СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННЫХ МЕМБРАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 2009 года по МПК B01D65/06 

Изобретение относится к рыбной промышленности, а именно к способам регенерации ультрафильтрационных керамических мембранных элементов после концентрирования рыбного подпрессового бульона, и может быть использовано при производстве концентрата рыбного белка из рыбного подпрессового бульона способом ультрафильтрации.

Известен способ регенерации ультрафильтрационных полимерных мембранных элементов после очистки тузлуков, включающий операции ополаскивания продуктового контура чистой водой в течение 15 минут при температуре 45°С и давлении 0,2 МПа, обработку 0,5%-ным раствором азотной кислоты с добавлением неионогенного ПАВ Синтанол ДС-10 в течение 30 минут при температуре 50°С и давлении 0,25 МПа, повторное промывание водой для удаления остатков кислотного моющего раствора в течение 15 минут при температуре 45-50°С и давлении 0,2 МПа, обработку 1%-ным раствором средства РОМ-САФ-1 в течение 30 минут при температуре 70°С и давлении 0,25 МПа и окончательное промывание водой в течение 15 минут при температуре 45-50°С и давлении 0,2 МПа (О.В.Бредихина, Ж.И.Кузина. Санитарная обработка мембран. - Рыбная промышленность, №4, 2005 г.). Однако данный способ позволяет произвести регенерацию ультрафильтрационных керамических мембранных элементов CeRAM INSIDE лишь на 75-80%. Отрицательный результат объясняется тем, что соли минеральных веществ, взаимодействуя с раствором моющего средства РОМ-САФ-1, образуют нерастворимые соединения, отлагающиеся на селективном слое мембранных элементов, что снижает их производительность по сравнению с чистым мембранным элементом.

Известен способ регенерации ультрафильтрационных полимерных мембранных элементов после концентрирования рыбных подпрессовых бульонов, включающий операции ополаскивания продуктового контура чистой водой в течение 15-20 минут при температуре 45-50°С, обработку 0,5%-ным раствором гидроокиси натрия с добавлением 0,015-0,020% НПАВ Синтанол ДС-10 в течение 15-20 минут при температуре 55-60°С и давлении 0,2 МПа, повторное промывание водой при температуре 45-50°С в течение 15-20 минут при давлении 0,2 МПа, повторную обработку 0,5-1%-ным щелочным раствором средства РОМ-САФ-1 или 0,5-1%-ным раствором гидроокиси натрия с добавлением 0,015-0,02% ПАВ Синтанол ДС-10 в течение 50-60 минут при температуре 45-50°С и давлении 0,2 МПа. Затем продуктовый контур ополаскивают в течение 15-20 минут при температуре 45-50°С (О.В.Бредихина. Баромембранное разделение водно-белково-липидных растворов рыбоперерабатывающих предприятий. - М.: Изд-во ВНИРО, 2005). Данный способ также не позволяет произвести полную регенерацию ультрафильтрационных керамических мембранных элементов. Отрицательный результат объясняется тем, что для регенерации применяется неионогенный ПАВ (Синтанол-ДС-10).

Технической задачей заявленного изобретения является обеспечить регенерацию керамических мембранных элементов со степенью до 99% после концентрирования рыбных подпрессовых бульонов.

Поставленная задача достигается в заявленном способе регенерации керамических ультрафильтрационных мембранных элементов путем чередования ополаскивания продуктового контура водой и обработки щелочным моющим раствором с добавлением моюще-очищающего средства «РАМП», содержащего анионогенное ПАВ, при этом перед обработкой щелочным раствором проводят обработку мембранных элементов кислотным раствором концентрацией 1,2-1,5% в течение 20 минут при температуре 70-75°С и давлении 0,1 МПа, а обработку щелочным раствором ведут в два этапа, на первом из которых при давлении 0,1 МПа, на втором - 0,4 МПа, при этом концентрация щелочного раствора составляет 3,7-4%, концентрация моюще-очищающего средства «РАМП» - 0,02%, и на первом этапе обработку ведут в течение 30 минут при температуре 78-80°С, на втором - в течение 35-40 минут, причем ополаскивание водой после щелочной обработки проводят в течение 5-7 минут при температуре 20-25°С при давлении 0,1 МПа.

