一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，包括板框過濾機(jī)、超濾機(jī)、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機(jī)的出液口連接超濾機(jī)的進(jìn)液口，超濾機(jī)的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進(jìn)料口。通過在雙極膜裝置前設(shè)置預(yù)處理裝置，使預(yù)處理后的葡萄糖酸鈉指標(biāo)適用于后續(xù)的雙極膜電滲析工藝，能達(dá)到葡萄糖酸回收率高、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定的目的。
【專利說明】一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于葡萄糖酸生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]葡萄糖酸衍生物是由葡萄糖酸通過一定的化合反應(yīng)而得到的物質(zhì)，隨著人們生活，營養(yǎng)科學(xué)理念的逐步深化，對食品的開發(fā)和制造提出了更新更高的要求，營養(yǎng)強(qiáng)化劑的開發(fā)日益受到人們的重視，葡萄糖酸衍生物就是其中前景廣闊的一類產(chǎn)品。
[0003]葡萄糖酸-內(nèi)酯在食品工業(yè)中已被廣泛地用作蛋白質(zhì)(豆腐)的凝固劑、酸味劑、面制品改良劑、PH調(diào)節(jié)劑、食品保鮮劑和防腐劑等，應(yīng)用到化工醫(yī)藥、混凝土減水劑和洗滌劑方面。從葡萄糖制取葡萄糖酸的方法有發(fā)酵法、氧化酶法、化學(xué)催化法和電解氧化法等4種。目前，國內(nèi)葡萄糖酸衍生物已從過去比較單一的品種發(fā)展到現(xiàn)在的多品種，規(guī)模已從過去比較低的上千噸年產(chǎn)量發(fā)展到現(xiàn)在年產(chǎn)26萬噸的水平。這些衍生物大部分都是從原料葡萄糖酸的生產(chǎn)開始，目前已有將雙極膜法生產(chǎn)葡萄糖酸替換現(xiàn)在的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，在節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面產(chǎn)生顯著效益。
[0004]如200910192646.3，名稱為“一種葡萄糖酸內(nèi)酯的生產(chǎn)方法”的發(fā)明專利，公開了一種葡萄糖酸內(nèi)酯的生產(chǎn)方法，采用陶瓷膜過濾取代了傳統(tǒng)工藝中的濾袋過濾，采用連續(xù)流體分離方法取代固定床離子交換和采用反滲透對葡萄糖酸進(jìn)行濃縮。連續(xù)流體分離方法采用的是樹脂法，會產(chǎn)生大量含酸廢水與廢樹脂，環(huán)境污染大，生產(chǎn)成本高。
[0005]文獻(xiàn)“雙極膜法制備葡萄糖酸工業(yè)化生產(chǎn)研究”(《水處理技術(shù)》，第37卷第11期)和“雙極膜法生產(chǎn)葡萄糖酸的規(guī)?；芯俊?《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報》，第38卷第6期)，分別報道了采用雙極膜法從催化氧化法葡萄糖酸鈉料液制備葡萄糖酸的生產(chǎn)工藝。兩篇文獻(xiàn)均沒有對進(jìn)入雙極膜前的葡萄糖酸鈉進(jìn)行預(yù)處理，沒有控制葡萄糖酸鈉料液的指標(biāo)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，通過在雙極膜裝置前設(shè)置預(yù)處理裝置，使預(yù)處理后的葡萄糖酸鈉指標(biāo)適用于后續(xù)的雙極膜電滲析工藝，能達(dá)到葡萄糖酸回收率高、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定的目的。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0008]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:包括板框過濾機(jī)、超濾機(jī)、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機(jī)的出液口連接超濾機(jī)的進(jìn)液口，超濾機(jī)的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進(jìn)料口。
