本實用新型涉及淀粉糖生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及糖化液膜過濾系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

淀粉糖生產(chǎn)工藝中，淀粉乳液化后，液化液即進入糖化工段。糖化工藝是先將液化液調(diào)節(jié)好pH和溫度，再加入葡萄糖淀粉酶糖化成糖液。當(dāng)糖液中葡萄糖含量達到95％以上時，即可結(jié)束糖化，經(jīng)過粗過濾后，依次進行葡萄糖液離子交換、脫色過濾等工段。

糖化結(jié)束后的粗過濾是采用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機進行的，主要利用濾布附著硅藻土進行過濾。粗過濾的目的是濾除原糖化液中的蛋白、纖維等雜質(zhì)。粗過濾中濾布的最小過濾粒徑為0.5um，故過濾后的糖液中仍存有0.5um以下的小顆粒。

離子交換工段中，是將糖液通過離子交換設(shè)備而完成的。離子交換設(shè)備所采用的離子交換樹脂主要由高分子骨架構(gòu)成，為交聯(lián)的高分子聚合物組成的顆粒。顆粒中存在很多孔，比如存在于高分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部的凝膠孔，以及存在于高分子結(jié)構(gòu)之間的毛細孔，凝膠孔或者毛細孔的粒徑都非常小，為0.5um以下。

所以經(jīng)粗過濾后的糖液，如果直接通入到離子交換設(shè)備中，糖液中殘留的小顆粒會堵塞離子交換樹脂內(nèi)的孔，且無法清洗出來。久而久之，離子交換樹脂的孔被不斷堵塞，不僅會影響離子交換樹脂的工作效率，還會影響離子交換樹脂的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種糖化液膜過濾系統(tǒng)，其能對通入離子交換樹脂之前的糖液進行進一步過濾，能有效分離糖液中的大分子物質(zhì)和小分子物質(zhì)，使得通入離子交換的糖液分子量較小，糖液較純凈。

為解決上述問題，本實用新型提供一種糖化液膜過濾系統(tǒng)，其連接設(shè)于粗過濾系統(tǒng)和離子交換系統(tǒng)之間，包括膜過濾單元，所述膜過濾單元包括第一膜過濾器，所述第一膜過濾器為超濾膜，用于分離糖液中的大分子物質(zhì)和小分子物質(zhì)，糖液經(jīng)過所述糖化膜過濾系統(tǒng)分離后，小分子物質(zhì)進入離子交換系統(tǒng)。

其還包括與所述膜過濾單元連接的膜濾進料泵，所述膜濾進料泵用于將糖液泵入所述膜過濾單元中。

進一步地，所述膜過濾單元還包括與所述第一膜過濾器連接的第一緩沖罐，所述第一緩沖罐用于穩(wěn)定第一膜過濾器進液時的壓力。

進一步地，所述膜過濾單元還包括一端與所述第一膜過濾器連接的膜濃相罐，所述膜濃相罐用于收集第一膜過濾器過濾后的大分子物質(zhì)。

進一步地，所述膜濃相罐另一端與所述粗過濾系統(tǒng)連接，用于將大分子物質(zhì)返回粗過濾系統(tǒng)再次進行粗過濾。

進一步地，所述膜過濾單元還包括依次連接的第二緩沖罐和第二膜過濾器，所述第二膜過濾器為超濾膜，所述第二緩沖罐和所述第二膜過濾器連接后，與所述依次連接的第一膜過濾器及第一緩沖罐為并聯(lián)設(shè)置。

進一步地，所述第二膜過濾器與所述膜濃相罐連接。

進一步地，其還包括一端與所述膜濾進料泵連接的膜濾前罐，所述膜濾前罐另一端與所述粗過濾系統(tǒng)連接，所述膜過濾前罐可以為并列設(shè)置的一個或多個。

進一步地，其還包括與所述膜過濾單元連接的膜清洗裝置，所述膜清洗裝置通過清洗液對膜過濾單元進行清洗。

進一步地，所述膜清洗裝置還包括用于加熱清洗液的換熱器。

超濾膜(UF)，是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，是一種孔徑規(guī)格一致，額定孔徑范圍為0.01um以下的微孔過濾膜。超濾膜利用篩分原理對溶液進行分離，其對有機物的截留分子量從3000～300000Dalton可選，適用于大分子物質(zhì)與小分子物質(zhì)分離、濃縮和純化過程。通常，我們將分子量大于1000Dalton、粒徑大于10nm的顆粒成為大分子顆粒，小于這些數(shù)值的顆粒稱為小分子顆粒。

