一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺制造技术

本发明专利技术公开的属于微藻浓缩工艺技术领域，具体为一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺，该基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺包括如下步骤：S1：将原料放在原料箱内进行均质和均量调节处理；S2：过滤后的浓缩液经过浓水端粗调电动阀门和浓水端精调电动阀门进入浓缩液箱；S3：反脉冲锤通过三通电磁阀门控制压缩空气进出，发生高频块脉冲；S4：从膜层被清洗出来的微藻通过浓缩液回流阀回到原料箱进行原料回收，利用陶瓷膜技术对微藻进行预浓缩，可大大提高过滤效率、浓缩倍数，使最后的深度浓缩工艺即分离处理效率大大提高，不但提高过滤通量和浓缩倍数，还降低清洗频率，从而提高整体浓缩效率，降低运行成本。

An Efficient Microalgae Concentration Process Based on Ceramic Membrane Technology

The invention discloses a high-efficiency microalgae concentration process based on ceramic membrane technology, which comprises the following steps: S1: putting raw materials in the raw material box for homogenization and equalization adjustment; S2: filtered concentrated liquid passes through the thick water end roughly adjusting electric valve and the concentrated water end fine adjusting electric valve. The door enters the concentrating tank; S3: the counter-pulse hammer controls the compressed air through three-way solenoid valves and produces high-frequency block pulses; S4: The microalgae cleaned from the membrane is returned to the raw material box through the concentrating liquid reflux valve for raw material recovery, and the microalgae is pre-concentrated by ceramic membrane technology, which can greatly improve the filtering efficiency and concentration multiple, and make the final deep concentration process, i.e. the separation point. The physical efficiency is greatly improved, which not only increases the filtration flux and concentration multiple, but also reduces the cleaning frequency, thus improving the overall concentration efficiency and reducing the operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺
本专利技术涉及微藻浓缩工艺
，具体为一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺。
技术介绍
微藻是直径大小介于几微米到几百微米之间、能进行光合作用的自养植物，其细胞中富含有蛋白质、脂类、多糖、beta胡萝卜素、多种无机元素等高价值营养成分和化工原料，使其在生物医药、食品、环保及可再生能源行业的研究工作蓬勃发展，尤其在生物医药行业，对人类身体健康有着突出贡献，可带来巨大的经济效益，是很有潜力的经济开发项目。传统的微藻提取浓缩一般采用离心分离的技术，通过离心机将微藻与水分离，这种方法能耗高，分离效率较低。为此，我们提出一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的传统的微藻提取浓缩一般采用离心分离的技术，通过离心机将微藻与水分离，这种方法能耗高，分离效率较低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺，该基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺包括如下步骤：S1：将原料放在原料箱内进行均质和均量调节处理，然后通过进水泵进入循环系统，通过循环泵将原料送至陶瓷膜元件过滤，过滤后的过滤液经过产水端可调节电动阀门返回微藻培养池；S2：过滤后的浓缩液经过浓水端粗调电动阀门和浓水端精调电动阀门进入浓缩液箱，用于下一步离心工艺对其进行深度浓缩；S3：反脉冲锤通过三通电磁阀门控制压缩空气进出，发生高频块脉冲，将小量产生于反脉冲锤内的渗透液反向穿过膜层，从而达到清洗膜层的作用来保持膜的高性能；S4：从膜层被清洗出来的微藻通过浓缩液回流阀回到原料箱进行原料回收。优选的，所述陶瓷膜元件采用碳化硅陶瓷膜。优选的，所述碳化硅陶瓷膜的孔隙率为48％，均值孔径为0.5um。