[發明專利]一種螺旋式微濾超濾連續分離方法與系統

在審

• 申請號: 202010843545.4
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111957209A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 魏新林;程利增;王元鳳
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海師范大學
• 主分類號: B01D61/14
• 分類號: B01D61/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 許耀

本發明涉及天然成分分離領域，尤其是涉及一種螺旋式微濾超濾連續分離方法與系統，該分離系統由真空泵、螺旋式微濾單元以及多個螺旋式超濾單元組成，螺旋式微濾單元和多個螺旋式超濾單元依次串聯，真空泵提供負壓或真空環境。與現有技術相比，本發明中微濾和超濾膜管采用螺旋形管道設計，既可極大增加膜管長度和膜分離面積，又可利用待分離液在螺旋形回路中流動產生的離心力，將小孔徑分子快速甩出，實現高效分離；微濾組件和超濾組件與真空泵相連，使其內部處于減壓或真空環境，半透膜兩側產生的壓力差為溶液的分離提供動力，克服濃差極化現象，提高膜通量；微濾單元與多個超濾單元串聯，可以對某個級分單獨膜分離，也可對多個級分同時膜分離。

技術領域

本發明涉及天然成分分離領域，尤其是涉及一種螺旋式微濾超濾連續分離方法與系統。

背景技術

分離純化是天然成分或功能成分研究的重要環節，其技術決定分離純化效率及目標產物的純度。

膜技術于上世紀50年代初因海水淡化而發展，目前該技術已成為一項新興的用于澄清、分離、除菌和濃縮等方面的綠色和節能技術。膜分離技術具有能耗低、適合熱敏性物質分離、沒有二次污染等優點。但是，申請人發現，現有的膜分離裝置或工藝存在以下問題：1)現有微濾超濾裝置多為柱式設計，膜管道短、有效膜分離面積有限，造成膜分離效果不佳，如實用新型專利CN210559530 U公開了一種柱式超濾膜設備、實用新型專利CN206519045 U公開了一種卷式超濾膜過濾裝置；2)現有的膜分離工藝，由于濃差極化現象會產生較多的截留液。本發明與現有膜分離裝置或系統相比，具有以下創新性和先進性：1)微濾和超濾膜管采用螺旋形管道設計，既可極大增加膜管長度和膜分離面積，又可利用待分離液在螺旋形回路中流動產生的離心力，將小孔徑分子快速甩出螺旋形管道，實現待分離液的高效分離；2)微濾組件和超濾組件與真空泵相連，使其內部處于減壓或真空環境，半透膜兩側產生的壓力差為溶液的分離提供動力，克服濃差極化現象，提高膜通量；3)在膜分離過程中，將微濾單元與多個超濾單元串聯，可以對某個級分單獨膜分離，也可對多個級分同時膜分離。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種螺旋式微濾超濾連續分離方法與系統。微濾和超濾膜管采用螺旋形管道設計，既可極大增加膜管道長度和有效膜面積，又可利用待分離液在螺旋形回路中流動產生的離心力，將小孔徑分子快速甩出螺旋形管道，克服濃差極化現象，實現待分離液的高效分離。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明第一方面提供一種螺旋式微濾超濾連續分離系統，該分離系統由真空泵、螺旋式微濾單元以及多個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螺旋式超濾單元依次串聯，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出液泵與下一單元的貯液罐連接，最后一個單元的出液口連接有終級貯液罐；

所述的螺旋式微濾組件內部設置有螺旋式微濾膜管，螺旋式微濾單元的貯液罐通過進液泵與螺旋式微濾膜管的膜管進液口連接，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出液泵向下一單元的貯液罐輸送透過液；所述的螺旋式超濾組件內部設置有螺旋式超濾膜管，每個螺旋式超濾單元的貯液罐通過進液泵與螺旋式超濾膜管的膜管進液口連接，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出液口向下一單元的貯液罐輸送透過液。

優選地，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計，用以增加膜管長度和膜分離面積，且利用待分離液流經螺旋形管道產生的離心力將孔徑小的分子甩出螺旋形管道而實現快速分離。

優選地，螺旋式微濾單元及多個螺旋式超濾單元串聯設置，用以對某一級分單獨膜分離，或對多個級分同時膜分離，實現從復雜的混合液到目標成分的一步分離。