進行超濾時，在超濾膜的一側(cè)施以適當(dāng)壓力，就能篩出小于孔徑的溶質(zhì)分子，通過膜進入另一側(cè)，而大分子顆粒，則留在膜的一側(cè)。

在淀粉糖生產(chǎn)工藝中，在超濾過程中，糖液在壓力推動下，流經(jīng)膜表面，小于膜孔的溶劑(水)及小分子溶質(zhì)透過膜，成為凈化液，比膜孔大的雜質(zhì)被截留，隨水流排出，成為濃縮液。超濾過程為動態(tài)過濾，分離是在流動狀態(tài)下完成的。溶質(zhì)、雜質(zhì)僅在膜表面有限沉積，超濾速率衰減到一定程度而趨于平衡，必須通過清洗才可以恢復(fù)。

本實用新型的有益效果：

本發(fā)明中的糖化液膜過濾系統(tǒng)，其能對通入離子交換樹脂之前的糖液進行進一步過濾，能有效分離糖液中的大分子物質(zhì)和小分子物質(zhì)，使得通入離子交換的糖液分子量較小，糖液較純凈，不僅能有效保護離子交換設(shè)備，延長其使用壽命，減少后續(xù)工段中輔料的消耗量，節(jié)約成本，且有效提高工作效率，以及提高各工段糖液的品質(zhì)。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中的糖化液膜過濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式：

實施例：如圖1所示，本實用新型提供糖化液膜過濾系統(tǒng)，其連接設(shè)于粗過濾系統(tǒng)(圖未見)和離子交換系統(tǒng)(圖未見)之間，用于分離糖液中的大分子物質(zhì)部分糖液(以下簡稱大分子物質(zhì))和小分子物質(zhì)部分糖液(以下簡稱小分子物質(zhì))。該糖化液膜過濾系統(tǒng)分離出的大分子物質(zhì)可返回粗過濾系統(tǒng)中，與新的糖化液共同進行粗過濾，然后重新進入糖化液膜過濾系統(tǒng)進行分離，而小分子物質(zhì)，則進入離子交換系統(tǒng)，進行離子交換后進入下游工序。如此設(shè)置，通過過濾大分子物質(zhì)來達到凈化糖液的目的，可避免糖液在進行離子交換時，大分子物質(zhì)堵塞離子交換樹脂顆粒的內(nèi)孔，并提高后續(xù)工段中糖液的品質(zhì)。

該糖化液膜過濾系統(tǒng)包括收集從粗過濾系統(tǒng)中排出糖液的膜濾前罐1，本生產(chǎn)工藝中，膜濾前罐1較合適的尺寸為材料優(yōu)選型號為304L的不銹鋼，以達到食品生產(chǎn)中的衛(wèi)生級要求。膜濾前罐1可以設(shè)置為一個，也可以是相互并聯(lián)的兩個或兩個以上，可根據(jù)生產(chǎn)量作出調(diào)整。本實施例中，膜濾前罐1設(shè)置兩個，當(dāng)一個為使用狀態(tài)時，另一個為備用狀態(tài)，便于后期維護。

該糖化液膜過濾系統(tǒng)還包括膜過濾單元2，膜過濾單元2包括第一膜過濾器212以及連接設(shè)于第一膜過濾器212前端的第一緩沖罐211。以依次連接的第一緩沖罐211和第一膜過濾器212為一組膜過濾組，膜過濾單元還可以僅設(shè)置多組相同的膜過濾組，以增大糖液的處理量，且便于后期維護。膜過濾單元2還包括依次連接的第二緩沖罐221和第二膜過濾器222，第二緩沖罐221和第二膜過濾器222連接后，與依次連接的第一膜過濾器212及第一緩沖罐211為并聯(lián)設(shè)置。本實施例中，還設(shè)置相互連接的第三緩沖罐231和第三膜過濾器232、相互連接的第四緩沖罐241和第四膜過濾器242、相互連接的第五緩沖罐251和第五膜過濾器252，共五組膜過濾組，且每個膜過濾器均采用超濾膜，通過超濾膜，可同時對糖液進行有效分離。

