一种用于咸蛋清脱盐处理的电渗析装置的制作方法

本实用新型涉属于通用设备制造领域的液体过滤、净化机械板块，具体涉及一种用于咸蛋清脱盐处理的电渗析装置。

背景技术：

在食品工业中，咸蛋制品主要用于取蛋黄作为进一步深加工的原料，例如，作为月饼、蛋糕、蛋黄包等中式食品的原料。咸蛋清是咸蛋黄生产过程中的副产物，主要成分是蛋清和盐(氯化钠)。咸蛋清由于其盐含量高，难以被直接利用。若对咸蛋清进行脱盐浓缩，可实现咸蛋清的资源化利用，并减少环境污染，创造很好的经济效益和社会效益。

cn102697090b公开一种咸鸭蛋清脱盐装置，核心工艺为超滤技术，核心部件为超滤膜组件。该咸鸭蛋清脱盐装置的不足之处在于，超滤技术及超滤膜组件无法真正实现盐(氯化钠)与蛋清的有效分离。

cn102948810b公开一种咸蛋清的脱盐方法，核心工艺为电渗析技术，核心部件为异相膜电渗析膜组件。该脱盐方法的不足之处在于，需将蛋清用水稀释5-20倍，这样会导致脱盐后的蛋清中水份含量过高，影响品质。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种用于咸蛋清脱盐处理的电渗析装置，该电渗析装置能够在不稀释蛋清、无任何添加的情况下实现盐(氯化钠)与蛋清的高效分离，同时可以降低脱盐能耗并提高产品品质。

具体地，本实用新型提供的用于咸蛋清脱盐处理的电渗析装置包括料液桶、浓水桶、极水桶、粗过滤装置、电渗析膜组件、电渗析操作架、电渗析控制柜和电渗析电源，所述粗过滤装置与料液桶通过管道相连通，所述料液桶、浓水桶和极水桶分别与电渗析操作架和电渗析膜组件通过管道循环连通，所述电渗析控制柜与电渗析电源通过电缆连接，所述电渗析电源与电渗析膜组件通过电缆连接。

进一步的，所述电渗析膜组件为均相膜电渗析膜组件。

进一步的，所述电渗析膜组件内部所用膜为低面电阻均相离子交换膜，膜的面电阻<2ω·cm²。

进一步的，所述膜的支撑体材质为聚烯烃。

进一步的，所述电渗析电源为高频开关电源。

进一步的，所述电渗析膜组件包括核心膜堆区、隔离区和极区，所述核心膜堆区由至少两组膜对组成，所述膜对由一张离子交换阳膜、一张网隔板和一张离子交换阴膜依次叠合而成，所述隔离区和极区依次设置于所述核心膜堆区的平行于膜面的两侧，所述隔离区设置有厚网隔板，所述电渗析膜组件的进水口和出水口分别设置在所述核心膜堆区的垂直于膜面的两侧。

进一步的，所述膜对中网隔板的厚度小于所述隔离区中厚网隔板的厚度。

进一步的，所述膜对中网隔板的厚度为0.4mm～0.7mm，所述隔离区中厚网隔板的厚度为0.7mm～10mm。

进一步的，所述离子交换阳膜和离子交换阴膜为食品级均相离子交换膜。

进一步的，所述膜对的数量为2～1200组。

进一步的，所述核心膜堆区两侧的极区分别设置有阳极板和阴极板。

进一步的，所述阳极板和阴极板为表面附着有钌和/或铱的钛极板。

进一步的，所述电渗析膜组件还包括用于将所述隔离区和极区隔开的极水隔板和极膜，所述极水隔板和极膜与隔离区和极区的排列顺序依次为隔离区、极膜、极水隔膜和极区。

上述技术方案所具有的有益效果如下：

(1)与超滤组件相比，本实用新型提供的电渗析膜组件能够在不稀释蛋清、无任何添加的情况下实现盐和蛋清的高效分离，同时降低脱盐能耗和提高产品品质；

(2)当采用聚烯烃材质的均相离子交换膜时，与异相离子交换膜相比，更适用于食品处理行业；

(3)当采用低面电阻的均相离子交换膜时，与异相离子交换膜相比，盐迁移通量更大，脱盐效率更高，且膜的致密性高可以尽可能防止蛋白质等有效成份的损失；

(4)当采用高频开关电源时，与常用的硅整流电源相比，效率更高，可以节约用电。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提供的用于咸蛋清脱盐处理的电渗析装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的电渗析膜组件的一种具体结构示意图；