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该专利技术提出的一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺，利用陶瓷膜技术对微藻进行预浓缩，可大大提高过滤效率、浓缩倍数，使最后的深度浓缩工艺即分离处理效率大大提高，不但提高过滤通量和浓缩倍数，还降低清洗频率，从而提高整体浓缩效率，降低运行成本。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术实施例测试一中通量、通量跨膜压差比以及过滤液中和浓缩液中微藻浓度折线图；图3为本专利技术实施例测试二中通量、通量跨膜压差比以及过滤液中和浓缩液中微藻浓度折线图。图中：1原料箱、2进水泵、3循环泵、4陶瓷膜元件、5反脉冲锤、6三通电磁阀门、7产水端可调节电动阀门、8浓水端粗调电动阀门、9浓水端精调电动阀门、10浓缩液回流阀。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺，该基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺包括如下步骤：S1：将原料放在原料箱1内进行均质和均量调节处理，然后通过进水泵2进入循环系统，通过循环泵3将原料送至陶瓷膜元件4过滤，过滤后的过滤液经过产水端可调节电动阀门7返回微藻培养池；S2：过滤后的浓缩液经过浓水端粗调电动阀门8和浓水端精调电动阀门9进入浓缩液箱，用于下一步离心工艺对其进行深度浓缩；S3：反脉冲锤5通过三通电磁阀门6控制压缩空气进出，发生高频块脉冲，将小量产生于反脉冲锤内的渗透液反向穿过膜层，从而达到清洗膜层的作用来保持膜的高性能；S4：从膜层被清洗出来的微藻通过浓缩液回流阀10回到原料箱1进行原料回收。其中，所述陶瓷膜元件4采用碳化硅陶瓷膜，所述碳化硅陶瓷膜的孔隙率为48％，均值孔径为0.5um。实施例1本案例浓缩的是海洋微球藻(Nannochloropsisoceanicacultures),原料微球藻浓度(干重)为0.53g/L。海藻原料液由以下几种化学物品组成(以1L原料液为例):50-75mg硝酸钠NaNO3,30-40mg磷酸二氢钠，2-3mgFeCl3-EDTA三氯化铁-乙二胺四乙酸，40-50ugMnCl2氯化锰，消毒处理过海水1L。采用的陶瓷膜元件4是COMEMCONDUITOD146x865碳化硅陶瓷膜,它的载体和膜层材料是碳化硅，长度865mm,直径146mm,共有985个直径为3mm的流体通道，总过滤面积是8.02平方米，该碳化硅陶瓷膜的孔隙率为48％，均值孔径为0.5um。测试一：运行参数:初始跨膜压差0.6巴，错流流速2m/s,初始回收率90％,没有反脉冲清洗。具体实施步骤如下:1、产水端可调节电动阀门7、浓水端粗调电动阀门8和浓水端精调电动阀门9关闭；2、浓缩液回流阀门10开启；3、进水泵2缓慢开启；4、循环泵3缓慢开启；5、产水端可调节电动阀门7缓慢打开；6、浓水端粗调电动阀门8和浓水端精调电动阀门9缓慢打开；7、浓缩液回流阀10关闭；8、循环泵3调节至所需运行参数流速；9、产水端可调节电动阀门7完全打开；10、进水泵2及浓水端粗调电动阀门8和浓水端精调电动阀门9调节至所需运行参数跨膜压差及回收率。通量、通量跨膜压差比以及过滤液中和浓缩液中微藻浓度见表1和图2。在3小时的过滤中，微藻最高浓缩系数达到18倍。通量从300LMH降到235LMH。跨膜压差从0.6巴上升到0.95巴。表1测试二：运行参数:初始跨膜压差0.6巴，错流流速2m/s,初始回收率90％,反脉冲清洗周期为90秒。通量、通量跨膜压差比以及过滤液中和浓缩液中微藻浓度见表2和图3。在3小时的过滤中，微藻最高浓缩系数达到15倍。通量从315LMH上升到355LMH。跨膜压差从0.65巴上升到0.8巴。表2对比测试一和二，可以明显看出测试二在使用反脉冲清洗情况下，膜的通量能很好得以维持，过滤通量跨膜压差比提高将近50％。通过对过滤液中微藻浓度的监测，该膜对微藻的截留率高于97％。通过该工艺浓缩后的微藻浓缩液再通过离心工艺进行深度浓缩，最终产品为干重浓度300g/L微藻浆。经过该陶瓷膜工艺对微藻进行预浓缩，大大降低离心工艺能耗及运行成本。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺，其特征在于：该基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺包括如下步骤：S1：将原料放在原料箱(1)内进行均质和均量调节处理，然后通过进水泵(2)进入循环系统，通过循环泵(3)将原料送至陶瓷膜元件(4)过滤，过滤后的过滤液经过产水端可调节电动阀门(7)返回微藻培养池；S2：过滤后的浓缩液经过浓水端粗调电动阀门(8)和浓水端精调电动阀门(9)进入浓缩液箱，用于下一步离心工艺对其进行深度浓缩；S3：反脉冲锤(5)通过三通电磁阀门(6)控制压缩空气进出，发生高频块脉冲，将小量产生于反脉冲锤内的渗透液反向穿过膜层，从而达到清洗膜层的作用来保持膜的高性能；S4：从膜层被清洗出来的微藻通过浓缩液回流阀(10)回到原料箱(1)进行原料回收。

【技术特征摘要】
1.一种基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺，其特征在于：该基于陶瓷膜技术的高效微藻浓缩工艺包括如下步骤：S1：将原料放在原料箱(1)内进行均质和均量调节处理，然后通过进水泵(2)进入循环系统，通过循环泵(3)将原料送至陶瓷膜元件(4)过滤，过滤后的过滤液经过产水端可调节电动阀门(7)返回微藻培养池；S2：过滤后的浓缩液经过浓水端粗调电动阀门(8)和浓水端精调电动阀门(9)进入浓缩液箱，用于下一步离心工艺对其进行深度浓缩；S3：反脉冲锤(5)通过三通电...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁林峰，褚慧忠，许学锋，常小春，沈强，
申请(专利权)人：浙江太阳石水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33