Первоначальное ополаскивание продуктового контура ультрафильтрационной установки проводят после наработки партии белково-липидного концентрата рыбного подпрессового бульона. Целью данной операции является вытеснение остатков продукта из продуктового контура и частичное удаление загрязнений с поверхности мембраны. Приготовление кислотного раствора 1,2-1,5% концентрации осуществляют в предварительно нагретой до температуры 75°С воде. Процесс регенерации проводят в течение 20 минут при постоянной температуре и давлении 0,1 МПа. Необходимая степень регенерации мембранных элементов обеспечивается их устойчивостью к воздействию агрессивных кислотных сред и высоких температур, концентрацией кислотного моющего средства, продолжительностью, температурой обработки и величиной рабочего давления регенерации. Использованный моющий раствор вытесняют, непрерывно подавая в ультрафильтрационную установку чистую воду до полного удаления его остатков с поверхностей технологического оборудования и мембранных элементов, после чего осуществляют контроль степени регенерации мембранных элементов по их удельной производительности по воде. Затем в предварительно нагретой до температуры 80°С воде с рН 6,5-7,5 готовят щелочной моющий раствор концентрацией 3,7-4%, при этом для интенсификации регенерации в него добавляют моюще-очищающее средство «РАМП» в количестве 0,015-0,02% к массе чистой воды. Регенерацию щелочным раствором осуществляют при постоянной температуре в течение 30 минут и давлении 0,1 МПа, после чего устанавливают давление в системе 0,4 МПа и рециркулируют раствор еще 35-40 минут. Необходимая степень регенерации мембранных элементов обеспечивается их устойчивостью к воздействию щелочных агрессивных сред и высоких температур, специфичностью химического состава и концентрацией моюще-очищающей добавки «РАМП», продолжительностью и температурой обработки мембранных элементов, изменением рабочего давления при регенерации. Затем использованный раствор вытесняют из продуктового контура чистой водой до отсутствия признаков щелочности, после чего осуществляют повторный контроль степени регенерации мембранных элементов по их удельной производительности по чистой воде. Заявленный способ позволяет добиться регенерации керамических мембранных элементов со степенью 96-99%.

Моюще-очищающее средство «РАМП» (патент на изобретение RU №2223308) - техническое моющее средство среднещелочного типа, применяемое в качестве добавки к растворам каустической соды для мойки технологического оборудования и тары в молочной промышленности, очистки от пригара и молочного камня теплообменного оборудования, а также в качестве добавки к щелочным моющим растворам при обработке мембранных элементов.

"Агросил-102" - жидкое, щелочное моющее средство, хорошо растворимое в воде, приготавливаемое методом растворения, представляющее собой водный раствор гидроокиси щелочноземельного металла с добавлением окислителя (например, гипохлорида натрия). Применяется для механизированного и ручного способов мойки молочного оборудования, в том числе для регенерации ультрафильтрационных мембранных элементов.

"Агросил-202" - жидкое, кислотное моющее средство, хорошо растворимое в воде, приготавливаемое методом растворения и представляющее собой водный раствор смеси неорганических кислот. Применяется для очистки внутренней и внешней поверхности молочного оборудования, инвентаря, тары от фосфорно-кальциевых отложений, в том числе и для обработки мембранных элементов.

Моющие средства «Агросил-102» и «Агросил-202» разработаны ООО «Синтез» (г.Кострома, ул.Щербины, д.9) совместно с ГНУ ВНИМИ. Производство «Агросил-102» осуществляется в соответствии с ТИ к ТУ №2381-320-00419785-2003 «Средство моющее техническое Агросил-102», производство «Агросил-202» - в соответствии с ТИ к ТУ №2381-321-00419785-2003 «Средство моющее жидкое Агросил-202». На указанные препараты имеется санитарно-эпидемиологическое заключение №50.ФУ.02.249.П.018301.09.01. от 18.09.2002, разрешающее их применение для санитарной обработки технологического оборудования после получения молочной продукции пищевого назначения.

Технологический процесс представлен на чертеже.

Пример 1. Предварительно осветленный и обезжиренный рыбный подпрессовый бульон, полученный при производстве кормовой рыбной муки из отходов от переработки кеты, концентрируют на ультрафильтрационных керамических мембранных элементах. После удаления остатков продукта из продуктового контура ультрафильтрационной установки в течение 7 минут ее ополаскивают чистой водой, имеющей температуру 20°С при давлении 0,1 МПа. Затем в течение 20 минут мембранные элементы обрабатывают 1,5%-ным кислотным моющим раствором при температуре 75°С при давлении 0,1 МПа. Использованный моющий раствор вытесняют и в течение 7 минут проводят ополаскивание продуктового контура ультрафильтрационной установки чистой водой для удаления его остатков. Проводят контроль качества регенерации мембранных элементов. После этого в течение 30 минут при температуре 80°С при давлении 0,1 МПа проводят их обработку 4%-ным щелочным моющим раствором с добавлением 0,02%-ного раствора моюще-очищающего средства «РАМП». Затем рабочее давление увеличивают до 0,4 МПа и рециркулируют щелочной моющий раствор в течение 40 минут. После вытеснения использованного раствора для удаления его остатков в течение 5 минут проводят ополаскивание ультрафильтрационной установки чистой водой при давлении 0,1 МПа и температуре 25°С. Контроль качества регенерации мембранных элементов показывает степень регенерации 96%.

