膜再生制造技术

本发明专利技术提供了一种再生从生产线中移走的污染膜的方法。通过将至少一部分膜浸入到搅拌的酶溶液中再生该膜。所述搅拌由注入到酶溶液中的气体提供并被认为有助于酶溶液中的酶与污垢物接触。本发明专利技术还公开了一种通过所述方法再生的膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及已经使用的污染膜的再生，例如，在食品和/或饮料加工设备例如牛 奶加工设备中已经使用的污染膜的再生。
技术介绍
膜通过作为物理屏障捕获微粒，从而用于从含有微粒的原料供给中分离渗透物。 膜具有渗透侧和截留侧，其中在渗透侧收集渗透物，在截留侧收集包含被膜截留的微粒的 截留物或浓缩物。在跨膜压差的影响下，渗透液滤通过膜。保留在膜的截留侧的微粒可随 时间积聚从而污染膜，最终降低膜的渗透性。任何微粒均可造成膜污染。此外，污染可发生在包括任何孔内面的所有膜表面。膜 污染降低了渗透流量和截盐率，并增加了压差。膜使用至其不再具有所需要的渗透性(通 过通量测定)为止。然而，一旦膜显示通量降低或者跨膜压差增加至不能接受的水平，必须 更换或者清洗膜。不能接受的水平可以是通过，例如内部标准或者工业标准预先测定的任 何水平。膜的更换对工业来说是一项相当大的成本，因为新膜是昂贵的并且在安装新膜时 必须关闭使用膜组件的生产线。此外，在垃圾填埋场处理污染膜的成本很高并且还会产生 环境影响。不是更换膜，而是原位清洗膜，原位清洗通常是指CIP或“在位清洗”。用于从牛奶 加工设备使用的膜中去除污垢物的传统在位清洗(CIP)程序包括停止生产、用水冲洗设 备、使碱溶液循环通过设备与膜接触、用水冲洗设备、使酸溶液循环通过膜和再次用水冲洗 /漂洗设备。碱溶液通常包括烧碱，酸溶液通常是硝酸或者硝酸/磷酸混合物。研究表明， 在生产线中清洗膜能够显示渗透流量增加40%、压差降低38%和截盐率增加3%。酸和/ 或碱清洗被认为溶解或者分解一些污染膜的材料。随后，在冲洗水中这些材料或者污垢物 通过清洗去除。碱清洗使膜遭受高pH，而高pH对膜的寿命和完整性均有影响。此外，即使用其他 CIP清洗方案，在一些情况下不能将膜清洗至需要的规格，即不能将膜的渗透性提高至可接 受的水平。这在连续生产线中布置膜时是一个特别的问题，因为在连续生产线中，来自上游 膜的污垢物能够被阻止在下一个膜上。特别难以去除的污垢物包括脂肪和/或蛋白质材 料，这些物质污染例如在乳品工业中使用的膜。因此，需要一种有效的从污染膜中去除污垢物的程序。在可能的情况下，可将开发 用于牛奶加工厂的此类程序应用于在其他加工设备中使用的膜。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，提供了一种再生污染膜的方法，该方法包括以下步 骤将至少一部分从生产线中移走的污染膜浸泡在酶溶液中；和3向酶溶液中注入气体以搅拌酶溶液；其中，搅拌有助于酶溶液中的酶与污垢物接触。酶溶液可装在罐中或者任何其他适当的容器中。为方便起见，下文指的是罐。向酶溶液中注入气体产生了射流混合效应，认为该射流混合效应有助于酶与污垢 物接触。当酶与污垢物接触时，认为酶溶液中的酶溶解、分解和/或消化至少一部分污垢 物，因此可将污垢物从膜中去除。还认为，搅拌更新了酶的活性表面并因此增加了酶活性。 通过帮助逐出膜中的污垢物和将污垢物分散在大量的酶溶液中，搅拌还有助于去除污垢 物。与缺乏搅拌的相同酶溶液相比，酶溶液的搅拌增加了酶的效率。增加的酶效率可 以通过去除污垢物花费的时间的减少、去除污垢物需要的酶量的减少和/或从污染膜中去 除的污垢物总量的增加来表示。已经发现，在搅拌过程中增加酶溶液的温度有利于促进或 者优化酶活性。本专利技术与CIP方法的不同之处在于，本专利技术是从正常封装膜的生产线中去除膜 的。由于膜处在压力之下，将搅拌应用于在生产线中原位的膜将不具有实用性。在从生产 线中去除膜之前，对膜进行减压。在一个实施例中，该方法包括从生产线中去除膜的步骤。 一旦用该方法再生了膜，其便适合再引入到从其中取出膜的相同或者不同的生产线中。用本方法处理的膜必须能够被再生。由于积聚在表面的污垢物被压实并且损坏了 底部的膜孔结构，因此存在一些不能够被再生的膜。即使一旦从此种膜中去除污垢物，这种 膜也不再能够作为生产线中的过滤或者分隔装置。本领域的技术人员能够识别已被污垢物 不能恢复地损坏的膜。通过违反操作说明使用膜可造成膜损坏。例如，不考虑膜应该承受 的基线温度和压力运行生产线和/或即使通量已降低至超过可接受水平，仍在延长的时间 期限使用膜。与在缺乏搅拌下(例如，当在生产线中连续清洗(CIP)膜时)通过相同的接触膜 的酶溶液所去除的污垢物的量相比，利用本专利技术的方法可以多去除占污染膜重量的5-15% (可能更多)的污垢物。考虑到污垢物，例如脂肪和蛋白质材料是低密度的，这是一种显著 增加的污垢物量。认为再生延长了膜的寿命并且增加了膜的性能。