发酵液膜过滤处理方案

膜过滤专家史兰东发酵液陶瓷膜处理系统技术文件二、技术背景三、专业名词与术语四、设计依据五、工艺流程六、工艺参数计算七、膜清洗和再生八、掌握系统九、工艺特点十、膜设备配置说明十一、生产空间、环境及建筑物的要求十二、技术效劳与人员培训十三、设备具体配置报价、付款方式及交货期【应用领域一生物制药领域］抗生素类：头孢菌素、红霉素、硫酸连杆菌素、硫酸链霉素、维生素 C、金霉素、两性霉素、根瘤菌、大观霉素等L-苯丙氨酸、色氨酸等有机酸类：乳酸、柠檬酸等维生素酶制剂等类：维生素C、肌苷、核黄素、鸟苷、核酸、脂酸酶等生化药物类：蚓激酶、胸腺肽、脑蛋白水解液、岛素等中药制剂类：单方复方口服液、注射剂等

干扰素、转移因子、植物提取物：葛根素、茶多酚、生物碱、异黄酮、多糖、多肽等【陶瓷膜制药领域应用方向】去除发酵液中菌丝体、细胞碎片去除发酵液中大分子蛋白、多糖去除酶解液、生化料液中不溶性杂质与胶体等去除中药提取液中蛋白、鞣质、淀粉等杂质备操作简洁，降低劳动强度，易清洗和维护；膜材料及关心设备材料均为无污染材料，密封件选用氟橡胶、三元乙丙胶，耐溶剂性好，耐微生物侵蚀，耐高温；废水排放量大大减小，减轻环保压力，设备占地面积小；陶瓷膜元件强度高，耐磨性好；膜孔径呈不对称分布，衰减慢，可长期维持高通量过滤；二、技术背景膜是一种具有特别选择性分别功能的无机或高分子材料，它能把流体分隔成不相通的两个环保和分子级过滤等特性，已广泛地应用于医药、水处理、化工、电子、食品加工等领域，成为本世纪分别科学中最重要技术之一。被公认为21世纪最重大产业技术之一的膜技术，是一种兴的绿色工业科技。无机陶瓷膜分别技术是基于多孔陶瓷介质的筛分效应而进展的物质分别技术,承受与传统〔液体〕沿与之垂直方向透过微孔膜，大分子物质〕的目的。建立于无机材料科学根底上的无机陶瓷膜具有聚合物分别膜所无法比较的一些优点：耐高温，可实现在线消毒；化学稳定性好，能抗微生物降解。对于有机溶剂、腐蚀气体和微生分别性能好，渗透量大，可反复清洗再生，使用寿命长。分别膜层 过渡层 支撑层邛陶瓷膜电镜微观图〗陶瓷膜分别系统优势分别精度高，透过液澄清透亮，大大减轻后续处理难度无机陶瓷膜是在大孔径的支撑体外表涂覆上4〜6微米厚的致密的微孔膜层复合而成，独特的膜层配方配以简单严格的高温烧结工艺，使得膜层的孔径分布很窄，确定精度很高。承受膜系统大大简化了提取工艺，减小了废水排放量，提升了产品质量。孔径多样化，适应不同种类物料的处理要求各种规格的膜过滤孔径，涵盖了从1nm~1.2卩m的超滤、微滤膜甚至纳滤膜，同时大小不同外形各一的膜通道设计也为客户在针对不同物料、不同处理目的时供给了多种选择，保证了工艺的敏捷性；可以针对高含固量、高粘度的药液进展高倍数浓缩，从而大大减轻后续提取得运行负荷。可大幅度提咼产品收率膜过滤过程是动态的错流过滤过程，因此不行能像板框过滤、离心过滤过程一样滤渣固含量很高，但是通过“错流过滤+透析”的方式可以最大限度的收集滤渣中的有效成分，提高95%〜98%。独特先进的制膜配方，膜元件耐酸碱极佳，膜使用寿命长自主学问产权的膜制备工艺技术、高质量的原材料、每年投入到产品研发的大量人力的质量治理体系，陶瓷膜产品的质量上得到了有力的保证。经破坏性试验说明，陶瓷膜元件使用寿命在正常使用环境下可达 4年以上。膜孔径呈不对称分布，衰减慢，可维持高通量过滤由于膜支撑体材质为99%AI2O3，在1800°C高温下烧结时收缩性小，支撑体孔径相对于Al2O3/TiO2/ZrO2混合材料烧结而成的支撑体孔径更大更均匀， 膜元件孔径的不对称性更大，因此错流过滤时膜的污染更低，更简洁清洗。废水排放量大大减小，废水CO［中显著降低，减轻环保压力优化的膜系统设计，最大可能的减小了传统工艺中废水排放量大的缺点。常温密闭操作，保证了产品活性所处理物料在管道和膜腔内循环过程中完成物料的分别过程，不直接与大气接触，不会发生泄漏。膜元件强度高，耐磨性好高温烧结而成无机材料对于高速流淌的物料耐磨性极佳，膜层不变形，不存在压密现象，避开了高分子有机超滤微滤膜耐磨性差、膜层易损坏等缺点 •PLC上位机全自动化掌握，操作简洁，极大的降低了劳动强度，易于膜的清洗和维护局合理，占地面积小。三、专业名词和术语陶瓷膜元件：指装在不锈钢组件中的白色陶瓷膜管，起分别功能的核心分别介质；膜组件：用以集中安装陶瓷膜元件的不锈钢压力容器，每套组件内装有多只膜元件，靠密封圈实现膜与组件间的密封；花盘：不锈钢材组件上下有多个孔的园盘，靠螺栓与下花盘紧固；集液腔：两组并联组件间的连接腔体；CROSSFLOWFILTRATION!过清液流淌的方向与进料液流淌方向垂直；膜面流速：指物料在陶瓷膜兀件通道内膜层外表流淌的速度；截留分子量：衡量陶瓷膜孔径大小的参数之一，定性的表征膜层对物料中不同分子量组分的截留状况，用道尔顿表示，英文为MocularWeightCut-OffMWCO；1.2〜0.1微米的膜过滤过程；超滤：膜层的孔径在0.05〜0.01微米的膜过滤过程；渗透液：指透过膜层的澄清的液体；浓缩液:被膜层截留后反复在膜系统中循环过滤后残留的物质，主要是不溶性的菌体，多糖,蛋白,杂质等；跨膜压差：衡量膜过滤所需驱动压力的大小TMP=(P1+P2)/2-P3Pi为物料进口压力P2为物料循环压力P3为渗透侧出口压力

