一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，包括板框過濾機、超濾機、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機的出液口連接超濾機的進液口，超濾機的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進料口。通過在雙極膜裝置前設置預處理裝置，使預處理后的葡萄糖酸鈉指標適用于后續的雙極膜電滲析工藝，能達到葡萄糖酸回收率高、能耗低、運行穩定的目的。
【專利說明】一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于葡萄糖酸生產設備領域，具體涉及一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統。
【背景技術】
[0002]葡萄糖酸衍生物是由葡萄糖酸通過一定的化合反應而得到的物質，隨著人們生活，營養科學理念的逐步深化，對食品的開發和制造提出了更新更高的要求，營養強化劑的開發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品。
[0003]葡萄糖酸-內酯在食品工業中已被廣泛地用作蛋白質(豆腐)的凝固劑、酸味劑、面制品改良劑、PH調節劑、食品保鮮劑和防腐劑等，應用到化工醫藥、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酵法、氧化酶法、化學催化法和電解氧化法等4種。目前，國內葡萄糖酸衍生物已從過去比較單一的品種發展到現在的多品種，規模已從過去比較低的上千噸年產量發展到現在年產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開始，目前已有將雙極膜法生產葡萄糖酸替換現在的傳統生產工藝，在節能減排、降低生產成本、提高產品質量方面產生顯著效益。
[0004]如200910192646.3，名稱為“一種葡萄糖酸內酯的生產方法”的發明專利，公開了一種葡萄糖酸內酯的生產方法，采用陶瓷膜過濾取代了傳統工藝中的濾袋過濾，采用連續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行濃縮。連續流體分離方法采用的是樹脂法，會產生大量含酸廢水與廢樹脂，環境污染大，生產成本高。
[0005]文獻“雙極膜法制備葡萄糖酸工業化生產研究”(《水處理技術》，第37卷第11期)和“雙極膜法生產葡萄糖酸的規模化研究”(《中國科學技術大學學報》，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工藝。兩篇文獻均沒有對進入雙極膜前的葡萄糖酸鈉進行預處理，沒有控制葡萄糖酸鈉料液的指標，導致生產效率低、生產成本高。
實用新型內容
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，通過在雙極膜裝置前設置預處理裝置，使預處理后的葡萄糖酸鈉指標適用于后續的雙極膜電滲析工藝，能達到葡萄糖酸回收率高、能耗低、運行穩定的目的。
[0007]為實現上述發明目的，本實用新型采用如下的技術方案:
[0008]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，其特征在于:包括板框過濾機、超濾機、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機的出液口連接超濾機的進液口，超濾機的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進料口。
[0009]所述板框過濾機中濾布的密度為110(Tl300g/m2。
[0010]所述板框過濾機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]所述的超濾機中超濾膜的膜孔徑為0.00Γ0.02 μ m。
[0013]本實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口，陰極液進口、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置有料液進口、料液出口、堿液出口、堿液進口、酸液出口、酸液進口。
[0015]本實用新型所述的隔板包括板框、布水流道、導液孔、極液導液孔、隔網，導液孔與布水流道連接，并與板框的內腔貫通，板框內腔布一張隔網，所述隔網與板框的厚度比為105?120:100。
[0016]優選地,所述的板框厚0.5?0.8mm。
[0017]所述的隔網為雙層細網，絞絲交叉放置，網眼上下左右錯開，網眼尺寸為5-10mm，網絲直徑為3_5mm。
[0018]所述的電極板，陽極材料以鈦為基底，加中間導電層后涂鍍過氧化鉛。陽極耐腐蝕，使用壽命長，電阻低，導電性好。
[0019]所述的陽極板為網狀陽極板。
[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]本實用新型的有益效果在于:
[0024]1、本實用新型對葡萄糖酸鈉原料采用板框過濾機-超濾機-雙極膜電滲析的系統，通過對預處理中板框過濾機和超濾機的參數控制，得到葡萄糖酸鈉透過液的指標，滿足雙極膜電滲析處理的要求，能更好地進行電滲析，有效降低能耗，提高滲透效率、得到葡萄糖酸的純度高，且運行穩定。
[0025]2、通過采用板框過濾-超濾-雙極膜電滲析的系統，得到葡萄糖酸鈉透過液的優化指標，葡萄糖酸的轉化率為98%以上，能耗為200-300度電/噸產品。大副提高了電流效率、有效降低生產成本和能耗，提高產品質量。電滲析結束后，酸室的葡萄糖酸質量濃度可達到25-50%，葡萄糖酸鈉反應完全，顯著高出傳統樹脂法產出的葡萄糖酸濃度，是電流效率最聞的進一步保證，電滲析效率最大化。
