[發(fā)明專(zhuān)利]一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離方法與系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010843545.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111957209A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏新林;程利增;王元鳳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);上海師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D61/14
• 分類(lèi)號(hào): B01D61/14
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 許耀

1.一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離系統(tǒng)，其特征在于，該分離系統(tǒng)由真空泵、螺旋式微濾單元以及多個(gè)螺旋式超濾單元組成，其連接方式如下：

所述的螺旋式微濾單元及多個(gè)螺旋式超濾單元依次串聯(lián)，螺旋式微濾單元和螺旋式超濾單元分別具有螺旋式微濾組件和螺旋式超濾組件，且均具有貯液罐，螺旋式微濾組件和螺旋式超濾組件均設(shè)置有抽氣口和出液口，真空泵與各單元的抽氣口分別連接，某一單元的出液口通過(guò)出液泵與下一單元的貯液罐連接，最后一個(gè)單元的出液口連接有終級(jí)貯液罐；

所述的螺旋式微濾組件內(nèi)部設(shè)置有螺旋式微濾膜管，螺旋式微濾單元的貯液罐通過(guò)進(jìn)液泵與螺旋式微濾膜管的膜管進(jìn)液口連接，向螺旋式微濾膜管輸送待分離液，螺旋式微濾膜管的膜管出液口通過(guò)出液泵向下一單元的貯液罐輸送透過(guò)液；

所述的螺旋式超濾組件內(nèi)部設(shè)置有螺旋式超濾膜管，每個(gè)螺旋式超濾單元的貯液罐通過(guò)進(jìn)液泵與螺旋式超濾膜管的膜管進(jìn)液口連接，向螺旋式超濾膜管輸送待分離液，螺旋式超濾膜管的膜管出液口通過(guò)出液泵向下一單元的貯液罐輸送透過(guò)液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離系統(tǒng)，其特征在于，所述的螺旋式微濾膜管和螺旋式超濾膜管均采用螺旋形管道設(shè)計(jì)，用以增加膜管長(zhǎng)度和膜分離面積，且利用待分離液流經(jīng)螺旋形管道產(chǎn)生的離心力會(huì)將孔徑小的分子甩出螺旋形管道而實(shí)現(xiàn)快速分離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離系統(tǒng)，其特征在于，螺旋式微濾單元及多個(gè)螺旋式超濾單元串聯(lián)設(shè)置，用以對(duì)某一級(jí)分單獨(dú)膜分離，或?qū)Χ鄠€(gè)級(jí)分同時(shí)膜分離，實(shí)現(xiàn)從復(fù)雜的混合液到目標(biāo)成分的一步分離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離系統(tǒng)，其特征在于，螺旋式微濾組件和螺旋式超濾組件的抽氣口均位于頂部，通過(guò)將螺旋式微濾組件和螺旋式超濾組件的抽氣口與真空泵連接，使螺旋式微濾組件和螺旋式超濾組件內(nèi)部處于減壓或真空環(huán)境，膜管兩側(cè)產(chǎn)生的壓力差為待分離液的分離提供動(dòng)力，克服濃差極化現(xiàn)象，提高膜通量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離方法，其特征在于，所述的分離系統(tǒng)具有一個(gè)螺旋式微濾單元和兩個(gè)螺旋式超濾單元，所述的螺旋式微濾膜管的孔徑為0.1-75μm；第一個(gè)螺旋式超濾單元的螺旋式超濾膜管的截留分子量為5.0-50KDa；第二個(gè)螺旋式超濾單元的螺旋式超濾膜管的截留分子量為0.5-5.0KDa。

6.一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1～5任一所述的系統(tǒng)，包括以下過(guò)程：

1)調(diào)節(jié)待分離溶液pH，離心，上清液置于螺旋式微濾單元的貯液罐中；

2)打開(kāi)螺旋式微濾單元的進(jìn)液泵，將該單元貯液罐中的待分離液泵入螺旋式微濾組件的螺旋式微濾膜管中；關(guān)閉出液泵，打開(kāi)真空泵，對(duì)待分離液進(jìn)行減壓或真空微濾分離；

3)螺旋式微濾膜管內(nèi)的截留液流回螺旋式微濾單元的貯液罐；打開(kāi)出液泵，透過(guò)液則進(jìn)入第一個(gè)螺旋式超濾單元的貯液罐，并作為第一個(gè)螺旋式超濾單元的待分離液，參照螺旋式微濾單元進(jìn)行超濾分離，直至最后一個(gè)螺旋式超濾單元的螺旋式超濾膜管的透過(guò)液進(jìn)入終級(jí)貯液罐。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離方法，其特征在于，所述的待分離液包括植物浸提液或微生物發(fā)酵液；pH調(diào)節(jié)至4-10，離心轉(zhuǎn)速為1000-10000r/min，離心時(shí)間為10-30min。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離方法，其特征在于，所述的真空泵為螺旋式微濾組件和螺旋式超濾組件內(nèi)部提供0.01-0.30MPa的負(fù)壓環(huán)境。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離方法，其特征在于，當(dāng)螺旋式微濾組件和螺旋式超濾組件的透過(guò)液在液面線以下，出液泵關(guān)閉；反之，當(dāng)螺旋式微濾組件和螺旋式超濾組件的透過(guò)液超過(guò)液面線，出液泵打開(kāi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種螺旋式微濾超濾連續(xù)分離方法，其特征在于，螺旋式微濾膜管和螺旋式超濾膜管內(nèi)的截留液流回貯液罐，在進(jìn)液泵的作用下于螺旋式微濾膜管和螺旋式超濾膜管內(nèi)分別反復(fù)微濾和超濾；而螺旋式微濾膜管和螺旋式超濾膜管內(nèi)的透過(guò)液則進(jìn)入下一級(jí)膜分離，依次如此膜分離，直至最后一個(gè)螺旋式超濾單元的透過(guò)液進(jìn)入終級(jí)貯液罐。