濾組件和中級膜過濾組件的膜為卷式膜。所述初級膜過濾組件和中級膜過濾組件的膜為卷式有機高分子膜。本專利技術采用的膜過濾組件是卷式膜，具體地說是卷式有機高分子膜，如聚砜(PS0)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、醋酸纖維(CA)等，其工作原理是以壓力差為推動力的膜分離過程，通過內外壓差將低濃度的明膠溶液中的水、小分子多肽以及部分無機鹽去除，從而達到脫水濃縮和提純的目的。因此根據明膠生產中對不同濃度的明膠溶液的濃縮，選擇相應截留分子量的膜過濾組件，既能保證小分子量的明膠不被排掉從而提高明膠的得率，又能透過明膠生產過程產生的某些小分子量的有機物如肽類和部分的無機鹽，使明膠稀溶液通過膜脫水達到濃縮的目的，同時與脫鹽除雜質同步進行。另外，本專利技術選用截留分子量較低、膜通量較高、具有較強的抗污染能力的膜過濾組件，在同等的外壓下，膜組的膜通量比其它類別的膜大得多。由于所選的膜過濾組件具有優異的抗污染性能，即使在較高的明膠濃度下，也不容易被污染導致通量明顯下降。同時本專利技術的膜過濾組件，其使用后的清洗、再生方便，操作簡單。每完成一批產品(約24-36小時)，只需用熱水沖洗系統并用ρΗΙΟ.5的氫氧化鈉水溶液對膜組進行清洗一次，就能達到良好的再生效果。本專利技術的膜過濾系統的膜過濾組件，根據對不同濃度的明膠過濾，分別采用初級膜過濾組件和中級膜過濾組件進行過濾。其中采用初級膜過濾組件用于低濃度膠液的脫水濃縮，將從提膠鍋抽提出來的濃度約4%-6%的明膠溶液通過初級膜過濾組件脫除部分的水分，將濃度提高到約10%。由于初級膜過濾組件用于過濾濃度較低的物料，相對的物料性能如凍力、粘度也較低，液體物料的流通阻力也相對較小，因此初級膜過濾組件的特點是工作壓力相對較低，為0.4-0.9MPa，滲析液排出量設計較大，所以選用壓力較低流量較大的循環泵。而中級膜過濾組件是用于中等濃度的脫水濃縮，將濃度約10%的明膠溶液通過中級膜過濾組件提高到18%，它的工作壓力相對初級膜過濾組件要高，為0.9-1.6MPa，由于系統工作時明膠溶液的濃度較高(由10%提高到18%)，中級膜過濾組件在這種狀況下的通量相對較小，所以需選用壓力高、流量相對小的循環泵。如將初級膜過濾系統和中級膜過濾系統的管線合并在一起，壓力高的濃膠液容易流串到初級膜過濾組件造成系統混亂，因此針對不同濃度的膠液進行濃縮需要使用不同的膜過濾系統。本專利技術的膜過濾系統中，初級膜過濾組件和中級膜過濾組件分別具有2級或2級以上膜組。因為在實際工業化生產過程中，要求物料的濃縮量大、濃度較高，采用單級膜組很難達到工藝要求，必須采用2級膜組或更多級膜組來分級脫水，使產品的濃度不斷提高。但是如果要求濃度不高、濃縮量不大，也可以采用單級膜組。明膠溶液經過本專利技術的膜過濾系統進行脫水預濃縮后，再通過板式閃蒸器，根據產品需求將18%的明膠溶液的濃度進一步提高到26%-35%。根據明膠生產過程的不同工藝環節，針對不同生產廠家人員的素質和技術水平，可以采取PLC加觸摸屏或PLC加人工按鍵操作等多種控制方案。還可以采取喂料罐液位監控、系統循環溫度監控、物料進出流量監測、滲析液流量監測等多種監控措施，保證系統長期正常運行。本專利技術的有益效果是:膜過濾脫水預濃縮系統不需要蒸汽加熱，完全可以取代真空蒸發器對明膠溶液進行脫水濃縮。