【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于提纯浓缩领域，具体涉及一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法。
技术介绍
1、现代研究表明，小分子多肽具有不许消化直接吸收、吸收速度块、在体内易合成蛋白质等优势，藻类的提取物中含有ca、mg、fe等多种矿物元素，富含蛋白质、脂肪酸类营养物质，二者在美白抗氧化、抗衰老、增强免疫力、强身健体的保健品、药品、化妆品和食品等多方面具有重要的开发前景。为降低藻类的运输成本，通常采用自然沉降法、絮凝沉降法、离心浓缩法和膜过滤法等将其浓缩。而多肽蛋白质等有机物制备过程复杂，制备获得的溶液中通常含有无机盐及大颗粒其它杂质等，需进一步分离纯化、脱盐浓缩。
2、膜分离技术是一种在分离膜上施加驱动力，使水分子和部分小分子通过，但不允许较大分子穿过，在食品加工和药品浓缩等领域中广泛应用，可通过调整孔径，实现藻类、蛋白质、多肽、无机盐的筛分，处理方法简单，过程安全，无二次污染。然而，现有膜分离装置占地面积大，运行成本高，应用场景单一，只能针对藻类提取或有机物脱盐浓缩一种，使用过程中，各膜池无法单独使用。
3、为此，需要开发一种低成本、小体积并适用于多种物质处理的装置，进行藻类的提取与浓缩和多肽蛋白的脱盐浓缩，达到降低成本、提高浓缩效率、在线监测控制的目的。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，提供一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，可以有效进行培养液中藻类的提取，能够提高海藻的分离效率，装置简单，藻类纯度高。
2、为解决上述
3、包括用于去除溶液中悬浮固体、色素和异味使水质达到膜分离进水标准的预处理系统，用于进行膜分离过程，分离培养液与海藻或蛋白质、多肽等有机物与无机盐，提升藻类浓度的超滤/微滤膜组件或提升有机物浓度的纳滤/超滤膜组件，所述预处理系统、超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件依次相连，溶液依次经过所述预处理系统、超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件后，过滤所得溶液或无机盐溶液和浓缩藻类溶液或浓缩有机物溶液分别流入回收箱和浓水箱中，天平、传感器等连接至电脑，实时记录数据，并上传云端，可通过手机app查看。
4、优选的，所述预处理系统包括通过管路依次相连的原水箱、切换阀、供料泵、换热器、切换阀、pi压力计、吸附滤芯、切换阀、pi压力计。
5、进一步优选的，所述超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件包括调压阀、膜池及膜组件、回收箱和pi压力计。
6、进一步的，所述膜池及膜组件包括超滤/微滤膜片，所述超滤/微滤膜片根据藻类尺寸及培养液成分可选择截留分子量为1-800 kd的超滤膜或孔径为0.05-0.45 μm的微滤膜，或根据有机物分子量选择截留分子量为300-1000 da的纳滤膜或1000-3000 da的超滤膜，所述超滤/微滤膜片或纳滤/超滤膜片平铺设置在膜组底板和膜组压板之间，所述膜组底板和所述膜组压板呈同样的圆形，所述膜组底板和所述超滤/微滤膜片或纳滤/超滤膜片之间设有橡胶双密封圈，所述橡胶密封圈的外圈与所述膜组底板和所述膜组压板的圆形的形状和大小均一样，所述膜组底板和所述膜组压板的外圈上均设有4个螺纹孔，所述膜组底板和所述膜组压板通过螺栓连接，所述膜组压板上方设有与回收箱连接的渗透液出口，所述膜组底板和所述膜组压板均为聚四氟乙烯材质。
7、进一步的，所述预处理系统和所述超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件上设有自动化监测控制系统。
8、优选的，所述自动化监测控制系统包括电子天平，所述回收箱放置在所述电子天平，电子天平的数据实时反馈到电脑，上传至云端，可通过手机app查看，监测控制超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件的瞬时水量并进行预警。
9、进一步的，计算超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件的总水量，便于规划净水的后续贮存、分配和使用：
10、
11、其中，m表示超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件在时间t内的总水量，mt表示超滤/微滤膜组件在时刻t的瞬时水量。
12、进一步的，所述自动化监测控制系统还包括设置在切换阀和吸附滤芯之间的第一pi压力计，设置在膜池及膜组件和调压阀之间的第二pi压力计，所述第一pi压力计耦合切换阀和供料泵的高低压保护措施，所述第二pi压力计耦合调压阀的高低压保护措施，保证进水流量、压力稳定，防止膜池及膜组件由于异常高压受到损害，并控制错流过滤效率，同时通过调压阀进行切换，可实现单独使用一个膜池工作或者同时使用两到三个膜池工作；
