一种带超声波防膜污染的膜分离设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带超声波防膜污染的膜分离设备，它是将纳滤膜组件置于超声箱体中，超声箱体一端下部连接超声水介质进口，另一端上部连接超声水介质出口，超声箱体外表面为六面柱状体外表面，外表面紧密连接超声换能器振子，由于超声的机械作用、空化作用、微射流作用，使料液中大分子不易沉降在纳滤膜，不易阻塞纳滤膜，超声频率为２０ｋＨｚ－２００ｋＨｚ，超声声强０．１～２０００Ｗ／ｃｍ２，可用单频超声或双频超声或多频超声处理。本实用新型专利技术纳滤膜耐污染强，纳滤效果好，延长了纳滤膜的使用寿命，现场安全、卫生、可靠、无二次污染，分离过程中无溶出物产生，符合环保要求。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及膜分离领域，特别涉及一种超声波防膜污染的膜分离设备。
技术介绍
纳滤技术是20世纪80年代末期发展起来的一种新的膜分离技术，截留相对分子 质量(丽C0)在200-1000之间，可以截留低分子有机物和多价盐，而滤过水或其他小分子有 机溶剂，因其在常温下进行，无化学反应，无相变，不破坏生物活性，縮短浓縮时间，降低生 产成本，因而在制药工业中的应用正日益广泛，是浓縮中药提取液的理想技术。 中药提取液中各类成分众多，因含有悬浮颗粒及淀粉、蛋白质、糖类、鞣质等大分 子易阻塞滤膜，造成膜污染，减少有效的膜孔径数量或孔径，导致膜通量下降，膜使用寿命 縮短，严重影响了膜滤的工作效率和经济效益。膜污染是制约膜分离技术应用于中药的重 要原因。 目前膜的清洗方法有物理方法和化学方法两种，其中物理方法如水力学清洗方法 只适用于微滤膜和疏松的超滤膜，大多数情况下仍需化学清洗，在膜使用一定时间后，需加 入各种化学药剂对膜内的污垢进行清洗，清洗过后，虽然在短时期内对膜通量的恢复具有 一定效果，但也同时带来了二次污染，且对膜本身造成了一定程序的损害，导致最终清洗周 期越来越短，直接縮短了膜的使用寿命。膜的化学清洗方法，在化学清洗后使膜通量得到一 定程序恢复的同时，也对膜造成了不可恢复的损伤，大大縮短了膜的使用寿命，物理清洗和 化学清洗都是在膜已经受到污染的情况下，采取的补救措施，同时膜的频繁清洗和更换，使 生产效率降低和成本升高，这些问题都制约着膜分离技术的工业化应用。 中国专利公开号为CN2669966Y的技术专利"带超声清洗的膜分离设备"公 开了如下技术特征在常规膜分离设备的膜管的外壳外面设置有超声波探头，且距离膜分 离设备的膜管的外壳0-50cm。超声频率为16.5-100KHZ，按膜分离设备外壳每平方米容积 输出功率为2-15kw。该技术采用超声波探头方式直接设于膜管的外壳外面，具有以下 两大缺点第一是超声波能量分散不均匀，超声波能量主要集中于超声探头附近，而其它地 方，则几乎无超声波作用。第二是超声波探头作用时必需处于液体介质，如无液体介质，无 法把超声波探头上的能量进行传递，导致超声波马上损坏。因此该技术中的超声清洗效果 不可行。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种带超声波防膜污染的膜分离设备，该设备能更有效 解决膜污染、堵塞等膜性能变化问题，同时能大大增加过滤效果，减少膜的清洗周期，延长 膜的使用寿命。 为了实现上述技术问题，本技术包括如下技术特征一种带超声波防膜污染 的膜分离设备，包括超声换能器振子、纳滤膜组件、料液进口、浓縮液出口和透析液出口 ；料 液由料液进口进入纳滤膜组件后，一部分以透析液形式通过纳滤膜由透析液出口流出，另一部分则以脱去透析液的浓縮液形式由浓縮液出口流出；还包括超声箱体，所述超声箱体 外壁设有超声换能振子；超声箱体内设纳滤膜组件；超声箱体设有超声水介质入口和超声 水介质出口。 更进一步的，为了增加超声振动的振子数量和振动角度，所述超声箱体外表面为 六面柱状体外表面，每个外表面上均紧贴设有超声换能振子。 更进一步的，为了使超声水介质缓慢充满于超声箱体内，所述超声水介质入口设 于超声箱体一端下部，超声水介质出口设于超声箱体另一端上部。 更进一步的，所述超声频率为20kHz 200kHz ，超声声强0. 1 2000W/cm2 ;超声 振动模式为单频超声、双频超声或多频超声。 