[发明专利]多级连续反渗透膜浓缩系统及使用该系统进行浓缩的方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然植物提取液的浓缩设备，尤其是既能提高浓缩倍 数，又能减少浓缩物中有效功能成分及香气的损失，同时延长持续生 产周期的多级连续反渗透膜浓缩系统以及使用该系统进行浓缩的方 法。

背景技术

目前，对天然植物提取液的浓缩通常采用蒸发浓缩和反渗透膜浓 缩。近十年来，我国陆续有企业应用反渗透膜浓缩技术进行天然植物 提取液的浓缩，但由于天然植物的成分复杂，含有多糖、果胶、淀粉、 蛋白质、脂质等高分子物质，在浓缩过程中容易造成反渗透膜元件的 污堵。因而，反渗透膜浓缩技术的应用上存在浓缩倍数低、终产物浓 度低以及持续生产周期短等缺点。

发明内容

为解决上述反渗透膜浓缩天然植物提取液的技术不足，本发明的 目的是提供一种新型多级连续反渗透膜浓缩系统以及使用该系统进行 浓缩的方法，该系统既能提高浓缩倍数，又能减少浓缩物中有效功能 成分及香气的损失，同时又能延长持续生产周期。

本发明提供的多级连续反渗透膜浓缩系统由输料泵、增压泵、一 级膜堆(带内循环泵)、二级膜堆(带内循环泵)、三级膜堆(带内循 环泵)到n级膜堆(带内循环泵)顺序连接，在各级膜堆间，安装至 少一个加压泵，从而提高后面各级膜堆的入口压力。膜堆的级数n根 据系统单位时间的处理量来设计，不同膜堆中的循环泵所需流量根据 膜壳的并联数来确定。

根据本发明的优选方式，所述膜堆由m(m≥1)支反渗透膜元件安 装于耐压膜壳中，该膜壳通过串联和/或并联或者串并联组合方式连接 而成，每支膜壳串联2～6支膜元件。

根据本发明的优选方式，所述多级为三级，其中，在一级膜堆后， 安装加压泵。

根据本发明的优选方式，在连续反渗透膜浓缩过程中，一级膜堆 在给料压力不高于30bar的条件下能透析料液中80％以上的水。

根据本发明的优选方式，所述加压泵安装于一级膜堆浓液出口与 二级膜堆入口之间。

根据本发明的优选方式，所述输料泵的出口压力3～4bar，增压泵 的出口压力25～30bar，加压泵的出口压力32～40bar。

根据本发明的优选方式，该系统用于包括红茶、绿茶、乌龙茶及 凉茶的天然植物提取液的浓缩。

此外，本发明还提供使用上述多级连续反渗透膜浓缩系统进行浓 缩的方法。

以三级连续反渗透膜浓缩系统为例，使用本发明的多级连续反渗 透膜浓缩系统进行浓缩的方法主要包括以下步骤：

1)天然植物提取液经精滤、离心处理后进入三级连续反渗透膜浓 缩系统。

2)天然植物提取液经输料泵、增压泵后压力提高到25～30bar后 进入一级膜堆，此过程中提取液浓度低，渗透压也低，因此一级膜堆 在给料压力不高于30bar的条件下能透析料液中80％的水，从而提取液 浓度可以提高4倍。

3)提取液经一级膜堆浓缩后，流量减至20％、浓度提高4倍，此 时提取液浓度高，渗透压也高，提取液经加压泵加压，压力提高到32～ 40bar后进入二级膜堆和三级膜堆进行进一步浓缩。此时，给料压力升 高使后两级膜堆的水通量增加，但压力升高并不影响盐透过量，在盐 透过量不变的情况下水通量增大时透析水含盐量下降，截留率反而提 高，因而既提高浓缩倍数，又减少浓缩物中有效功能成分及香气的损 失，延长持续生产周期。

本发明的优点在于：

1)与不安装加压泵的三级连续反渗透膜浓缩系统相比，本发明的 系统的天然植物提取液浓缩物浓度可提高20～50％。

2)与不安装加压泵的三级连续反渗透膜浓缩系统相比，本发明的 系统的持续生产周期由4小时提高到6小时。

此外，本发明工艺简单，易于推广应用。

附图说明

附图1为三级连续反渗透膜浓缩系统的工作原理图。

附图2为多级连续反渗透膜浓缩系统的工作原理图。

具体实施方式

现将结合图1，以三级连续反渗透膜浓缩系统为例，进一步详细说 明天然植物提取液经离心机离心或过滤处理后进入多级连续反渗透膜 浓缩系统进行浓缩，以下实施例中的天然植物提取液均经上述工艺处 理。