[0009]所述板框過濾機(jī)中濾布的密度為110(Tl300g/m2。
[0010]所述板框過濾機(jī)的濾布表面涂有硅藻土，可以防止濾布孔道被微生物的顆粒堵死，并可在一開始就得到澄清的濾液，同時，使濾餅的堅硬度減小，空隙率增大，有助于提高濾速。
[0011]所述濾布表面娃藻土的厚度為2mm。
[0012]所述的超濾機(jī)中超濾膜的膜孔徑為0.00Γ0.02 μ m。
[0013]本實(shí)用新型的雙極膜電滲析裝置，包括極液流道板、電極、隔板、均相陽膜、均相陰膜、雙極膜、極液流道板、陽極接線柱、陰極接線柱，所述的陰極接線柱與陰極垂直焊接，陽極接線柱與陽極垂直焊接；在陰極與陽極之間形成一個膜堆空間，在所述的膜堆空間內(nèi)放置膜組；其特征在于:
[0014]所述膜組的放置為:雙極膜、隔板、均相陰膜、隔板、均相陽膜、隔板，依次排列；在膜堆空間內(nèi)的膜組為1-200組，膜堆的最外兩層均為均相陽膜；所述的膜組由一對極液流道板夾住，在極液流道板上有陽極液進(jìn)口，陰極液進(jìn)口、陽極液出口、陰極液出口 ；在極液流道板的外面由一對夾緊鋼板夾緊固定；所述的夾緊鋼板上設(shè)置有料液進(jìn)口、料液出口、堿液出口、堿液進(jìn)口、酸液出口、酸液進(jìn)口。
[0015]本實(shí)用新型所述的隔板包括板框、布水流道、導(dǎo)液孔、極液導(dǎo)液孔、隔網(wǎng)，導(dǎo)液孔與布水流道連接，并與板框的內(nèi)腔貫通，板框內(nèi)腔布一張隔網(wǎng)，所述隔網(wǎng)與板框的厚度比為105?120:100。
[0016]優(yōu)選地,所述的板框厚0.5?0.8mm。
[0017]所述的隔網(wǎng)為雙層細(xì)網(wǎng)，絞絲交叉放置，網(wǎng)眼上下左右錯開，網(wǎng)眼尺寸為5-10mm，網(wǎng)絲直徑為3_5mm。
[0018]所述的電極板，陽極材料以鈦為基底，加中間導(dǎo)電層后涂鍍過氧化鉛。陽極耐腐蝕，使用壽命長，電阻低，導(dǎo)電性好。
[0019]所述的陽極板為網(wǎng)狀陽極板。
[0020]隔板的尺寸為400*800mm。
[0021]膜的尺寸為400*800mm。
[0022]陰陽極板的尺寸為400*800mm。
[0023]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0024]1、本實(shí)用新型對葡萄糖酸鈉原料采用板框過濾機(jī)-超濾機(jī)-雙極膜電滲析的系統(tǒng)，通過對預(yù)處理中板框過濾機(jī)和超濾機(jī)的參數(shù)控制，得到葡萄糖酸鈉透過液的指標(biāo)，滿足雙極膜電滲析處理的要求，能更好地進(jìn)行電滲析，有效降低能耗，提高滲透效率、得到葡萄糖酸的純度高，且運(yùn)行穩(wěn)定。
[0025]2、通過采用板框過濾-超濾-雙極膜電滲析的系統(tǒng)，得到葡萄糖酸鈉透過液的優(yōu)化指標(biāo)，葡萄糖酸的轉(zhuǎn)化率為98%以上，能耗為200-300度電/噸產(chǎn)品。大副提高了電流效率、有效降低生產(chǎn)成本和能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。電滲析結(jié)束后，酸室的葡萄糖酸質(zhì)量濃度可達(dá)到25-50%，葡萄糖酸鈉反應(yīng)完全，顯著高出傳統(tǒng)樹脂法產(chǎn)出的葡萄糖酸濃度，是電流效率最聞的進(jìn)一步保證，電滲析效率最大化。
[0026]3、本實(shí)用新型在板框過濾機(jī)的濾布表面涂抹硅藻土，可以防止濾布孔道被微生物的顆粒堵死，并可在一開始就得到澄清的濾液，同時，使濾餅的堅硬度減小，空隙率增大，有助于提聞濾速。
[0027]說明書附圖
[0028]圖1為本實(shí)用新型的雙極膜電滲析裝置的截面示意圖。
[0029]圖2為本實(shí)用新型的雙極膜電滲析裝置的側(cè)面示意圖。
[0030]圖3為本實(shí)用新型的隔板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4為本實(shí)用新型的電極、夾緊鋼板裝配結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖中標(biāo)記為:1、陽極液進(jìn)口，2、均相陽膜，3、隔板，4、均相陰膜，5、雙極膜，6、陰極液進(jìn)口，7、緊固螺栓，8、料液進(jìn)口，9、極液流道板，10、陽極接線柱，11、夾緊鋼板，12、料液出口，13、堿液出口，14、陰極接線柱，15、堿液進(jìn)口，16、板框，17、布水流道，18、導(dǎo)液孔，19、隔網(wǎng)，20、極液導(dǎo)液孔，21、接線柱孔道，22、電極，23、陽極液出口，24、陰極液出口，25、酸液出口，26、酸液進(jìn)口。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0034]實(shí)施例1
