[發(fā)明專利]膜再生

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980102044.2
• 申請(qǐng)日: 2009-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN101918118A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿奈·艾麗斯·馬卡爾蒂-托蘇尼安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 澳大利亞澳瑞凱有限公司
• 主分類號(hào): B01D65/02
• 分類號(hào): B01D65/02;B01D65/06;B01D65/08
• 代理公司: 北京乾誠五洲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11042
• 代理人: 付曉青;李廣文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及已經(jīng)使用的污染膜的再生，例如，在食品和/或飲料加工設(shè)備例如牛奶加工設(shè)備中已經(jīng)使用的污染膜的再生。

背景技術(shù)

膜通過作為物理屏障捕獲微粒，從而用于從含有微粒的原料供給中分離滲透物。膜具有滲透側(cè)和截留側(cè)，其中在滲透側(cè)收集滲透物，在截留側(cè)收集包含被膜截留的微粒的截留物或濃縮物。在跨膜壓差的影響下，滲透液濾通過膜。保留在膜的截留側(cè)的微粒可隨時(shí)間積聚從而污染膜，最終降低膜的滲透性。

任何微粒均可造成膜污染。此外，污染可發(fā)生在包括任何孔內(nèi)面的所有膜表面。膜污染降低了滲透流量和截鹽率，并增加了壓差。膜使用至其不再具有所需要的滲透性(通過通量測定)為止。然而，一旦膜顯示通量降低或者跨膜壓差增加至不能接受的水平，必須更換或者清洗膜。不能接受的水平可以是通過，例如內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)或者工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)先測定的任何水平。

膜的更換對(duì)工業(yè)來說是一項(xiàng)相當(dāng)大的成本，因?yàn)樾履な前嘿F的并且在安裝新膜時(shí)必須關(guān)閉使用膜組件的生產(chǎn)線。此外，在垃圾填埋場處理污染膜的成本很高并且還會(huì)產(chǎn)生環(huán)境影響。

不是更換膜，而是原位清洗膜，原位清洗通常是指CIP或“在位清洗”。用于從牛奶加工設(shè)備使用的膜中去除污垢物的傳統(tǒng)在位清洗(CIP)程序包括：停止生產(chǎn)、用水沖洗設(shè)備、使堿溶液循環(huán)通過設(shè)備與膜接觸、用水沖洗設(shè)備、使酸溶液循環(huán)通過膜和再次用水沖洗/漂洗設(shè)備。堿溶液通常包括燒堿，酸溶液通常是硝酸或者硝酸/磷酸混合物。研究表明，在生產(chǎn)線中清洗膜能夠顯示：滲透流量增加40％、壓差降低38％和截鹽率增加3％。酸和/或堿清洗被認(rèn)為溶解或者分解一些污染膜的材料。隨后，在沖洗水中這些材料或者污垢物通過清洗去除。

堿清洗使膜遭受高pH，而高pH對(duì)膜的壽命和完整性均有影響。此外，即使用其他CIP清洗方案，在一些情況下不能將膜清洗至需要的規(guī)格，即不能將膜的滲透性提高至可接受的水平。這在連續(xù)生產(chǎn)線中布置膜時(shí)是一個(gè)特別的問題，因?yàn)樵谶B續(xù)生產(chǎn)線中，來自上游膜的污垢物能夠被阻止在下一個(gè)膜上。特別難以去除的污垢物包括脂肪和/或蛋白質(zhì)材料，這些物質(zhì)污染例如在乳品工業(yè)中使用的膜。

因此，需要一種有效的從污染膜中去除污垢物的程序。在可能的情況下，可將開發(fā)用于牛奶加工廠的此類程序應(yīng)用于在其他加工設(shè)備中使用的膜。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種再生污染膜的方法，該方法包括以下步驟：

將至少一部分從生產(chǎn)線中移走的污染膜浸泡在酶溶液中；和

向酶溶液中注入氣體以攪拌酶溶液；

其中，攪拌有助于酶溶液中的酶與污垢物接觸。

酶溶液可裝在罐中或者任何其他適當(dāng)?shù)娜萜髦小榉奖闫鹨姡挛闹傅氖枪蕖?/p>

向酶溶液中注入氣體產(chǎn)生了射流混合效應(yīng)，認(rèn)為該射流混合效應(yīng)有助于酶與污垢物接觸。當(dāng)酶與污垢物接觸時(shí)，認(rèn)為酶溶液中的酶溶解、分解和/或消化至少一部分污垢物，因此可將污垢物從膜中去除。還認(rèn)為，攪拌更新了酶的活性表面并因此增加了酶活性。通過幫助逐出膜中的污垢物和將污垢物分散在大量的酶溶液中，攪拌還有助于去除污垢物。

與缺乏攪拌的相同酶溶液相比，酶溶液的攪拌增加了酶的效率。增加的酶效率可以通過去除污垢物花費(fèi)的時(shí)間的減少、去除污垢物需要的酶量的減少和/或從污染膜中去除的污垢物總量的增加來表示。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在攪拌過程中增加酶溶液的溫度有利于促進(jìn)或者優(yōu)化酶活性。

本發(fā)明與CIP方法的不同之處在于，本發(fā)明是從正常封裝膜的生產(chǎn)線中去除膜的。由于膜處在壓力之下，將攪拌應(yīng)用于在生產(chǎn)線中原位的膜將不具有實(shí)用性。在從生產(chǎn)線中去除膜之前，對(duì)膜進(jìn)行減壓。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括從生產(chǎn)線中去除膜的步驟。一旦用該方法再生了膜，其便適合再引入到從其中取出膜的相同或者不同的生產(chǎn)線中。

用本方法處理的膜必須能夠被再生。由于積聚在表面的污垢物被壓實(shí)并且損壞了底部的膜孔結(jié)構(gòu)，因此存在一些不能夠被再生的膜。即使一旦從此種膜中去除污垢物，這種膜也不再能夠作為生產(chǎn)線中的過濾或者分隔裝置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠識(shí)別已被污垢物不能恢復(fù)地?fù)p壞的膜。通過違反操作說明使用膜可造成膜損壞。例如，不考慮膜應(yīng)該承受的基線溫度和壓力運(yùn)行生產(chǎn)線和/或即使通量已降低至超過可接受水平，仍在延長的時(shí)間期限使用膜。

與在缺乏攪拌下(例如，當(dāng)在生產(chǎn)線中連續(xù)清洗(CIP)膜時(shí))通過相同的接觸膜的酶溶液所去除的污垢物的量相比，利用本發(fā)明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。考慮到污垢物，例如脂肪和蛋白質(zhì)材料是低密度的，這是一種顯著增加的污垢物量。