[0026]3、本實用新型在板框過濾機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為本實用新型的雙極膜電滲析裝置的截面示意圖。
[0029]圖2為本實用新型的雙極膜電滲析裝置的側面示意圖。
[0030]圖3為本實用新型的隔板結構示意圖。
[0031]圖4為本實用新型的電極、夾緊鋼板裝配結構圖。
[0032]圖中標記為:1、陽極液進口，2、均相陽膜，3、隔板，4、均相陰膜，5、雙極膜，6、陰極液進口，7、緊固螺栓，8、料液進口，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、堿液進口，16、板框，17、布水流道，18、導液孔，19、隔網，20、極液導液孔，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、酸液進口。
【具體實施方式】
[0033]下面結合【具體實施方式】對本實用新型的實質性內容作進一步詳細的描述。
[0034]實施例1
[0035]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，包括板框過濾機、超濾機、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機的出液口連接超濾機的進液口，超濾機的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進料口。
[0036]實施例2
[0037]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，包括板框過濾機、超濾機、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機的出液口連接超濾機的進液口，超濾機的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進料口。
[0038]所述板框過濾機中濾布的密度為1100g/m2。
[0039]實施例3
[0040]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，包括板框過濾機、超濾機、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機的出液口連接超濾機的進液口，超濾機的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進料口。
[0041]所述板框過濾機中濾布的密度為1300g/m2。
[0042]所述板框過濾機的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
[0043]實施例4
[0044]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，包括板框過濾機、超濾機、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機的出液口連接超濾機的進液口，超濾機的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進料口。
[0045]所述板框過濾機中濾布的密度為1200/m2。
[0046]所述板框過濾機的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
[0047]所述的超濾機中超濾膜的膜孔徑為0.001 μ m。
[0048]實施例5
[0049]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，包括板框過濾機、超濾機、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機的出液口連接超濾機的進液口，超濾機的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進料口。
[0050]所述板框過濾機中濾布的密度為1150g/m2。
[0051]所述板框過濾機的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
[0052]所述的超濾機中超濾膜的膜孔徑為0.02 μ m。
[0053]實施例6
[0054]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，包括板框過濾機、超濾機、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機的出液口連接超濾機的進液口，超濾機的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進料口。
[0055]所述板框過濾機中濾布的密度為1250g/m2。
[0056]所述板框過濾機的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
[0057]所述的超濾機中超濾膜的膜孔徑為0.01 μ m。
[0058]實施例7
[0059]一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，包括板框過濾機、超濾機、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機的出液口連接超濾機的進液口，超濾機的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進料口。
[0060]所述板框過濾機中濾布的密度為1180g/m2。
[0061]所述板框過濾機的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
[0062]所述的超濾機中超濾膜的膜孔徑為0.015 μ m。