[0035]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，包括板框過濾機(jī)、超濾機(jī)、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機(jī)的出液口連接超濾機(jī)的進(jìn)液口，超濾機(jī)的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進(jìn)料口。
[0036]實(shí)施例2
[0037]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，包括板框過濾機(jī)、超濾機(jī)、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機(jī)的出液口連接超濾機(jī)的進(jìn)液口，超濾機(jī)的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進(jìn)料口。
[0038]所述板框過濾機(jī)中濾布的密度為1100g/m2。
[0039]實(shí)施例3
[0040]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，包括板框過濾機(jī)、超濾機(jī)、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機(jī)的出液口連接超濾機(jī)的進(jìn)液口，超濾機(jī)的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進(jìn)料口。
[0041]所述板框過濾機(jī)中濾布的密度為1300g/m2。
[0042]所述板框過濾機(jī)的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
[0043]實(shí)施例4
[0044]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，包括板框過濾機(jī)、超濾機(jī)、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機(jī)的出液口連接超濾機(jī)的進(jìn)液口，超濾機(jī)的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進(jìn)料口。
[0045]所述板框過濾機(jī)中濾布的密度為1200/m2。
[0046]所述板框過濾機(jī)的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
[0047]所述的超濾機(jī)中超濾膜的膜孔徑為0.001 μ m。
[0048]實(shí)施例5
[0049]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，包括板框過濾機(jī)、超濾機(jī)、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機(jī)的出液口連接超濾機(jī)的進(jìn)液口，超濾機(jī)的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進(jìn)料口。
[0050]所述板框過濾機(jī)中濾布的密度為1150g/m2。
[0051]所述板框過濾機(jī)的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
[0052]所述的超濾機(jī)中超濾膜的膜孔徑為0.02 μ m。
[0053]實(shí)施例6
[0054]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，包括板框過濾機(jī)、超濾機(jī)、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機(jī)的出液口連接超濾機(jī)的進(jìn)液口，超濾機(jī)的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進(jìn)料口。
[0055]所述板框過濾機(jī)中濾布的密度為1250g/m2。
