發(fā)酵液膜過濾處理方案(編輯修改稿)
2025-04-03 03:24 本頁面
【文章內容簡介】 會積累在膜的表面形成污染層，并有少量進入其多孔陶瓷支撐體內，從而減使膜的過濾通量減小；為了恢復陶瓷膜的過濾性能，系統(tǒng)必須進行 CIP 清洗。本系統(tǒng)配備了三個清洗罐，分別為酸罐、堿罐和熱水罐，用以配制清洗液和進行膜清洗操作。 六、工藝計算 根據(jù) 貴方提供的處理量要求 ，我們進行了如下計算： 設計依據(jù)： 處理 發(fā)酵液提取 液量 ： 15m3/d 處理 時間 ： 8 小時 濃縮倍數(shù) ： 6 倍 陶瓷膜過濾精度 ： 50 納米 膜面流速 ： 4~5m/秒 膜操作壓力 ：陶瓷膜 ~ 膜通量經(jīng)驗值： 60~80L/() 工藝參數(shù)計算 膜面積計算 根據(jù) 貴方的要求，我公司共設計了 27 平米的陶瓷膜濃縮設備 。 陶瓷膜 我們采用的 分離孔徑為 50 納米 的管式陶瓷超濾膜 元件 ， 設計了一套陶瓷膜機組。膜管采用直徑 30 毫米， 19 通道的膜 元 件。機組設計 6 個 每個內裝 19 根上述膜管 的膜組件 ， 6 個組件以三并兩串的形式排列。設計的平均膜通量為 60８濃液 工藝示意圖 12 0L/m2h ，運行時間按 8 小時，理論需要 平米的陶瓷膜，故設計了一組共 27 平米的陶瓷膜設備。 膜組件計算 陶瓷膜組件內裝直徑 30 毫米 19 通道 的膜管（每根膜管膜面積為 ）， 故19 芯 膜 組件 的過濾面積為 。 循環(huán)泵流量計算 陶瓷膜過濾機組 ： 每套 膜機組設計膜面流速為 4~5m/秒，共包括 6 個膜組件，每個膜組件內裝 19支膜元件，通過計算每 套機組的循環(huán)泵流量設計為 200 m3/小時，揚程 26 米。 其他泵的流量設計 陶瓷膜系統(tǒng) 供料泵 ：給膜機組供料，考慮到設備的處理能力以及循環(huán)流量的需求， 供料泵的流量設計為 20m3/h，揚程取決于原料罐位置的高低以及膜運行所需地跨膜壓差，定為 26 米。 清洗泵 ：考慮到循環(huán)流量的需求， 清洗泵的流量設計為 25 M3/H，揚程取決原料罐位置的高低以及膜運行所需地跨膜壓差，定為 26米。 罐的體積設計 陶瓷膜主設備和管路總容積在 ，為使循環(huán)清洗得以連續(xù)進行，酸罐、堿罐設計為 ，熱水罐體積設計為 3m3，原料罐 20 m3 七、膜清洗和再生 膜元件使用一段時間后，料液中的各種組分均有可能在膜的內部和表面形成堵塞，提取液中對膜的污染源主要是膠體、蛋白、纖維等。這些吸附在膜層表面和膜內部的污染物如不及時去除，將大大的影響膜的過濾性能，主要表現(xiàn)為過濾通量大大衰減。因此必須周期性的對膜進行清洗再生以恢復膜元件的過濾性能。 濾膜是否 13 能夠耐受污染并且能否便捷經(jīng)濟的再生恢復是判定膜過濾過程可靠性和經(jīng)濟性的一項至關重要的指標 ！ 膜清洗方法通?？煞譃槲锢矸椒ê突瘜W方法，物理方法是指采用高流速水 沖洗，海綿球機械清洗等去除污染物，化學方法是采用對膜材料本身沒有破壞、對污染物有溶解作用或置換作用的化學試劑對膜進行清洗。 無機膜以其優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和高的機械強度可采用更廣泛的清洗方法進行清洗， 理論上可以不用考慮清洗劑對膜材質本身的影響而采用任何化學試劑對膜進行清洗 ，但是鑒于清洗費用以及陶瓷材料在高溫下的耐酸堿性，一般僅需要濃度為 1～2％普通酸堿清洗劑即可使膜的性能恢復，相對于有機高分子膜而言無機膜性能的清洗可恢復性、清洗費用等具有很大優(yōu)勢。 〖被污染后的陶瓷膜〗 〖 經(jīng)過清洗再生后的陶瓷膜〗 無機膜化學清洗的一般規(guī)律為：無機強酸使污染物中一部分不溶性物質變?yōu)榭扇苄晕镔|；有機酸主要清除無機鹽的沉積；螯合劑可與污染物中的無機離子絡合生成溶解度大的物質，減少膜表面和孔內沉積的鹽和吸附的無機污染物；表面活性劑主要清除有機污染物；強氧化劑和強堿是清除油脂和蛋白、藻類等生物物質的污染；而對于細胞碎片等污染體系，多采用酶清洗劑。對于污染非常嚴重的膜，通常采用強酸、強堿交替清洗，并加入次氯酸鈉等氧化劑與表面活性劑。在這些清洗過程中，常采用高速低壓的操作條件，有時配以反沖，以發(fā)揮物理方 法的作用，最大程度地恢復膜通量。化學清洗結束后用清水漂洗至中性。如生產(chǎn)許可，最好采用工業(yè)軟水進行清洗液的配置，以防止自來水中可能存在的雜質對陶瓷膜形成新的污染源。 14 發(fā)酵液體系中對膜形成的污染源 多糖 膠體 細胞碎片 淀粉 油脂 無機鹽垢等 膜清洗再生常規(guī)清洗工藝及清洗劑 常規(guī)條件 ： PH 0~14, T＝ 50～ 65℃， P= ~ Mpa 常規(guī)清洗劑 ： 堿性： NaOH, Na3PO4 氧化劑： NaClO,KMnO4 八、控制系統(tǒng) 1） 低壓配電系統(tǒng) 從總線過來一路電源，經(jīng)我方配電柜分 配后，一路作為動力電，一路作為照明電。 2） 控制系統(tǒng)簡介 控制系統(tǒng)采用 PLC+上位機 的方式，控制對象為氣動開關閥、馬達、氣動調節(jié)閥，所有須顯示的數(shù)據(jù)如原料罐液位、壓力、溫度、清液流量、濃液流量等。所有的設備狀態(tài)、模擬量數(shù)據(jù)均通過上位機顯示出來，同時報警數(shù)據(jù)、控制參數(shù)的設定也通過上位機進行。報警信息能通過上位機實時顯示出來，并且能把報警數(shù)據(jù)記錄下來。循環(huán)泵和供料泵采用變頻器，具有過熱、短路、缺相保護、調速、減少對膜的沖擊。壓力、溫度測量儀表采用 2 線制儀表， 420mA 標準信號，流量測量采用電磁流量計。開關量輸入 模塊選用 16 點的光電隔離?？?，開關量輸出模塊選用 16 點的晶體管模塊，每一個輸出點均用繼電器予以隔離。 PLC 與上位機進行通訊。 3） 控制柜的布置 15 除了配電柜之外，有程控柜、低壓控制柜（內有變頻、接觸器、空氣開關等）、電磁閥柜（內有 SMC
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