Dalton,膜的水通量:衡量膜的过滤速度凹凸的一个主要参数， 以纯洁水为测试溶液,用5C体积升数单位为升/平方米.小时Q25=VXK/MPXS)

2l/m.hK1S为膜过滤面积，单位：m2浓缩倍数：指进料液通过膜过滤过程后体积减小的倍数Dv=V1/V2=V1/〔V1-V3〕循环泵:供给物料在通道内侧膜层外表高速流淌的流速和压力， 通过调整循环泵变频器的频率可以调整膜循环系统的压力从而调整系统的渗透量大小；供料泵:向膜系统内补充因浓缩液和渗透液排放削减的料液， 同时通过调整供料出口与膜主机补料口之间的阀门可以调整膜循环系统的压力从而调整系统的渗透量大小。Q1=Q2+Q3Q2渗透量Q3浓缩液排放量四、设计依据1、料液名称及性质：枯草芽抱杆菌或苏云金芽抱杆菌发酵液〔养分基玉米淀粉、葡萄糖、豆粕等〕。其直径约为0.8---1.2um具有热敏性〔80C以下安全〕处理量：15m3/d处理时间：膜过滤时间8小时浓缩倍数：6倍处理目的：去除发酵液中的水份3、原料液物性指标4~5PH值：7~9悬浮物含量：70%0.5%250厘泊〔变化值〕4、设计加工参照标准依据国家或主管部部颁标准和承制工厂通行的标准进展设计、加工、制造、装配、安装、检查等。相关国家标准或标准如下：JB/ZQ4000.3-86 焊接件通用技术条件JB2932-86GB50236-98GB5083-85GB50093-2023GB14048.5-93GBJ17-88