图3为图2所示的电渗析膜组件的工作原理图。

附图标记说明

1-料液桶；2-浓水桶；3-极水桶；4-电渗析膜组件；41-核心膜堆区；42-隔离区；43-极区；5-电渗析控制柜；6-电渗析电源；7-电渗析操作架；8-粗过滤装置。

具体实施方式

以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、底、顶”通常是指本实用新型的电渗析装置在工作情况下的方向。

如图1所示，本实用新型提供的用于咸蛋清脱盐处理的电渗析装置包括料液桶1、浓水桶2、极水桶3、粗过滤装置8、电渗析膜组件4、电渗析操作架7、电渗析控制柜5和电渗析电源6，所述粗过滤装置8与料液桶1通过管道相连通，所述料液桶1、浓水桶2和极水桶3分别与电渗析操作架7和电渗析膜组件4通过管道循环连通，所述电渗析控制柜5与电渗析电源6通过电缆连接，所述电渗析电源6与电渗析膜组件4通过电缆连接。此外，各管道上还可以根据实际情况设置有泵。

需要说明的是，所述料液桶1、浓水桶2和极水桶3分别与电渗析操作架7和电渗析膜组件4通过管道循环连通包括以下三条循环连通线路：(1)料液桶1与电渗析操作架7通过管道连通，该管道又继而与电渗析膜组件4的进水口连通，电渗析膜组件4的(淡水)出水口与料液桶1通过管道连通；(2)浓水桶2与电渗析操作架7通过管道连通，该管道又继而与电渗析膜组件4的进水口连通，电渗析膜组件4的(浓水)出水口与浓水桶2通过管道连通；(3)极水桶3与电渗析操作架7通过管道连通，该管道又继而与电渗析膜组件4的进水口连通，电渗析膜组件4的(极水)出水口与极水桶3通过管道连通。

所述粗过滤装置8用于将咸蛋清进行过滤处理，以去除其中的大颗粒杂质。所述粗过滤装置8的滤网孔径优选为10-500微米。

所述电渗析膜组件4用于实现咸蛋清的脱盐，优选为均相膜电渗析膜组件，其内部所用的膜优选为低面电阻均相离子交换膜，膜的面电阻<2ω·cm²。此外，所述膜的支撑体材料优选为聚烯烃。根据本实用新型的一种优选实施方式，如图2所示，所示电渗析膜组件包括核心膜堆区41、隔离区42和极区43，所述核心膜堆区41由至少两组膜对组成，所述膜对由一张离子交换阳膜、一张网隔板和一张离子交换阴膜依次叠合而成，从而形成浓、淡隔室；所述隔离区42和极区43依次设置于所述核心膜堆区41的平行于膜面的两侧，所述隔离区42设置有厚网隔板，所述电渗析膜组件的进水口和出水口分别设置在所述核心膜堆区41的垂直于膜面的两侧。其中，所述膜对的数量可以为2～1200组。多组膜对之间共享离子交换阳膜或者离子交换阴膜。所述浓、淡隔室交替形成于不同膜对之间，不同浓室之间形成的浓水可以单独引出电渗析膜组件，也可以通过管路汇合之后再统一引出电渗析膜组件；同理，不同淡室之间形成的淡水可以单独引出电渗析膜组件，也可以通过管路汇合之后再统一引出电渗析膜组件。术语“平行于膜面”是指与离子交换阳膜和离子交换阴膜相平行。术语“垂直于膜面”是指与离子交换阳膜和离子交换阴膜相垂直。当工作时，如图3所示，咸蛋清溶液通过进水口引入所述电渗析膜组件中，极区43中设置的电极接通电源之后，在外加直流电场作用下，咸蛋清溶液中的阴离子通过离子交换阴膜向阳极方向迁移，阳离子通过离子交换阳膜向阴极方向迁移，从而实现咸蛋清溶液中离子与水的分离过程。其中，分离所得的浓水主要以氯化钠为主，可用于咸鸭蛋的腌制过程；而分离所得的淡水即为脱盐蛋清，主要用于食品的加工，如面包、饼干、糕点、布丁等的生产。