本技术的超声换能器振子设于超声箱体外壁上，通过超声水介质作用于纳滤 膜组件内的料液，有以下两个优点第一，超声水介质循环作用，可以保持水介质温度恒定， 防止超声长时间作用，而引起温度升高，对膜组件或料液有影响；第二，此种结构下的超声 效果更加的均匀和明显，是一种能基于超声的机械振动、空化作用及微射流在滤膜表面产 生高剪切力的新型、高效的动态膜分离技术。与现有技术相比，还具有如下有益效果 1.超声纳滤技术浓縮效率高，由于浓縮过程不需要加热，可快速处理料液，因此节 能、环保。 2.无需加热浓縮，药效成分不被破坏，特别适合于热敏性物料。 3、不需要添加有机试剂，避免对过滤液或浓縮液造成污染，过滤前后料液不发生任何化学变化，尤其适合稳定性差的物质的分离纯化。 4、由于超声波振动产生的高剪切力，可防止膜表面形成凝胶层，减少膜的清洗和 延长膜使用寿命，节约膜维护的支出； 5.简化工艺，縮短周期，生产工序简单，周期短，效率高，成本低，能耗低，安全指数 高。附图说明图1为本技术的结构示意图； 图2为本技术的截面示意图。具体实施方式参照图1和图2，一种超声波防膜污染的膜分离设备，包括超声换能器振子3、纳 滤膜组件8、料液进口 1、浓縮液出口 5和透析液出口 6 ;料液由料液进口 1进入纳滤膜组件 8后，一部分以透析液形式通过纳滤膜由透析液出口 6流出，另一部分则以脱去透析液的浓 縮液形式由浓縮液出口 5流出；本技术还包括超声箱体2，所述超声箱体2外壁设有超 声换能振子3 ;超声箱体2内设纳滤膜组件8 ;超声箱体2设有超声水介质入口 7和超声水 介质出口 4。超声箱体2外表面为六面柱状体外表面，每个外表面上均紧贴设有超声换能振 子3。所述超声水介质入口 7设于超声箱体2 —端下部，超声水介质出口 4设于超声箱体2 另一端上部。 工作时，料液从超声箱体左侧料液进口 1流入，浓縮液从超声箱体右侧浓縮液出 口 5流出，透析液从超声箱体右侧下部透析液出口 6流出，超声换能器振子发出的超声能量传输到纳滤膜组件8，料液一部分以透析液形式通过纳滤膜，另一部分则以脱去透析液的浓 縮液形式流回到料液储液槽中，继续循环纳滤。在纳滤过程中，超声换能器振子3产生超声 波，超声的机械振动及剪切力使膜表面的微粒、凝胶物质被悬浮而被浓縮液带走，同时使料 液中的大分子物质很难在膜表面形成凝胶层，可有效减少膜表面的浓度极化和吸附累积， 提高膜抗堵塞和污染能力。 本技术的工作原理为当进行纳滤时，先打开超声水介质进口 7，充入一定温 度(15 50°C)的循环水，循环水从水介质出口 4循环流出，然后使料液由料液进口 l流 入纳滤膜分离器中，开启单频超声或双频超声或三频超声，优选为三频超声；设定超声频率 为20kHz 40kHz，优选为20kHz ;设定超声声强0. 1 2000W/cm2，优选为超声声强100W/ cm2 ;设定循环水温度15 5(TC，优选为循环水温度3(TC。浓縮液从超声箱体右侧浓縮液 出口 5流出，透析液从超声箱体右侧下部透析液6出口流出，超声换能器振子发出的超声能 量传输到纳滤中的膜组件，料液一部分以透析液形式通过纳滤膜，另一部分则以脱去透析 液的浓縮液形式流回到料液储液槽中，继续循环纳滤。在纳滤过程中，超声换能器振子产生 超声波，超声的机械振动及剪切力使膜表面的微粒、凝胶物质被悬浮而被浓縮液带走，同时 使料液中的大分子物质很难在膜表面形成凝胶层，可有效减少膜表面的浓度极化和吸附累 积，提高膜抗堵塞和污染能力。 本技术应用于中药制剂生产中具有很大的优势，在提高生产效率，降低环境 污染、减少能耗、提高中药制剂的质量，减少服用剂量等方面起到了积极的作用，具有良好 的应用前景。而且超声纳滤应用范围很本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带超声波防膜污染的膜分离设备，包括超声换能器振子（３）、纳滤膜组件（８）、料液进口（１）、浓缩液出口（５）和透析液出口（６）；料液由料液进口（１）进入纳滤膜组件（８）后，一部分以透析液形式通过纳滤膜由透析液出口（６）流出，另一部分则以脱去透析液的浓缩液形式由浓缩液出口（５）流出；其特征在于：还包括超声箱体（２），所述超声箱体（２）外壁设有超声换能振子（３）；超声箱体（２）内设纳滤膜组件（８）；超声箱体（２）设有超声水介质入口（７）和超声水介质出口（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜松，曾荣华，叶健文，黄翔，罗爱勤，赵向勇，
申请(专利权)人：广州汉方现代中药研究开发有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[]