[0056]所述板框過濾機(jī)的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
[0057]所述的超濾機(jī)中超濾膜的膜孔徑為0.01 μ m。
[0058]實(shí)施例7
[0059]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，包括板框過濾機(jī)、超濾機(jī)、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機(jī)的出液口連接超濾機(jī)的進(jìn)液口，超濾機(jī)的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進(jìn)料口。
[0060]所述板框過濾機(jī)中濾布的密度為1180g/m2。
[0061]所述板框過濾機(jī)的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
[0062]所述的超濾機(jī)中超濾膜的膜孔徑為0.015 μ m。
[0063]實(shí)施例8
[0064]本實(shí)施例與實(shí)施例7基本相同，在此基礎(chǔ)上:
[0065]所述的雙極膜電滲析裝置，包括極液流道板9、電極22、隔板3、均相陽膜2、均相陰膜4、雙極膜5、極液流道板9、陽極接線柱10、陰極接線柱14，所述的陰極接線柱14與陰極垂直焊接，陽極接線柱11與陽極垂直焊接；在陰極與陽極之間形成一個膜堆空間，在所述的膜堆空間內(nèi)放置膜組；
[0066]所述膜組的放置為:雙極膜5、隔板3、均相陰膜4、隔板3、均相陽膜2、隔板3，依次排列；在膜堆空間內(nèi)的膜組為1-200組，膜堆的最外兩層均為均相陽膜2 ;所述的膜組由一對極液流道板9夾住，在極液流道板9上有陽極液進(jìn)口 1，陰極液進(jìn)口 6、陽極液出口 23、陰極液出口 24 ;在極液流道板9的外面由一對夾緊鋼板11夾緊固定；所述的夾緊鋼板11上設(shè)置有料液進(jìn)口 8、料液出口 12、堿液出口 13、堿液進(jìn)口 15、酸液出口 25、酸液進(jìn)口 26。
[0067]實(shí)施例9
[0068]本實(shí)施例與實(shí)施例8基本相同，在此基礎(chǔ)上:
[0069]所述的隔板包括板框16、布水流道17、導(dǎo)液孔18、極液導(dǎo)液孔20、隔網(wǎng)19，導(dǎo)液孔18與布水流道17連接，并與板框的內(nèi)腔貫通，板框內(nèi)腔布一張隔網(wǎng)19，所述隔網(wǎng)19與板框的厚度比為105 =100
[0070]實(shí)施例10
[0071]本實(shí)施例與實(shí)施例8基本相同，在此基礎(chǔ)上:
[0072]所述的隔板包括板框16、布水流道17、導(dǎo)液孔18、極液導(dǎo)液孔20、隔網(wǎng)19，導(dǎo)液孔18與布水流道17連接，并與板框的內(nèi)腔貫通，板框內(nèi)腔布一張隔網(wǎng)19，所述隔網(wǎng)19與板框的厚度比為120:100。
[0073]所述的板框16厚0.8mm。
[0074]實(shí)施例11
[0075]本實(shí)施例與實(shí)施例8基本相同，在此基礎(chǔ)上:
[0076]所述的隔板包括板框16、布水流道17、導(dǎo)液孔18、極液導(dǎo)液孔20、隔網(wǎng)19，導(dǎo)液孔18與布水流道17連接，并與板框的內(nèi)腔貫通，板框內(nèi)腔布一張隔網(wǎng)19，所述隔網(wǎng)19與板框的厚度比為110 =100
[0077]所述的板框16厚0.5mm。
[0078]所述的隔網(wǎng)為雙層細(xì)網(wǎng)，絞絲交叉放置，網(wǎng)眼上下左右錯開，網(wǎng)眼尺寸為5mm，網(wǎng)絲直徑為3mm。
[0079]實(shí)施例12
[0080]本實(shí)施例與實(shí)施例8基本相同，在此基礎(chǔ)上:
[0081]所述的隔板包括板框16、布水流道17、導(dǎo)液孔18、極液導(dǎo)液孔20、隔網(wǎng)19，導(dǎo)液孔18與布水流道17連接，并與板框的內(nèi)腔貫通，板框內(nèi)腔布一張隔網(wǎng)19，所述隔網(wǎng)19與板框的厚度比為115 =100
[0082]所述的板框16厚0.7mm。
[0083]所述的隔網(wǎng)為雙層細(xì)網(wǎng)，絞絲交叉放置，網(wǎng)眼上下左右錯開，網(wǎng)眼尺寸為10mm，網(wǎng)絲直徑為5mm。
[0084]所述的電極22為網(wǎng)狀陽極板，陽極材料以鈦為基底，加中間導(dǎo)電層后涂鍍過氧化鉛。
