[发明专利]一种螺旋式微滤超滤连续分离方法与系统

说明书

本发明涉及天然成分分离领域，尤其是涉及一种螺旋式微滤超滤连续分离方法与系统，该分离系统由真空泵、螺旋式微滤单元以及多个螺旋式超滤单元组成，螺旋式微滤单元和多个螺旋式超滤单元依次串联，真空泵提供负压或真空环境。与现有技术相比，本发明中微滤和超滤膜管采用螺旋形管道设计，既可极大增加膜管长度和膜分离面积，又可利用待分离液在螺旋形回路中流动产生的离心力，将小孔径分子快速甩出，实现高效分离；微滤组件和超滤组件与真空泵相连，使其内部处于减压或真空环境，半透膜两侧产生的压力差为溶液的分离提供动力，克服浓差极化现象，提高膜通量；微滤单元与多个超滤单元串联，可以对某个级分单独膜分离，也可对多个级分同时膜分离。

技术领域

本发明涉及天然成分分离领域，尤其是涉及一种螺旋式微滤超滤连续分离方法与系统。

背景技术

分离纯化是天然成分或功能成分研究的重要环节，其技术决定分离纯化效率及目标产物的纯度。

膜技术于上世纪50年代初因海水淡化而发展，目前该技术已成为一项新兴的用于澄清、分离、除菌和浓缩等方面的绿色和节能技术。膜分离技术具有能耗低、适合热敏性物质分离、没有二次污染等优点。但是，申请人发现，现有的膜分离装置或工艺存在以下问题：1)现有微滤超滤装置多为柱式设计，膜管道短、有效膜分离面积有限，造成膜分离效果不佳，如实用新型专利CN210559530 U公开了一种柱式超滤膜设备、实用新型专利CN206519045 U公开了一种卷式超滤膜过滤装置；2)现有的膜分离工艺，由于浓差极化现象会产生较多的截留液。本发明与现有膜分离装置或系统相比，具有以下创新性和先进性：1)微滤和超滤膜管采用螺旋形管道设计，既可极大增加膜管长度和膜分离面积，又可利用待分离液在螺旋形回路中流动产生的离心力，将小孔径分子快速甩出螺旋形管道，实现待分离液的高效分离；2)微滤组件和超滤组件与真空泵相连，使其内部处于减压或真空环境，半透膜两侧产生的压力差为溶液的分离提供动力，克服浓差极化现象，提高膜通量；3)在膜分离过程中，将微滤单元与多个超滤单元串联，可以对某个级分单独膜分离，也可对多个级分同时膜分离。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种螺旋式微滤超滤连续分离方法与系统。微滤和超滤膜管采用螺旋形管道设计，既可极大增加膜管道长度和有效膜面积，又可利用待分离液在螺旋形回路中流动产生的离心力，将小孔径分子快速甩出螺旋形管道，克服浓差极化现象，实现待分离液的高效分离。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供一种螺旋式微滤超滤连续分离系统，该分离系统由真空泵、螺旋式微滤单元以及多个螺旋式超滤单元组成，其连接方式如下：

所述的螺旋式微滤单元及多个螺旋式超滤单元依次串联，螺旋式微滤单元和螺旋式超滤单元分别具有螺旋式微滤组件和螺旋式超滤组件，且均具有贮液罐，螺旋式微滤组件和螺旋式超滤组件均设置有抽气口和出液口，真空泵与各单元的抽气口分别连接，某一单元的出液口通过出液泵与下一单元的贮液罐连接，最后一个单元的出液口连接有终级贮液罐；

所述的螺旋式微滤组件内部设置有螺旋式微滤膜管，螺旋式微滤单元的贮液罐通过进液泵与螺旋式微滤膜管的膜管进液口连接，向螺旋式微滤膜管输送待分离液，螺旋式微滤膜管的膜管出液口通过出液泵向下一单元的贮液罐输送透过液；所述的螺旋式超滤组件内部设置有螺旋式超滤膜管，每个螺旋式超滤单元的贮液罐通过进液泵与螺旋式超滤膜管的膜管进液口连接，向螺旋式超滤膜管输送待分离液，螺旋式超滤膜管的膜管出液口通过出液口向下一单元的贮液罐输送透过液。

优选地，所述的螺旋式微滤膜管和螺旋式超滤膜管均采用螺旋形管道设计，用以增加膜管长度和膜分离面积，且利用待分离液流经螺旋形管道产生的离心力将孔径小的分子甩出螺旋形管道而实现快速分离。

优选地，螺旋式微滤单元及多个螺旋式超滤单元串联设置，用以对某一级分单独膜分离，或对多个级分同时膜分离，实现从复杂的混合液到目标成分的一步分离。