一种鲜奶陶瓷膜微滤处理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种鲜奶陶瓷膜微滤处理系统，具备：用于储存牛奶的平衡罐；用于在系统中输送牛奶的动力模块；利用陶瓷膜对牛奶进行陶瓷膜微滤的陶瓷膜模块；控制陶瓷膜的浓缩侧压力及渗透侧压力的跨膜压差控制模块；以及调控鲜奶陶瓷膜微滤处理系统内的温度的温控模块。

【技术实现步骤摘要】
一种鲜奶陶瓷膜微滤处理系统
本技术涉及乳品生产领域，具体地，涉及一种鲜奶陶瓷膜微滤处理系统。
技术介绍
目前实用的微滤陶瓷膜处理牛奶工艺主要如下：牛奶经过简易分离后，加热到50-55℃后直接进入到微滤陶瓷膜模块中，通过微滤陶瓷膜的分离作用，去除牛奶中的菌体、体细胞等大颗粒物质。在微滤模块控制上，模块采用浓缩侧压力传感器、进口温度传感器、进出口电磁流量计、循环泵变频器来进行调控。这种方式具有压力、温度及流量实时监控能确保系统的处理量及人身和设备的安全等优点的同时，还存在如下问题：1）膜元件的浓差极化始终处于一个很高的水平；2）陶瓷微滤膜表面容易形成二次污染膜层，影响整体微滤系统的处理量；3）随着处理量的降低，迫使不断增加压力，从而部分污染物因为压力的原因而进入到膜结构内，从而造成更严重的污染；4）系统处理量随着运行时间延长会产生下滑严重；5）频繁的CIP（CleanInPlace；原位清洗）清洗，造成大量的清洗废水产生；6）系统使用寿命只有1-2年左右。
技术实现思路
技术要解决的问题：鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种鲜奶陶瓷膜微滤处理系统，能根据系统生产过程中的压力差进行联动调控，降低整个系统中的陶瓷微滤膜浓差极化，使其始终处于最小，避免陶瓷膜表面形成二次污染层，降低膜孔径污堵的可能性，使其始终处于一个恒定的流量，减少清洗频次和难度，延长整个系统使用寿命。解决问题的技术手段：为解决上述问题，本技术提供一种鲜奶陶瓷膜微滤处理系统，具备：用于储存牛奶的平衡罐；用于在系统中输送牛奶的动力模块；利用陶瓷膜对牛奶进行陶瓷膜微滤的陶瓷膜模块；控制所述陶瓷膜的浓缩侧压力及渗透侧压力的跨膜压差（TMP）控制模块；以及调控所述鲜奶陶瓷膜微滤处理系统内的温度的温控模块。也可以是，本技术中，所述跨膜压差控制模块包括：设置于与所述陶瓷膜模块的浓缩侧出口相连的浓缩液管路上的用于监控浓缩侧压力的浓缩侧压力传感器和用于调节浓缩侧压力的浓缩侧调节阀；设置于与所述陶瓷膜模块的渗透侧出口相连的渗透液管路上的用于监控渗透侧压力的渗透侧压力传感器和用于调节渗透侧压力的渗透侧调节阀；设置于所述渗透液管路上的用于监控渗透液流量的渗透侧流量计；以及控制装置，所述控制装置以所述渗透液流量在规定的流量阈值以上的形式，并且以跨膜压差维持在规定值以下的形式控制所述浓缩侧调节阀及所述渗透侧调节阀，所述跨膜压差为所述浓缩侧压力传感器与所述渗透侧压力传感器的检测值的差值。由此，能在维持处理量的同时有效地控制浓缩侧压力与渗透侧压力，降低膜面的浓差极化。也可以是，本技术中，所述动力模块包括将牛奶从所述平衡罐泵出的供料泵和向所述陶瓷膜供给牛奶的循环泵。也可以是，本技术中，所述温控模块包括：用于提升所述鲜奶陶瓷膜微滤处理系统内温度的加热换热器；以及用于使所述鲜奶陶瓷膜微滤处理系统内恒温的冷却换热器。由此，能确保牛奶的成分不会因受热而遭到破坏。也可以是，本技术中，还具有用于对所述鲜奶陶瓷膜微滤处理系统进行原位清洗（CIP）的原位清洗管路。也可以是，本技术中，在所述原位清洗期间所述跨膜压差控制模块始终处于工作状态。也可以是，本技术中，所述规定值的范围为0.5-1bar。技术效果：如以上说明，根据本技术，能在保证稳定的处理量的同时利用TMP控制模块实现膜面浓差极化可控性，降低污染，能使产品品质更稳定，处理量更均匀，还能降低CIP清洗频率，特别是反冲洗的频率，降低清洗水排放，增加环保效益，延长整个系统的运行使用寿命。附图说明图1是根据本技术一实施形态的鲜奶陶瓷膜微滤处理系统的结构示意图；图2是示出跨膜压差控制模块执行的控制的流程图；图3是示出陶瓷膜微滤的压力分布的图，其中（a）是示出传统陶瓷膜微滤的压力分布的图，（b）是示出本技术的TMP陶瓷膜微滤的压力分布的图；符号说明：1、鲜奶陶瓷膜微滤处理系统；2、平衡罐；4、陶瓷膜模块；5、TMP控制模块；3-1、供料泵；3-2、循环泵；5-1、浓缩侧压力传感器；5-2、渗透侧压力传感器；5-3、浓缩侧调节阀；5-4、渗透侧调节阀；5-5、渗透侧流量计；5-6、控制装置；6-1、加热换热器；6-2、冷却换热器。