13、所述自动化监测控制系统还包括温度传感器和换热器，所述温度传感器、所述换热器分别设置在与所述浓水箱、所述原水箱相接的管路上，构成超温保护自动保护措施，调节冷热水，保证设备运行过程温度稳定，防止装置由于过热受到损害或过冷结冰；
14、所述自动化监测控制系统还包括流量传感器，所述流量传感器设置在所述浓水箱相接的管路上，所述流量传感器耦合调压阀的流速控制措施，保证水流稳定。
15、进一步的，装置针对藻类培养液或多肽、蛋白等有机物溶液的浓缩与脱盐处理方法，包括如下步骤：
16、步骤1：将海藻培养液或多肽蛋白等有机物溶液，打开切换阀运行供料泵，依照第一pi压力计的示数缓慢调节切换阀的开合程度，使进水压力处于吸附滤芯正常运行范围内；
17、步骤2：藻类培养液或多肽、蛋白等有机物溶液通过吸附滤芯进行预处理，去除悬浮固体、色素和异味后，进入后续超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件；
18、步骤3：根据第二pi压力计的示数调节调压阀，使进水压力处于超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件正常运行范围内，使水流通过膜池及膜组件，进行藻类的提取与浓缩或多肽、蛋白等有机物的浓缩与脱盐；
19、步骤4：经超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件处理后的浓水流入浓水箱，过滤低含藻量溶液或无机盐溶液流入回收箱。
20、本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
21、本专利技术所要解决的技术问题是，提供一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，可以有效进行藻类或多肽蛋白等有机物溶液的浓缩与脱盐，能够提高分离效率，装置简单。
22、1、本专利技术设计用于去除藻类培养液或多肽、蛋白等有机物溶液中悬浮固体、色素和异味使水质达到膜分离进水标准的预处理系统，用于进行膜分离过程，分离培养液与海藻或有机物与无机盐，提升海藻和有机物浓度的超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件，简单高效。
23、2、本专利技术设计的超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件实施错流过滤，使用物料在有机膜表面高速流动，并提供一定的压力，使小分子物质垂直透过膜面，而截留的大分子物料则被冲刷走，使膜表面不易发生浓差极化和膜面污染，过滤速率衰减缓慢，可实现超长时间过滤实验，用压力作为膜分离的推动力，实验机操作容易，易于自控和维护。
24、3、本专利技术设计了用于实时监测控制装置浓缩效率和系统运转情况的自动化监测控制系统，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：包括用于去除溶液中悬浮固体、色素和异味使水质达到膜分离进水标准的预处理系统，用于进行膜分离过程，分离培养液与海藻或蛋白质、多肽等有机物与无机盐，提升藻类浓度的超滤/微滤膜组件或提升有机物浓度的纳滤/超滤膜组件，所述预处理系统、超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件依次相连，溶液依次经过所述预处理系统、超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件后，过滤所得溶液或无机盐溶液和浓缩藻类溶液或浓缩有机物溶液分别流入回收箱和浓水箱中，天平、传感器等连接至电脑，实时记录数据，并上传云端，可通过手机app查看。
2.根据权利要求1所述的一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：所述预处理系统包括通过管路依次相连的原水箱（1）、切换阀（2）、供料泵（3）、换热器（4）、切换阀（5）、PI压力计（6）、吸附滤芯（7）、切换阀（8）、PI压力计（9）。
3.根据权利要求2所述的一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：所述超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件包括调压阀（10-12）膜池及膜组