水处理设备制造技术条件现场设备工业管道焊接施工及验收标准生产设备安全卫生设计总则自动化仪表工程施工及验收标准机电式掌握电路电器钢构造设计标准5无机陶瓷膜元件与组件外形尺寸参数陶瓷膜陶瓷膜元件〔打勾所指〕外形：多通道圆柱形，圆形通道材质：99Al2O3长度：1016mm30mm通道：19通道-4.0mm过滤孔径：50nm有效膜面积：0.24m2多通逍无机陶瓷膜Mult]-chaniieIS.norganicM(xmbrcin(”过滤面积：4.56M2〖膜组件装配示意图〗五、工艺流程陶瓷膜组件外壳19芯x©30x1016mm待处理的发酵液用振荡筛处理，将发酵液中的较大颗粒状、纤维状等杂质去除后再进入原料罐。原料罐中的料液通过供料泵打入陶瓷膜系统中，浓缩至机，排空原料罐及设备内的料液，进入洗膜程序。

6倍时停原料罐匚二＞ 供料泵匚二陶瓷膜膜过滤系统的浓液侧管路装有自动调整阀， 用于掌握浓缩液的流量及设I―备运行压力。在此系统中，通过掌握浓缩液流量来确保膜外表的流速保持在从而可以防止膜的污染、保持膜通量的稳定，供料泵的供料量掌握、循环泵启停控

浓液4~5m/s，工艺示意图制均承受变频调速器来实现。上述全部流量、压力的掌握均进入PLC实现自动掌握。在生产过程中，一些纤维、鞣质、淀粉、胶体等会积存在膜的外表形成污染层，并有少量进入其多孔陶瓷支撑体内，从而减使膜的过滤通量减小；为了恢复陶瓷膜的过滤性能，系统必须进展CIP清洗。本系统配备了三个清洗罐，分别为酸罐、碱罐和热水罐，用以配制清洗液和进展膜清洗操作。六、工艺计算依据贵方供给的处理量要求，我们进展了如下计算：设计依据：8小时6倍陶瓷膜过滤精度：50纳米4~5m/秒

：15m3/d0.2~0.35MP工艺参数计算膜面积计算依据贵方的要求，我公司共设计了27平米的陶瓷膜浓缩设备。陶瓷膜我们承受的分别孔径为50纳米的管式陶瓷超滤膜元件，设计了一套陶瓷膜机组。通道的膜元件。机组设计6个每个内装19根上述膜管的膜组件，6个组件以三并两串的形式排列。设计的平均膜通量为 60-8OL/m2h819.5-26.0427平米的陶瓷膜设备。膜组件计算陶瓷膜组件内装直径0毫米9通道的膜管〔每根膜管膜面积为m2〕9芯膜组4.56m2。陶瓷膜过滤机组：每套膜机组设计膜面流速为4~5m/619支膜元件，通过计算每套机组的循环泵流量设计为 200m3/小时，扬程26米。陶瓷膜系统供料泵：给膜机组供料，考虑到设备的处理力量以及循环流量的需求， 供料泵的流量设计为20m3/h，扬程取决于原料罐位置的凹凸以及膜运行所需地跨膜压差，定为26米。清洗泵：考虑到循环流量的需求， 清洗泵的流量设计为25M3/H，扬程取决原料罐位置的凹凸以及膜运行所需地跨膜压差，定为 26米。罐的体积设计陶瓷膜主设备和管路总容积在0.3m3左右，为使循环清洗得以连续进展，酸罐、碱罐设计1.5m33m320m3七、膜清洗和再生膜元件使用一段时间后，料液中的各种组分均有可能在膜的内部和外表形成堵塞，提取液中对膜的污染源主要是胶体、蛋白、纤维等。这些吸附在膜层外表和膜内部的污染物如不及时去除，将大大的影响膜的过滤性能，主要表现为过滤通量大大衰减。因此必需周期性的对膜进展清洗再生以恢复膜元件的过滤性能。 滤膜是否能够耐受污染并且能否便捷经济的再生恢复是判定膜过滤过程牢靠性和经济性的一项至关重要膜清洗方法通常可分为物理方法和化学方法，物理方法是指承受高流速水冲洗，海绵球机有溶解作用或置换作用的化学试剂对膜进展清洗。无机膜以其优异的化学稳定性和高的机械强度可承受更广泛的清洗方法进展清洗，理论上可以不用考虑清洗剂对膜材质本身的影响而承受任何化学试剂对膜进展清洗,但是鉴于清洗费用以及陶瓷材料在高温下的耐酸碱性， 一般仅需要浓度为1〜2洗可恢复性、清洗费用等具有很大优势。K 被污染后的陶瓷膜〗 〖经过清洗再生后的陶瓷膜〗无机膜化学清洗的一般规律为：无机强酸使污染物中一局部不溶性物质变为可溶性物质；是于污染格外严峻的膜，通常承受强酸、强碱交替清洗，并参加次氯酸钠等氧化剂与外表活性剂。在这些清洗过程中,恢复膜通量。自来水中可能存在的杂质对陶瓷膜形成的污染源。发酵液体系中对膜形成的污染源多糖胶体淀粉油脂无机盐垢等膜清洗再生常规清洗工艺及清洗剂常规条件:PH0~14,T=50〜65C,P=0.2~0.3Mpa常规清洗剂：碱性：NaOH,Na3PO4氧化剂：NaCIO,KMnO4八、掌握系统低压配电系统从总线过来一路电源，经我方配电柜安排后，一路作为动力电，一路作为照明电。掌握系统简介掌握系统承受PLC+上位机的方式，掌握对象为气动开关阀、马达、气动调整阀，全部须显示的数据如原料罐液位、压力、温度、清液流量、浓液流量等。全部的设备状态、模拟量数据均通过上位机显示出来，同时报警数据、掌握参数的设定也通过上位机进展。报警信息能通过上位机实时显示出来并且能把报警数据记录下来循环泵和供料泵承受变頻器具有过热、短路、缺相保护、调速、削减对膜的冲击。压力、温度测量仪表承受2线制仪表，4-20mA标准信号，流量测量承受电磁流量计。开关量输入模块选用16点的光电隔离模快，开关量输出模块选用 16点的晶体管模块，每一个输出点均用继电器予以隔离。掌握柜的布置