Пример 2. Предварительно осветленный и обезжиренный рыбный подпрессовый бульон, полученный при производстве кормовой рыбной муки из отходов от переработки свежих комплексных рыбных отходов, концентрируют на ультрафильтрационных керамических мембранных элементах. После удаления остатков продукта из продуктового контура ультрафильтрационной установки в течение 5 минут проводят ее ополаскивание чистой водой, имеющей температуру 25°С при давлении 0,1 МПа. Затем в течение 20 минут мембранные элементы обрабатывают 1,3%-ным кислотным моющим раствором при температуре 75°С и давлении 0,1 МПа. Использованный моющий раствор вытесняют и в течение 7 минут проводят ополаскивание продуктового контура ультрафильтрационной установки чистой водой для удаления его остатков. Проводят контроль качества регенерации мембранных элементов. После этого в течение 30 минут при температуре 80°С и давлении 0,1 МПа проводят их обработку 4%-ным щелочным моющим раствором с добавлением 0,02%-ного раствора моюще-очищающего средства «РАМП». Затем рабочее давление увеличивают до 0,4 МПа и рециркулируют моющий раствор в течение 35 минут. Использованный раствор вытесняют в течение 7 минут, проводят ополаскивание ультрафильтрационной установки чистой водой при давлении 0,1 МПа и температуре 20°С для удаления его остатков. Проводят контроль качества регенерации мембранных элементов. Степень регенерации составляет 99%.

Пример 3. Осветленный и обезжиренный рыбный подпрессовый бульон, полученный при производстве кормовой рыбной муки из кильки каспийской, концентрируют на ультрафильтрационных керамических мембранных элементах. Остатки продукта удаляют из продуктового контура ультрафильтрационной установки путем ее ополаскивание чистой водой, имеющей температуру 25°С в течение 5 минут при давлении 0,1 МПа. Затем в течение 20 минут мембранные элементы обрабатывают 1,5%-ным кислотным моющим раствором при температуре 75°С и давлении 0,1 МПа, например раствором моющего средства «Агросил-202». Использованный моющий раствор вытесняют и в течение 7 минут проводят ополаскивание продуктового контура ультрафильтрационной установки чистой водой для удаления его остатков. Проводят контроль качества регенерации мембранных элементов. После этого в течение 30 минут при температуре 80°С и давлении 0,1 МПа проводят их обработку 4%-ным щелочным моющим раствором, например раствором моющего средства «Агросил-102», в смеси с 0,02%-ным раствором моюще-очищающего средства «РАМП». Затем рабочее давление увеличивают до 0,4 МПа и рециркулируют щелочной моющий раствор в течение 35 минут. После вытеснения использованного раствора для удаления его остатков в течение 6 минут проводят ополаскивание ультрафильтрационной установки чистой водой при давлении 0,1 МПа и температуре 25°С. Контроль качества регенерации мембранных элементов показывает степень регенерации 98%.

Изобретение предназначено для рыбной промышленности и может быть использовано при производстве концентрата рыбного белка из рыбного подпрессового бульона. Ультрафильтрационные керамические мембранные элементы ополаскивают водой. Затем их обрабатывают кислотным раствором с концентрацией 1,2-1,5% в течение 20 мин при 70-75°С и давлении 0,1 МПа. После этого проводят обработку щелочным раствором с добавлением моюще-очищающего средства «РАМП», содержащего анионогенное ПАВ, в два этапа: на первом - 30 мин при 78-80°С и давлении 0,1 МПа, на втором - 35-40 мин при давлении 0,4 МПа. Концентрация щелочного раствора - 3,7-4%, концентрация моюще-очищающего средства «РАМП» - 0,02%. После щелочной обработки проводят ополаскивание водой 5-7 мин при температуре 20-25°С при давлении 0,1 МПа. Изобретение обеспечивает регенерацию керамических мембранных элементов со степенью регенерации до 99% после концентрирования рыбных подпрессовых бульонов. 1 ил.

Способ регенерации керамических ультрафильтрационных мембранных элементов, отличающийся тем, что чередуют ополаскивание продуктового контура водой и обработку щелочным раствором с добавлением моюще-очищающего средства «РАМП», содержащего анионогенное ПАВ, перед обработкой щелочным раствором проводят обработку мембранных элементов кислотным раствором с концентрацией 1,2-1,5% в течение 20 мин при температуре 70-75°С и давлении 0,1 МПа, а обработку щелочным раствором ведут в два этапа, на первом - при давлении 0,1 МПа, на втором - 0,4 МПа, при этом концентрация щелочного раствора составляет 3,7-4%, концентрация моюще-очищающего средства «РАМП» - 0,02%, и на первом этапе обработку ведут в течение 30 мин при температуре 78-80°С, на втором - в течение 35-40 мин, причем ополаскивание водой после щелочной обработки проводят в течение 5-7 мин при температуре 20-25°С при давлении 0,1 МПа.