所述膜对中网隔板主要用于实现离子交换阳膜和离子交换阴膜的分离，以形成浓、淡隔室。所述隔离区42中厚网隔板主要用于实现核心膜堆区41和极区43的隔离。所述膜对中网隔板的厚度优选小于所述隔离区中厚网隔板的厚度。具体地，所述膜对中网隔板的厚度可以为0.4mm～0.7mm，所述隔离区中厚网隔板的厚度可以为0.7mm～10mm。所述膜对中网隔板和隔离区中厚网隔板的流道设计优选能够促进液体的湍流搅动。

所述离子交换阳膜和离子交换阴膜优选为食品级均相离子交换膜，绿色环保，符合食品卫生标准，并且能够提高电渗析膜组件的脱盐浓缩效率。根据本实用新型的一种优选实施方式，所述膜的支撑体材质为聚烯烃，所述离子交换阳膜和离子交换阴膜的面电阻＜2ω·cm²。

所述核心膜堆区41两侧的极区43分别设置有阳极板和阴极板。其中，所述阳极板和阴极板优选为表面附着有钌和/或铱的钛极板，其具有导电性能好、机械强度高、电化学性能稳定、加工方便等优点。

所述电渗析膜组件还可以包括极水隔板和极膜，用于将隔离区42和极区43隔开。所述极水隔板用于形成极水隔室，并使极水形成有效湍流流动，防止极板因通电而发生烧坏现象，其材质通常可以为ept橡胶、pp、pe、ptfe、pvc、eva等。所述极膜用于隔离咸蛋清和极水，防止咸蛋清组分进入极室，以防极板污染和损坏，其材质通常可以为异相离子交换膜、全氟磺酸离子交换膜、均相离子交换膜等。所述极水隔板和极膜与隔离区42和极区43的排列顺序依次为隔离区42、极膜、极水隔板和极区43。

所述电渗析操作架7用于调节控制咸蛋清脱盐过程中的操作工艺参数，如进料流速、压力等。

所述电渗析控制柜5用于实时监控显示装置运行参数，保证装置在正常状态下运行。

当工作时，启动电渗析电源6和电渗析控制柜5，将待处理的咸蛋清注入粗过滤装置8中进行过滤处理，以去除其中的大颗粒固体，过滤完的咸蛋清注入料液桶1中，继而引入电渗析膜组件4中进行电渗析脱盐处理，在电渗析处理过程中采用源自极水桶3的极水对电极进行保护，电渗析脱盐处理所得的淡水引入料液桶1，而所得浓水则引入浓水桶2，整个过程通过电渗析操作架7调节工艺参数(如进料流量、压力等)。

本实用新型优选采用聚烯烃材质的低面电阻的均相离子交换膜做成电渗析膜组件并优选采用高频开关电源，此时既可实现高效脱盐，又可实现清洁生产和节能减耗，从而创造良好的经济效益和社会效益。

以下为本实用新型的具体实验数据，从而验证本实用新型的有益效果。

均相离子交换膜面电阻1.6ω·cm²，1台规格为55110-200(均相离子交换膜尺寸为550mm×1100mm，均相离子交换膜对数为200对，即均相离子交换阳膜200张、均相离子交换阴膜200张)的电渗析膜组件，1小时脱盐54kg，蛋白质损失<10％；

均相离子交换膜面电阻1.1ω·cm²，1台规格为55110-200的电渗析膜组件，1小时脱盐63kg，蛋白质损失<9％；

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。