PLC与上位机进展通讯。除了配电柜之外，有程控柜、低压掌握柜〔内有变频、接触器、空气开关等〕 、电磁阀柜〔内有SMC电磁阀〕。程控柜、低压掌握柜、电磁阀柜安装于掌握室内部。配电柜供给其它全部掌握柜的电源。电缆铺设循环泵的动力电缆承受预埋管铺设，其余掌握电缆和动力电缆用桥架和地沟槽铺设，掌握电缆与动力电缆分走不同的桥架。气源本系统需气源压力为6bar。6〕 主要检测和掌握工程储罐温度、液位；供料泵出口压力、温度；循环泵出口压力；浓液侧压力；清洗罐温度、液位；渗透侧流量、压力；调整阀开度。7〕关键掌握点的调整本设备的自控系统主要元器件有气动蝶阀、气动调整阀、压力传感器、流量传感器、温度传感器、空气检测器、液位传感器、PLC上位机等组成。承受气动蝶阀实现自动切换各管路，调整阀起调整工艺参数作用，各气动阀门带有位置开关，假设由于气路、电路故障阀门没有开启导致系统运行不稳定时，该自控系统上会快速指示那个阀门消灭故障，可以快速进展故障排解。局部压力传感器与调整阀构成控制回路，局部压力传感器起监控作用，当进膜压力高时系统会进展报警，假设压力严峻超高的状况下会使设备自动停机。流量传感器与调整阀构成掌握回路，掌握滤出液的流量。空气检测用于检测设备内空气是否排尽，正确掌握各循环泵的启动以及排渣液位状况，到液位过高或过高时系统作出报警。浓缩液流量：通过电磁流量计与调整阀进展调整，预先设定某肯定值，如浓缩液大于该值，则将调整阀开度调小，如浓缩液小于该值，则将调整阀开度调大。原料罐、清洗酸碱罐、热水罐液位：由带远传液位计与气动蝶阀进展掌握。九、工艺特点承受高耐腐蚀型的九九瓷氧化铝陶瓷超滤膜，大大提高了陶瓷膜元件的耐腐蚀性，保证了膜系统长寿命的牢靠运行；承受抗污染三层复合物料浓缩专用反渗透膜，保证物料浓缩始终在高流量下运行。承受大通道的膜元件，可减小发酵液高倍数浓缩状态下通道被堵塞的概率，增加设备运行的稳定性；独特的压力调整技术，保证膜系统的长期稳定运行，提高设备的运行效率；装填密度高的大组件降低了设备管材附件的数量在降低设备投资的同时减小了占地面积；承受并串的同一平面的组件布局模式、“集液腔与连接收”的安装模式，与传统的立面结构形式相比一方面组件间的压力损失大大降低从而使得膜组件的压力分布比较均匀，循环泵所需压头减小系统能耗也相对降低；另一方面设备的日常操作和维护更为简洁便利；优化的全自动CIP清洗程序能最快的使膜系统的性能得以恢复，另备有独特的膜清洗试剂使膜元件使用寿命得以长期保障；周密的压力、稳定、液位报警及自动调整设置使系统运行更加安全；重要部件如泵、调整阀等均选用质量优良的历经工程验证的优质产品。十、膜设备配置说明震惊筛防止一些大的颗粒状或纤维状杂物进入循环系统，可能使膜通道堵塞。预过滤器防止原料罐内进入杂物，进入循环系统，造成泵叶轮损坏。供料泵给膜系统供料和供给过滤所需的驱动压力。循环泵给膜供给肯定的膜面流速和过滤所需的驱动压力。变频器减缓循环泵启动时对膜的冲击，另还可调整循环泵的流量。自动调整回流液流量。PLC+工控机可以自动化掌握，削减劳动强度，消灭故障可以自动报警。十一、生产空间、环境及建筑物的要求主体设备与罐区系统1套膜系统，单套膜主机长X宽X高约：3000X1500x2023mm设备主机〔单套〕的重量〔含物料或水，包括泵膜组件〕为：约2.5吨设备现场安装空间视现场状况定。设备主机安装时需浇注根底，泵电机电缆预埋或桥架，通信电缆承受桥架或地沟。对生产环境的要求设备放置区域温度不得小于5C,防止因结冻造成膜管损伤。3〕对建筑物的要求罐区做承重设计；生产区地面做水平及防腐设计。十二、技术效劳与人员培训1、 卖方向买方供给现场实际操作培训〔含理论培训〕及开工调施、功能考核等技术指导；2、 培训内容为膜的根本学问及正常操作设备的根本技能；完全独立操作；

