糖化液除杂方法及装置与流程

1.本发明涉及膜分离技术领域，特别是涉及一种糖化液除杂方法及装置。


背景技术：

2.葡萄糖又称为玉米葡糖、玉蜀黍糖，简称为葡糖，是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，它是一种多羟基醛，葡萄糖在糖果制造业和医药领域有着广泛的应用。葡萄糖一般由糖化液提纯获得。现有的技术通常采用金属膜对糖化液进行澄清处理，金属膜的精度为0.1微米，分离精度较低，处理糖化液时能耗高、成本高，且获得的滤液质量较差。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种糖化液除杂方法及装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高滤液的质量，提高产能，且能够降低成本，具有较佳的投资效益比。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明提供了一种糖化液除杂方法，包括如下步骤：将糖化液输送至超滤膜系统进行过滤并获得浓缩液和透过液，并使所述超滤膜系统排出的所述浓缩液与所述透过液的体积比保持2：1.7。
6.优选的，通过控制所述超滤膜系统排出的所述浓缩液的流量以使所述超滤膜系统排出的所述浓缩液与所述透过液的体积比保持2：1.7。
7.优选的，所述超滤膜系统的进液压力为0.3mpa～0.6mpa。
8.优选的，所述超滤膜系统的进液压力为0.4mpa～0.5mpa。
9.优选的，所述超滤膜系统的过滤温度为50℃～70℃。
10.优选的，所述超滤膜系统的过滤温度为55℃～60℃。
11.优选的，所述糖化液在进入所述超滤膜系统之前先经过精密过滤。
12.本发明还提供了一种糖化液除杂装置，包括超滤膜系统、控制装置、第一流量检测装置、第二流量检测装置和流量控制装置，所述控制装置与所述第一流量检测装置、所述第二流量检测装置和所述流量控制装置均通讯连接，所述第一流量检测装置和所述流量控制装置均设置于所述超滤膜系统的所述浓缩液的排液口，所述第二流量检测装置设置于所述超滤膜系统的所述透过液的排液口，所述第一流量检测装置用于检测所述浓缩液的排出流量，所述第二流量检测装置用于检测所述透过液的排出流量，所述控制装置能够根据所述浓缩液的排出流量和所述透过液的排出流量通过所述流量控制装置调节所述浓缩液的排出流量并使所述浓缩液与所述透过液的体积比为2：1.7。
13.优选的，本发明提供的糖化液除杂装置还包括压力装置，所述压力装置与所述超滤膜系统的进液口连通，所述压力装置能够将糖化液输送至所述超滤膜系统，且所述压力装置能够使所述糖化液进入所述超滤膜系统的压力为0.3mpa～0.6mpa。
14.优选的，本发明提供的糖化液除杂装置还包括温度调节装置、温度检测装置和精密过滤装置，所述温度调节装置与所述控制装置连接，所述温度检测装置与所述控制装置
通讯连接，所述温度检测装置能够检测进入所述超滤膜系统前的所述糖化液的温度，所述控制装置能够根据所述糖化液的温度通过所述温度调节装置调节所述糖化液的温度并使所述糖化液的温度为50℃～70℃；所述精密过滤装置的出液口能够与所述压力装置的进液口连接，所述精密过滤装置用于对所述糖化液进行精密过滤且经过精密过滤后的所述糖化液能够通过所述压力装置进入所述超滤膜系统。
15.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.本发明提供的糖化液除杂方法及装置利用超滤膜系统的分子筛分原理，采用超滤膜系统过滤糖化液，超滤膜系统分离精度高，能够截留糖化液中色素、浊度等杂质，使有效成分葡萄糖等糖类过滤到滤液中，提高糖化液滤液的出料质量；超滤膜系统装填面积大，且能耗低，能够节约成本。同时，控制所述浓缩液与所述透过液的体积比为2：1.7，此时超滤膜系统的膜通量较大，有利于提高过滤效率；且此体积比下糖化液对超滤膜系统的污染很小，有利于减少清洗次数、降低清洗难度，从而提高生产效率和产能，并降低清理成本及更换超滤膜系统的成本，具有较佳的投资效益比。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为实施例2中超滤膜系统的进液压力与膜通量的关系曲线；