與明膠生產行業傳統的3效真空蒸發器相比，采用本專利技術的膜過濾脫水預濃縮系統每生產I噸明膠可節省燃煤1.4噸。一個年產明膠2000噸的工廠若采用膜過濾脫水預濃縮系統，全年可節省燃煤2800噸。扣除膜過濾組件的運行成本，如電費、膜更換費用、清洗再生用水和化學品消耗等費用，每噸明膠可節省能源消耗的費用約900元，全年減少能源消耗費用約180萬元，不但有效地降低了明膠生產的成本，而且起到十分顯著的節能減排、減少空氣環境污染的效果。另外從產品性能的角度來看，明膠溶液通過本專利技術的膜過濾脫水預濃縮系統進行預濃縮，減少了蒸發過程長時間受熱的影響，相對減少了明膠物理性能的損失，提高了明膠的凍力和粘度。附圖說明圖1是本專利技術膜過濾明膠脫水預濃縮系統的工藝流程圖。具體實施例方式下面結合圖1，通過具體實施例進一步闡述本專利技術。實施例1 (O初級膜過濾系統準備 開啟工藝水閥門，并控制水的溫度在40-45°C，將水注入稀膠液貯罐，開啟其底部的閥門VI，開啟袋式過濾器的閥門V4和V5，再按順序開啟V7、Vl-1，Vl-2, V1-3和V2_l，V2-2，V2-3。首先打開喂料泵FPl上面的排氣螺栓將水泵里面的氣體排除干凈，直到看見排氣螺栓的出口有水流出為止。然后開啟喂料泵FPl，使水進入膜過濾系統，隨后依次打開循環泵CP1、CP2上面的排氣螺栓將水泵內的氣體排放干凈直到有水流出為止，然后打開循環泵CP1、CP2。 (2)初級膜過濾系統過濾 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種膜過濾明膠脫水預濃縮系統，其特征在于：其由初級膜過濾系統和中級膜過濾系統組成，分別用于濃縮不同濃度的明膠溶液，其中：初級膜過濾系統包括稀膠液貯罐、喂料泵、過濾器、初級膜過濾組件，其中稀膠液貯罐的出口通過喂料泵與過濾器的入口連接，過濾器的出口與初級膜過濾組件的入口連接，初級膜過濾組件的出口與中級膜過濾系統的濃膠液貯罐的入口連接；中級膜過濾系統包括濃膠液貯罐、喂料泵、過濾器、中級膜過濾組件，其中濃膠液貯罐的出口通過喂料泵與過濾器的入口連接，過濾器的出口與中級膜過濾組件的入口連接，中級膜過濾組件的出口為濃縮后膠液的出口。

【技術特征摘要】
1.一種膜過濾明膠脫水預濃縮系統，其特征在于:其由初級膜過濾系統和中級膜過濾系統組成，分別用于濃縮不同濃度的明膠溶液，其中:初級膜過濾系統包括稀膠液貯罐、喂料泵、過濾器、初級膜過濾組件，其中稀膠液貯罐的出口通過喂料泵與過濾器的入口連接，過濾器的出口與初級膜過濾組件的入口連接，初級膜過濾組件的出口與中級膜過濾系統的濃膠液貯罐的入口連接；中級膜過濾系統包括濃膠液貯罐、喂料泵、過濾器、中級膜過濾組件，其中濃膠液貯罐的出口通過喂料泵與過濾器的入口連接，過濾器的出口與中級膜過濾組件的入口連接，中級膜過濾組件的出口為濃縮后膠液的出口。2.根據權利要求1所述的膜過濾明膠脫水預濃縮系統，其特征在于:所述初級膜過濾組件和中級膜過濾組件分別包含2個以上膜組，用于對明膠溶液分級脫水濃縮；所述膜組之間以...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余茍，
申請(專利權)人：余茍，
類型：發明
國別省市：