确保使用者能够3、 卖方向买方供给的陶瓷膜元件质保期为叁年，其余局部质保期为壹年,在质保期内卖方负责对系统设备缺陷进展处理，卖方有义务供给技术指导，帮助消除缺陷；4、 质保期后，买方供给有偿的终身技术效劳，并优待供给各种备件、耗材十三、设备具体配置报价、付款方式及交货期序号序号名称规格型号数量单价〔元〕总价〔元〕陶瓷膜主机〔271套〕报价1陶瓷膜及组件1套制造商材质规格材质规格制造商1141.1陶瓷膜AL2O3CMF19-?30-101661.2膜组件〔含花盘〕SUS304191.3膜管密封件228材质规格1.4 组件密封件 材质规格

三元乙丙胶?301930

121.5

件

制造商

SUS304实配

72循环泵循环泵

型号材质供给商

1实配304ANDRITZ37Kw1450rpm3 设备主机管配件 1批3.1

集液腔

制造商 2只材质 SUS304制造商 3套组件连接件循环泵出口管路

规格材质规格

SUS304DN2001SUS304DN200排空、渗透管路

制造商及产地 1套

〔〕材质规格制造商及产地

SUS304国产 6只材质规格材质规格制造商及产地材质SUS304DN50~100上海橡胶2规格DN200材质3041规格实配柔性接头视镜支架

304不锈钢 1套实配4

1套陶瓷膜主机设备公用局部报价1批4.1

气动蝶阀

材质规格

合资 1批SUS304DN5A80制造商及产地合资制造商及产地合资1材质SUS304DN651形式快装式材质304滤芯30产地国产1筛网精度60双联过滤器4.55

震惊筛系统公用泵

型号流里、扬程

1批实配 1台20n^h、H=26m5.1 供料泵 产地型号流里、扬程

3047.5Kw实配50nS/h、H=26m 1台材质材质功率制造商及产地304GRUNDFOS15Kw华清1规格IFM4080制造商量程美国麦克0-1.