具体实施方式以下结合附图和下述实施方式进一步说明本技术，应理解，附图和下述实施方式仅用于说明本技术，而非限制本技术。在此公开一种能实现膜面浓差极化可控性、降低污染的鲜奶陶瓷膜微滤处理系统。本技术的鲜奶陶瓷膜微滤处理系统可用于鲜奶低温生产，牛奶常温除菌。图1是根据本技术一实施形态的鲜奶陶瓷膜微滤处理系统的结构示意图。如图1所示，本实施形态的鲜奶陶瓷膜微滤处理系统（以下简称为系统）1具备：平衡罐2、动力模块、陶瓷膜模块4、TMP控制模块5以及温控模块。平衡罐2主要作用是储存牛奶，为整个鲜奶陶瓷膜微滤处理系统提供稳定的供料环境，防止因前段供料不稳定从而对系统造成影响。平衡罐设有清洗的洗球用于正常生产后的清洗，同时罐体安装有液位监控装置，随时对生产及CIP过程中的液位进行实时监控。当平衡罐2内牛奶液位超过低液位后，系统开始可以启动，微滤处理开始。动力模块主要作用是输送牛奶，向牛奶提供流速使其在系统中流动。动力模块包括供料泵3-1和循环泵3-2。供料泵3-1设置于平衡罐2的下游侧，用于将牛奶输送至陶瓷膜模块4，提供过滤所需的压力。循环泵3-2为高压循环泵，设置于比供料泵3-1靠近下游侧处，主要用于向陶瓷膜模块4中的陶瓷膜元件的膜面提供过滤所需的表面流速（切向流速），同时也提供过滤所需的压力。由供料泵3-1输送过来的牛奶经由循环泵3-2抽取后，输送至陶瓷膜模块4，再经由温控模块中的冷却换热器6-2控温后再返回至循环泵3-2，由此实现整个循环过滤的作用。陶瓷膜模块4对牛奶进行陶瓷膜微滤，主要作用是除去牛奶中诸如细菌、体细胞等大分子物质。陶瓷膜模块4设置于比循环泵3-2靠近下游测处，陶瓷膜模块4由卫生级不锈钢膜壳组件、陶瓷膜元件及食品级密封件组成，其中陶瓷膜元件以并联的形式安装在不锈钢膜壳内，不锈钢膜壳组件则根据实际的处理量要求，以串并联形式组成陶瓷膜模块4。陶瓷膜模块技术可采用现有的微滤过滤技术，采用切向过滤的形式去除牛奶中诸如细菌、体细胞等大分子物质。本实施形态中，陶瓷膜模块4具有一个入口和两个出口（第一出口与第二出口）。陶瓷膜模块4的入口与循环泵3-2的出口相连，输入有待陶瓷膜模块4处理的物料（即用于供陶瓷膜过滤的牛奶）。两个出口分别与TMP控制模块5的渗透侧调节阀5-4和冷却换热器6-2相连。具体地，位于渗透侧的第一出口与渗透液管路相连，渗透液管路是陶瓷膜模块4中所有组件的渗透液的汇总管路。由陶瓷膜模块4处理完毕的产品从第一出口流入渗透液管路，经过TMP控制模块5的渗透侧调节阀5-4输送至渗透液出口。位于浓缩侧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鲜奶陶瓷膜微滤处理系统，其特征在于，/n具备：/n用于储存牛奶的平衡罐；/n用于在系统中输送牛奶的动力模块；/n利用陶瓷膜对牛奶进行陶瓷膜微滤的陶瓷膜模块；/n控制所述陶瓷膜的浓缩侧压力及渗透侧压力的跨膜压差控制模块；以及/n调控所述鲜奶陶瓷膜微滤处理系统内的温度的温控模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种鲜奶陶瓷膜微滤处理系统，其特征在于，
具备：
用于储存牛奶的平衡罐；
用于在系统中输送牛奶的动力模块；
利用陶瓷膜对牛奶进行陶瓷膜微滤的陶瓷膜模块；
控制所述陶瓷膜的浓缩侧压力及渗透侧压力的跨膜压差控制模块；以及
调控所述鲜奶陶瓷膜微滤处理系统内的温度的温控模块。


2.根据权利要求1所述的鲜奶陶瓷膜微滤处理系统，其特征在于，
所述跨膜压差控制模块包括：
设置于与所述陶瓷膜模块的浓缩侧出口相连的浓缩液管路上的用于监控浓缩侧压力的浓缩侧压力传感器和用于调节浓缩侧压力的浓缩侧调节阀；
设置于与所述陶瓷膜模块的渗透侧出口相连的渗透液管路上的用于监控渗透侧压力的渗透侧压力传感器和用于调节渗透侧压力的渗透侧调节阀；
设置于所述渗透液管路上的用于监控渗透液流量的渗透侧流量计；以及
控制装置，所述控制装置以所述渗透液流量在规定的流量阈值以上的形式，并且以跨膜压差维持在规定值以下的形式控制所述浓缩侧调节阀及所述渗透侧调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，
申请(专利权)人：斯必克上海流体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31