还认为本专利技术的方法延长了在膜 清洗之间需要的时间，其降低了直接劳动成本。具体实施例方式本专利技术的方法特别适用于乳品工业中使用的膜的再生，例如那些用于牛奶、奶酪、 酸奶或奶油加工设备中的膜的再生。然而，来自其他行业的由难以通过传统的CIP方法去 除的材料污染的膜能够通过本专利技术的方法再生。例如，在酿造工业中使用的被酵母细胞污 染的膜、在污水工业中使用的被生物材料和/或细菌污染的膜，或者用于加工不含酒精的 饮料或酒精饮料例如葡萄酒的膜。特别参照在牛奶加工设备中使用的膜来描述本专利技术的实 施例，但本专利技术不限于此。一些污垢物可能导致膜的脱色。这种情况可能发生在例如葡萄酒工业中，在葡萄 酒工业中进料中的单宁使膜表面着色。希望与污垢物本身一起去除变色。去除变色可能具 有商业优势，因为变色的膜可被视为受到污染即使表面未受污染。为了再生膜，从生产线中去除膜，该生产线可能包括一系列压力容器。当用于食品 应用时可由不锈钢制造压力容器，或者用于水处理应用时可由玻璃纤维制造压力容器。容 器可配置为每个容器封装例如三至五个膜组件。通过首先使封装有膜的压力容器减压并在 随后去除膜的方法可去除每个膜。从容器中彻底地去除膜并在单独的未与生产线处于液体 连通状态的罐中处理膜。任选地，在远离生产线的非现场去除并再生膜。当膜的渗透性(通量)下降至可接受的水平以下或者自膜的首次使用经过了一段 时间时，通常用本方法从生产线中去除膜并对其进行处理。膜的大概寿命范围取决于应用 类型和使用的运行时间。在乳制品应用中，通常每两个时期(18个月)或者当膜不能输送 60%的正常渗透性(测定为未使用过的膜的渗透性)时更换一次膜。然而，当在膜的表面 有任何数量的污垢物时，通过本方法能够再生膜。该方法可用于再生任何类型的膜，例如微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)或者反渗 透(RO)膜。该方法对于再生具有高组装密度、低成本和耐高压操作的螺旋缠绕式膜特别有 用。螺旋缠绕式膜是缠绕成螺旋配置的平板膜。穿过膜时有压差，该压差引起一些液体通 过膜，而剩余液体继续穿过膜表面。由于这些膜的配置，当与不能够反洗这些膜的事实结合 时，具有与保持膜表面清洁相关的特殊困难，这意味着它们仅在特定的应用中得到正常使 用。当螺旋缠绕式膜被封装在生产线中时，很难从螺旋缠绕式膜中移除污垢物，因为从该系 列中的第一个膜中释放出的污垢物碎片流入下游的膜中。从生产线中去除膜以单独地清洗 它们缓解或者至少减少了该问题。一旦去除膜，便可至少部分地将膜浸入酶溶液中。酶溶液可装于罐中或者任何其 他能够容纳酶溶液的容器中。可将膜部分地或者全部地浸入到罐中以便酶溶液与至少一部 分污垢物接触。酶溶液中的酶将仅对浸入其中的部分膜起作用。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种再生污染膜的方法，所述方法包括以下步骤：将至少一部分从生产线中移走的污染膜浸入酶溶液中；和向酶溶液中注入气体以搅拌酶溶液；其中，所述搅拌有助于酶溶液中的酶与污垢物接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】AU 2008-1-16 2008900207一种再生污染膜的方法，所述方法包括以下步骤将至少一部分从生产线中移走的污染膜浸入酶溶液中；和向酶溶液中注入气体以搅拌酶溶液；其中，所述搅拌有助于酶溶液中的酶与污垢物接触。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从生产线中移走膜的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法进一步包括从酶溶液中移走膜和使 膜经受一个或多个清洗步骤以去除任何残留污垢物的步骤。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述一个或多个清洗步骤包括在CIP方法中使酸 和/或碱溶液流经膜。5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述方法进一步包括测定污染膜上的 污垢物的成分和选择靶向所述污垢物的酶的步骤。6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，酶溶液中的酶选自蛋白酶、脂肪酶、淀 粉酶和纤维素酶中的一种或多种。7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，在搅拌之前和/或搅拌过程中增加所...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿奈艾丽斯马卡尔蒂托苏尼安，
申请(专利权)人：澳大利亚澳瑞凯有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]