超濾膜需要一定的壓力才能推動糖液流經(jīng)膜表面進行過濾，因此，該糖化液膜過濾系統(tǒng)還需要設(shè)置與膜過濾單元2連接的膜濾進料泵3，用于將糖液泵入膜過濾單元2中，并提供一定壓力，以促進糖液的過濾。因此，膜濾進料泵3一端與粗過濾系統(tǒng)連接，另一端與膜過濾單元2的第一緩沖罐211、第二緩沖罐221、第三緩沖罐231、第四緩沖罐241及第五緩沖罐251均連接。故，如第一組膜過濾組中，所設(shè)置的第一緩沖罐211不僅可用于收集糖液，更可以配合膜濾進料泵3，穩(wěn)定第一膜過濾器212進液時的壓力。

該糖化液膜過濾系統(tǒng)還包括連接設(shè)于膜過濾單元2之后的膜濃相罐4，用于收集經(jīng)過膜過濾單元2過濾后所分離出的大分子物質(zhì)，而大分子物質(zhì)可返回粗過濾系統(tǒng)與新的糖液混合后再次進行粗過濾，因此膜濃相罐4一端與每一個膜過濾器均連接，另一端與粗過濾系統(tǒng)連接。而且，膜濃相罐和粗過濾系統(tǒng)之間設(shè)置膜濃相中轉(zhuǎn)泵5，通過膜濃相中轉(zhuǎn)泵5，可將大分子物質(zhì)打入粗過濾系統(tǒng)，與新的糖化液共同進行粗過濾，如此反復(fù)，不僅能提高糖液的質(zhì)量，更能節(jié)約原料，降低生產(chǎn)成本。膜濃相罐4同樣采用型號為304L的不銹鋼儲罐，以達到食品生產(chǎn)中的衛(wèi)生級要求。

該糖化液膜過濾系統(tǒng)還包括與膜過濾單元連接的膜清洗裝置6，膜清洗裝置6使用清洗液對膜過濾單元2進行清洗。因為超濾膜是以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力進行過濾的，分離是在流動狀態(tài)下完成的。大分子物質(zhì)僅在膜表面有限沉積，當(dāng)經(jīng)過較長時間的過濾，膜表面的微孔會被一些大顆粒物質(zhì)堵塞，超濾速率時刻都在衰減，當(dāng)衰減到一定程度而趨于平衡時，此時膜系統(tǒng)的壓力增高到限值，且出料流量降低時，就需要對膜進行清洗、再生，以恢復(fù)膜的過濾性能，故必須設(shè)置該膜清洗裝置6。膜清洗裝置6設(shè)有清洗液入口61，用于清洗液的通入。

一般的，膜清洗裝置6還包括用于加熱清洗液的換熱器62，用于對清洗液進行加熱，以配合超濾膜的清洗溫度要求。本實施例中，為了配合淀粉糖的工藝特性，采用板式換熱器62來對清洗液進行加熱，即，板式換熱器一端與清洗液入口61連接，另一端與與膜過濾單元2連接，對與膜過濾單元2中的超濾膜進行清洗。板式換熱器62能有效利用其它工序產(chǎn)生的熱水，從而達到熱水再利用原則，以進一步降低生產(chǎn)成本。

具體過濾時，糖化液打入膜濾前罐1，通過膜濾進料泵3打入膜過濾單元2。過濾時，利用膜濾進料泵3的壓力，使糖化液進入膜過濾器，把大分子物質(zhì)過濾掉，達到凈化糖液的目的，避免造成后續(xù)離子交換工段中離子交換樹脂的堵塞。超濾膜過濾時，因為糖液的流動，使得過濾時糖液內(nèi)部為錯流方式，所以會有一部分含大分子物質(zhì)較多的糖液產(chǎn)生，即膜濃相，該部分膜濃相被收集于膜濃相罐4內(nèi)，之后被打回粗過濾系統(tǒng)中，與新糖化液混合后重新進入膜過濾系統(tǒng)。而通過超濾膜的小分子物質(zhì)，則進入下一工序——離子交換系統(tǒng)。整個淀粉糖工藝中，通過增加糖化膜過濾系統(tǒng)，不僅能有效防止離子交換樹脂被堵塞，延長離子交換樹脂的使用壽命，更是提高了產(chǎn)品的品質(zhì)，且提高了原料的利用率。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。