19.图2为实施例3中超滤膜系统在四种不同的进液压力下的过滤温度与膜通量的对应曲线；
20.图3为实施例3中超滤膜系统在四种不同的进液压力下的过滤温度与膜性能清洗恢复率的关系曲线；
21.图4为实施例4中糖化液除杂装置的结构示意图；
22.图5为实施例4中温度调节装置的结构示意图；
23.图中：100、糖化液除杂装置；1、超滤膜系统；2、压力装置；3、温度调节装置；4、温度检测装置；5、精密过滤装置；6、第一流量检测装置；7、第二流量检测装置。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明的目的是提供一种糖化液除杂方法及装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高滤液的质量，提高产能，且能够降低成本，具有较佳的投资效益比。
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
27.如图1-3本发明提供一种糖化液除杂方法，包括如下步骤：将糖化液输送至超滤膜
系统1进行过滤并获得浓缩液和透过液，并使超滤膜系统1排出的浓缩液与透过液的体积比保持2：1.7。本发明提供的糖化液除杂方法及装置利用超滤膜的分子筛分原理，采用超滤膜过滤糖化液，超滤膜分离精度高，能够截留糖化液中色素、浊度等杂质，使有效成分葡萄糖等糖类过滤到滤液中，提高糖化液滤液的出料质量；超滤膜装填面积大，且能耗低，能够节约成本。同时，控制浓缩液与透过液的体积比为2：1.7，此时超滤膜的膜通量较大，有利于提高过滤效率；且此体积比下糖化液对超滤膜的污染很小，有利于减少清洗次数、降低清洗难度，从而提高生产效率和产能，并降低清理成本及更换超滤膜的成本，具有较佳的投资效益比。
28.在本发明较为优选的实施方式中，通过控制所述超滤膜系统排出的所述浓缩液的流量以使所述超滤膜系统排出的所述浓缩液与所述透过液的体积比保持2：1.7。
29.在本发明一种较为优选的实施方式中，超滤膜系统1的进液压力为0.3mpa～0.6mpa。浓缩液是指超滤膜系统1过滤过程中被截留的料液；透过液是指超滤膜系统1过滤过程中不被截留的料液。超滤膜系统1的进液压力设置为0.3mpa～0.6mpa时，超滤膜系统1的膜通量较大，若进液压力过低(低于0.3mpa)则膜通量较低，若进一步提高进液压力(大于0.6mpa)也会由于超滤膜系统1的膜被压密而导致膜通量降低，从而影响过滤效果和生产效率；同时，膜通量低会使得超滤膜系统1的污染严重，从而降低生产效率，增加清理成本及更换超滤膜系统1的成本。故本发明提供的糖化液除杂方法及装置能够提高滤液的质量，提高产能，且能够降低成本，具有较佳的投资效益比。在本发明更为优选的实施方式中，超滤膜系统1的进液压力为0.4mpa～0.5mpa。此时超滤膜系统1的膜通量处于较佳的水平，且对超滤膜系统1的污染极小。
30.在本发明一种较为优选的实施方式中，糖化液流经超滤膜系统1时的温度为50℃～70℃。在此过滤温度下，糖化液对超滤膜系统1的污染极小，对膜芯进行清洗后其膜通量能够完全恢复，便于清洗；同时保证了较大的膜通量。在本发明更为优选的实施方式中，糖化液流经超滤膜系统1时的温度为55℃～60℃。在此过滤温度下，超滤膜系统1的膜通量较大。
31.糖化液在进入超滤膜系统1之前先经过精密过滤。通过精密过滤除去糖化液中的可见颗粒物，过滤料液中的黑糊精等尖锐物质，防止料液在膜分离浓缩过程中损伤超滤膜系统1的膜系统。本发明对精密过滤的设备没有特殊限制，选用本领域技术人员熟知的精密过滤器即可，本发明具体实施过程中采用的精密过滤设备包括袋式精密过滤器或熔铸式精密过滤器。