[0085]實(shí)施例13
[0086]本實(shí)施例與實(shí)施例8基本相同，在此基礎(chǔ)上:
[0087]所述的隔板包括板框16、布水流道17、導(dǎo)液孔18、極液導(dǎo)液孔20、隔網(wǎng)19，導(dǎo)液孔18與布水流道17連接，并與板框的內(nèi)腔貫通，板框內(nèi)腔布一張隔網(wǎng)19，所述隔網(wǎng)19與板框的厚度比為108 =100
[0088]所述的板框16厚0.6mm。
[0089]所述的隔網(wǎng)為雙層細(xì)網(wǎng)，絞絲交叉放置，網(wǎng)眼上下左右錯開，網(wǎng)眼尺寸為8mm，網(wǎng)絲直徑為4mm。
[0090]所述的電極22為網(wǎng)狀陽極板，陽極材料以鈦為基底，加中間導(dǎo)電層后涂鍍過氧化鉛。
[0091]所述的隔板、膜和陰陽極板的尺寸均為400*800mm。
【權(quán)利要求】
1.一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:包括板框過濾機(jī)、超濾機(jī)、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機(jī)的出液口連接超濾機(jī)的進(jìn)液口，超濾機(jī)的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進(jìn)料口； 所述的雙極膜電滲析裝置，包括極液流道板(9)、電極(22)、隔板(3)、均相陽膜(2)、均相陰膜(4)、雙極膜(5)、極液流道板(9)、陽極接線柱(10)、陰極接線柱(14)，所述的陰極接線柱(14)與陰極垂直焊接，陽極接線柱(11)與陽極垂直焊接；在陰極與陽極之間形成一個膜堆空間，在所述的膜堆空間內(nèi)放置膜組； 所述膜組的放置為:雙極膜(5)、隔板(3)、均相陰膜(4)、隔板(3)、均相陽膜(2)、隔板(3)，依次排列；在膜堆空間內(nèi)的膜組為1-200組，膜堆的最外兩層均為均相陽膜(2);所述的膜組由一對極液流道板(9)夾住，在極液流道板(9)上有陽極液進(jìn)口(1)，陰極液進(jìn)口(6 )、陽極液出口( 23 )、陰極液出口( 24 );在極液流道板(9 )的外面由一對夾緊鋼板(11)夾緊固定；所述的夾緊鋼板(11)上設(shè)置有料液進(jìn)口(8)、料液出口(12)、堿液出口(13)、堿液進(jìn)口(15)、酸液出口(25)、酸液進(jìn)口(26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述板框過濾機(jī)中濾布的密度為110(Tl300g/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述板框過濾機(jī)的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的超濾機(jī)中超濾膜的膜孔徑為0.00Γ0.02 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的隔板包括板框(16)、布水流道(17)、導(dǎo)液孔(18)、極液導(dǎo)液孔(20)、隔網(wǎng)(19)，導(dǎo)液孔(18)與布水流道(17)連接，并與板框的內(nèi)腔貫通，板框內(nèi)腔布一張隔網(wǎng)(19)，所述隔網(wǎng)(19)與板框的厚度比為105?120 =100
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的板框(16)厚0.5^0.8mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的隔網(wǎng)為雙層細(xì)網(wǎng)，絞絲交叉放置，網(wǎng)眼上下左右錯開，網(wǎng)眼尺寸為5-10mm，網(wǎng)絲直徑為3-5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的電極(22)為網(wǎng)狀陽極板，陽極材料以鈦為基底，加中間導(dǎo)電層后涂鍍過氧化鉛。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的隔板、膜和陰陽極板的尺寸均為400*800mm。
【文檔編號】C25B3/00GK204151425SQ201420404902
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】馮濤, 鄧傳東, 易家祥, 李殿紅, 朱小川, 夏崇勝 申請人:宜賓絲麗雅集團(tuán)有限公司