[0063]實施例8
[0064]本實施例與實施例7基本相同，在此基礎上:
[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上有陽極液進口 1，陰極液進口 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上設置有料液進口 8、料液出口 12、堿液出口 13、堿液進口 15、酸液出口 25、酸液進口 26。
[0067]實施例9
[0068]本實施例與實施例8基本相同，在此基礎上:
[0069]所述的隔板包括板框16、布水流道17、導液孔18、極液導液孔20、隔網19，導液孔18與布水流道17連接，并與板框的內腔貫通，板框內腔布一張隔網19，所述隔網19與板框的厚度比為105 =100
[0070]實施例10
[0071]本實施例與實施例8基本相同，在此基礎上:
[0072]所述的隔板包括板框16、布水流道17、導液孔18、極液導液孔20、隔網19，導液孔18與布水流道17連接，并與板框的內腔貫通，板框內腔布一張隔網19，所述隔網19與板框的厚度比為120:100。
[0073]所述的板框16厚0.8mm。
[0074]實施例11
[0075]本實施例與實施例8基本相同，在此基礎上:
[0076]所述的隔板包括板框16、布水流道17、導液孔18、極液導液孔20、隔網19，導液孔18與布水流道17連接，并與板框的內腔貫通，板框內腔布一張隔網19，所述隔網19與板框的厚度比為110 =100
[0077]所述的板框16厚0.5mm。
[0078]所述的隔網為雙層細網，絞絲交叉放置，網眼上下左右錯開，網眼尺寸為5mm，網絲直徑為3mm。
[0079]實施例12
[0080]本實施例與實施例8基本相同，在此基礎上:
[0081]所述的隔板包括板框16、布水流道17、導液孔18、極液導液孔20、隔網19，導液孔18與布水流道17連接，并與板框的內腔貫通，板框內腔布一張隔網19，所述隔網19與板框的厚度比為115 =100
[0082]所述的板框16厚0.7mm。
[0083]所述的隔網為雙層細網，絞絲交叉放置，網眼上下左右錯開，網眼尺寸為10mm，網絲直徑為5mm。
[0084]所述的電極22為網狀陽極板，陽極材料以鈦為基底，加中間導電層后涂鍍過氧化鉛。
[0085]實施例13
[0086]本實施例與實施例8基本相同，在此基礎上:
[0087]所述的隔板包括板框16、布水流道17、導液孔18、極液導液孔20、隔網19，導液孔18與布水流道17連接，并與板框的內腔貫通，板框內腔布一張隔網19，所述隔網19與板框的厚度比為108 =100
[0088]所述的板框16厚0.6mm。
[0089]所述的隔網為雙層細網，絞絲交叉放置，網眼上下左右錯開，網眼尺寸為8mm，網絲直徑為4mm。
[0090]所述的電極22為網狀陽極板，陽極材料以鈦為基底，加中間導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。
【權利要求】
1.一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，其特征在于:包括板框過濾機、超濾機、雙極膜電滲析裝置；所述板框過濾機的出液口連接超濾機的進液口，超濾機的出液口連接雙極膜電滲析裝置的進料口； 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)上有陽極液進口(1)，陰極液進口(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)上設置有料液進口(8)、料液出口(12)、堿液出口(13)、堿液進口(15)、酸液出口(25)、酸液進口(26)。
2.根據權利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，其特征在于:所述板框過濾機中濾布的密度為110(Tl300g/m2。
3.根據權利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，其特征在于:所述板框過濾機的濾布表面涂有娃藻土，娃藻土的厚度為2_。
4.根據權利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，其特征在于:所述的超濾機中超濾膜的膜孔徑為0.00Γ0.02 μ m。
5.根據權利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，其特征在于:所述的隔板包括板框(16)、布水流道(17)、導液孔(18)、極液導液孔(20)、隔網(19)，導液孔(18)與布水流道(17)連接，并與板框的內腔貫通，板框內腔布一張隔網(19)，所述隔網(19)與板框的厚度比為105?120 =100
6.根據權利要求5所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，其特征在于:所述的板框(16)厚0.5^0.8mm。
7.根據權利要求5所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，其特征在于:所述的隔網為雙層細網，絞絲交叉放置，網眼上下左右錯開，網眼尺寸為5-10mm，網絲直徑為3-5mm。
8.根據權利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，其特征在于:所述的電極(22)為網狀陽極板，陽極材料以鈦為基底，加中間導電層后涂鍍過氧化鉛。
9.根據權利要求1所述的一種葡萄糖酸的雙極膜電滲析法生產系統，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 優先權日:2014年7月22日
【發明者】馮濤, 鄧傳東, 易家祥, 李殿紅, 朱小川, 夏崇勝 申請人:宜賓絲麗雅集團有限公司