32.作为优选的实施方式，精密过滤的过滤精度为20μm～30μm，优选为25μm；超滤膜系统1的截留分子量≤30000da，优选为20000da-30000da，能够使葡萄糖等糖类保留在超滤膜系统1滤液中，超滤膜系统1的流道宽度为80mil～100mil。
33.实施例1
34.采用膜芯型号为efu500s测试不同糖化液温度和不同进液压力下各浓缩液与透过液的体积比下的膜通量和膜性能清洗恢复率，实现数据如表1所示：
35.表1浓缩液与透过液的体积比与膜通量、膜性能清洗恢复率的对照表
36.37.38.39.40.41.42.[0043][0044]
表1中，不同糖化液温度和不同进液压力下均是在浓缩液与透过液的体积比为2：1.7时，超滤膜的膜通量最大，膜性能清洗恢复率达到最高水平。
[0045]
实施例2
[0046]
保持超滤膜系统1排出的浓缩液与透过液的体积比为2：1.7、采用膜芯型号为efu500s的超滤膜对不同进液压力下的糖化液进行测试，且进液压力为唯一变量，其他工艺参数均保持一致，获得表2所示的不同进液压力下超滤膜的膜通量和膜性能清洗恢复率的对照表。其中，超滤膜进行一定时间的过滤工作后，膜通量下降，对膜芯进行清洗，清洗后的膜芯重新安装好进行过滤工作，此时膜芯的膜通量为清洗膜芯后的膜通量；膜性能清洗恢复率为清洗超滤膜膜芯后的膜通量与实验前的膜通量的比值；膜性能清洗恢复率越高，代表超滤膜系统1的清洗难度越低，对超滤膜系统1的污染越小。
[0047]
表2进液压力与膜通量、膜性能清洗恢复率的对照表
[0048][0049]
由表2可知：
[0050]
(1)进液压力为0.3mpa～0.6mpa时超滤膜系统1的膜通量大于进液压力为0.2mpa、0.7mpa和0.8mpa时的超滤膜系统1的膜通量，进液压力为0.3mpa～0.6mpa时超滤膜系统1的膜性能清洗恢复率达到最高水平，说明相比于进液压力小于0.3mpa和进液压力大于0.6mpa，进液压力为0.3mpa～0.6mpa时的超滤膜系统1的膜通量较大，膜性能清洗恢复率较高，便于清洗。
[0051]
(2)进液压力为0.4mpa～0.5mpa时超滤膜系统1的膜通量远大于进液压力为0.3mpa和0.6mpa时的超滤膜系统1的膜通量，且膜性能清洗恢复率为100％(与进液压力为0.3mpa和0.4mpa的膜性能清洗恢复率相同)，说明相比于进液压力[0.3mpa，0.4mpa)和(0.5mpa，0.6mpa]，进液压力为0.4mpa～0.5mpa时，能够明显提高超滤膜系统1的膜通量。
[0052]
根据表2中的数据能够获得图1所示的超滤膜系统1在不同进液压力下的膜通量曲线。
[0053]
实施例3
[0054]
保持超滤膜系统1排出的浓缩液与透过液的体积比为2：1.7、采用膜芯型号为efu500s的超滤膜对不同温度下的糖化液进行测试，且分别测试进液压力为0.3mpa、0.4mpa、0.5mpa和0.6mpa时的四组数据，每组数据中只有糖化液的温度为变量，其他工艺参数均保持一致，获得表3所示的四种进液压力下的不同过滤温度下超滤膜系统1的膜通量和膜性能清洗恢复率的对照表。其中，糖化液温度为糖化液流经超滤膜系统1时的温度，即过滤温度。
[0055]
表3糖化液温度与膜通量、膜性能清洗恢复率的对照表
[0056]
[0057][0058]
由表3可知：
[0059]
(1)四组数据中，过滤温度为50℃～70℃时超滤膜系统1的膜通量大于过滤温度为45℃和75℃时的超滤膜系统1的膜通量，且膜性能清洗恢复率达到最高水平，即膜性能清洗恢复率为100％；说明相比于过滤温度小于50℃和过滤温度大于70℃，过滤温度为50℃～70℃时的超滤膜系统1的膜通量较大，膜性能清洗恢复率极高，便于清洗。