4.根据权利要求3所述的一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：所述膜池及膜组件（13-15）包括超滤/微滤膜片或纳滤/超滤膜片（133），所述超滤/微滤膜片或纳滤/超滤膜片（133）根据藻类尺寸及培养液成分可选择截留分子量为1-800kD的超滤膜或孔径为0.05-0.45 μm的微滤膜，或根据有机物分子量选择截留分子量为300-1000 Da的纳滤膜或1000-3000 Da的超滤膜，所述超滤/微滤膜片或纳滤/超滤膜片（133）平铺设置在膜组底板（131）和膜组压板（134）之间，所述膜组底板（131）和所述膜组压板（134）呈同样的圆形，所述膜组底板（131）和所述超滤/微滤膜片或纳滤/超滤膜片（133）之间设有橡胶双密封圈（132），所述橡胶密封圈（132）的外圈与所述膜组底板（131）和所述膜组压板（134）的圆形的形状和大小均一样，所述膜组底板（131）和所述膜组压板（134）的外圈上均设有4个螺纹孔，所述膜组底板（131）和所述膜组压板（134）通过螺栓（136）连接，所述膜组压板（134）上方设有与回收箱（16-18）连接的渗透液出口（135），所述膜组底板（131）和所述膜组压板（134）均为聚四氟乙烯材质。
5.根据权利要求4所述的一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于，所述预处理系统、所述超滤/微滤膜组件和所述纳滤/超滤膜组件上设有自动化监测控制系统。
6.根据权利要求5所述的一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：计算超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件的总水量，便于规划净水的后续贮存、分配和使用，
8.其中，m表示超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件在时间t内的总水量，mt表示超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件在时刻t的瞬时水量。
9.根据权利要求5所述的一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：所述自动化监测控制系统还包括设置在切换阀（5）和吸附滤芯（7）之间的第一PI压力计（6），设置在膜池及膜组件（13-15）和调压阀（25）之间的第二PI压力计（22-24），所述第一PI压力计（6）耦合切换阀（5）和供料泵（3）的高低压保护措施，所述第二PI压力计（22-24）耦合调压阀（10-12）的高低压保护措施，保证进水流量、压力稳定，防止膜池及膜组件（13-15）由于异常高压受到损害，并控制错流过滤效率，同时通过调压阀（10-12）进行切换，可实现单独使用一个膜池工作或者同时使用两到三个膜池工作。
...【技术特征摘要】
1.一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：包括用于去除溶液中悬浮固体、色素和异味使水质达到膜分离进水标准的预处理系统，用于进行膜分离过程，分离培养液与海藻或蛋白质、多肽等有机物与无机盐，提升藻类浓度的超滤/微滤膜组件或提升有机物浓度的纳滤/超滤膜组件，所述预处理系统、超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件依次相连，溶液依次经过所述预处理系统、超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件后，过滤所得溶液或无机盐溶液和浓缩藻类溶液或浓缩有机物溶液分别流入回收箱和浓水箱中，天平、传感器等连接至电脑，实时记录数据，并上传云端，可通过手机app查看。
2.根据权利要求1所述的一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：所述预处理系统包括通过管路依次相连的原水箱（1）、切换阀（2）、供料泵（3）、换热器（4）、切换阀（5）、pi压力计（6）、吸附滤芯（7）、切换阀（8）、pi压力计（9）。
3.根据权利要求2所述的一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：所述超滤/微滤膜组件或纳滤/超滤膜组件包括调压阀（10-12）膜池及膜组件（13-15）、回收箱（16-18）和pi压力计（22-24）。
4.根据权利要求3所述的一用于有机物浓缩与脱盐的装置及在线监测控制方法，其特征在于：所述膜池及膜组件（13-15）包括超滤/微滤膜片或纳滤/超滤膜片（133），所述超滤/微滤膜片或纳滤/超滤膜片（133）根据藻类尺寸及培养液成分可选择截留分子量为1-800kd的超滤膜或孔径为0.05-0.45 μm的微滤膜，或根据有机物分子量选择截留分子量为300-1000 da的纳滤膜或1000-3000 da的超滤膜，所述超滤/微滤膜片或纳滤/超滤膜片（133）平铺设置在膜组底板（131）和膜组压板（134）之间，所述膜组底板（131）和所述膜组压板（134）呈同样的圆形，所述膜组底板（131）和所述超滤/...
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