[0060]
(2)四组数据中，过滤温度为55℃～60℃时超滤膜系统1的膜通量远大于过滤温度为50℃、65℃和70℃时的超滤膜系统1的膜通量，且膜性能清洗恢复率同样为100％，说明相比于过滤温度[50℃，55℃)和(60℃，70℃]，过滤温度为55℃～60℃时，能够明显提高超滤
膜系统1的膜通量。
[0061]
根据表3中的数据能够获得图2所示的超滤膜系统1在四种不同的进液压力下的过滤温度与膜通量的关系曲线，且能够获得图3所示的超滤膜系统1在四种不同的进液压力下的过滤温度与膜性能清洗恢复率的关系曲线。
[0062]
实施例4
[0063]
如图4-5所示，本实施例提供一种糖化液除杂装置100，包括超滤膜系统1、控制装置、第一流量检测装置6、第二流量检测装置7和流量控制装置，控制装置与第一流量检测装置6、第二流量检测装置7和流量控制装置均通讯连接，第一流量检测装置6和流量控制装置均设置于超滤膜系统1的浓缩液的排液口，第二流量检测装置7设置于超滤膜系统1的透过液的排液口，第一流量检测装置6用于检测浓缩液的排出流量，第二流量检测装置7用于检测透过液的排出流量，控制装置能够根据浓缩液的排出流量和透过液的排出流量通过流量控制装置调节浓缩液的排出流量并使所述浓缩液与所述透过液的体积比为2：1.7。优选的，第一流量检测装置6和第二流量检测装置7为流量计，流量控住装置为电动阀。第一流量检测装置6和第二流量检测装置7能够实时监测浓缩液的排出流量和透过液的排出流量，并将浓缩液的排出流量和透过液的排出流量的数据传输至控制装置，控制装置实时获得浓缩液与透过液的体积比，当监测到的浓缩液与透过液的体积比与控制装置内预设的体积比不同时，控制装置输送相应的指令给流量控制装置，流量控住装置根据指令增大或减小浓缩液的排出流量。
[0064]
本实施例提供的糖化液除杂装置100还包括压力装置2，压力装置2优选为泵，压力装置2与超滤膜系统1的进液口连通，压力装置2能够将糖化液输送至超滤膜系统1，且压力装置2能够使糖化液进入超滤膜系统1的压力为0.3mpa～0.6mpa。超滤膜系统1的结构为现有技术，如可以采用型号为efu30s-8080ct-e3的超滤膜系统1，该超滤膜系统1具体包括透过物收集管、膜、膜支撑体各格网，膜层膜片为醋酸纤维素材质。本实施例提供的糖化液除杂装置100能够提高滤液的质量，提高产能，且能够降低成本，具有较佳的投资效益比。
[0065]
本实施例提供的糖化液除杂装置100还包括温度调节装置3、温度检测装置4和精密过滤装置5，温度调节装置3与控制装置连接，温度检测装置4与控制装置通讯连接，温度检测装置4能够检测进入超滤膜系统1前的糖化液的温度，控制装置能够根据糖化液的温度通过温度调节装置3调节糖化液的温度并使超滤膜系统1的温度为50℃～70℃。温度检测装置4能够实时测量糖化液的温度，控制装置通过将接收到的来自温度检测装置4的糖化液温度与预设的糖化液温度进行对比，当糖化液温度的检测值低于预设值时，控制装置控制温度调节装置3对糖化液进行加热；当糖化液温度的检测值高于预设值时，控制装置控制温度调节装置3对糖化液进行降温。优选的，温度调节装置3为换热器，温度检测装置4为传感器；更为优选的，温度调节装置3为管式换热器。当糖化液温度的检测值低于50℃时，控制装置控制换热器为糖化液升温，当糖化液温度的检测值高于70℃时，控制装置控制换热器为糖化液降温，从而达到自动控制的目的。
[0066]
精密过滤装置5的出液口能够与压力装置2的进液口连接，精密过滤装置5用于对糖化液进行精密过滤且经过精密过滤后的糖化液能够通过压力装置2进入超滤膜系统1。
[0067]
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依
据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。