Quá trình chiết xuất mannitol truyền thống

Một,Phương pháp tái kết tinh nước truyền thống

Quá trình truyền thống để chiết xuất mannitol từ tảo bẹ là phương pháp kết tinh lại nước, quy trình công nghệ cụ thể như được hiển thị trong hình dưới đây, quá trình này có những nhược điểm như sau:

1. Hàm lượng manna trong tảo bẹ thường khoảng 1% (theo bội số xả nước 10-12%), trong khi nồng độ tinh thể của nó là khoảng 20%, một lượng lớn nước phải được bốc hơi từ nước ngâm tảo bẹ để mannitol kích thích kết tủa kết tinh. Hơn nữa đầu dịch phải trải qua hai lần bốc hơi ngưng tụ và kết tinh quá trình, tức là có hai lần biến tướng quá trình. Do đó, tiêu thụ năng lượng cao, mỗi 1t mannitol tiêu thụ khoảng 60t hơi nước.

2. Sản phẩm thô thu được từ kết tinh cô đặc đầu tiên cần được hòa tan lại bằng nước, sử dụng phương pháp rửa ly tâm và các phương pháp khác để loại bỏ các tạp chất hữu cơ như keo đường và muối vô cơ, nhưng đồng thời mannitol cũng bị mất do hòa tan, tỷ lệ mất khoảng 10%.

Nước ngâm tảo bẹ chứa khoảng 1% mannitol, cũng chứa 3% muối vô cơ, chủ yếu là NaCl (phương pháp trung hòa muối) hoặc Na2SO4 (phương pháp trung hòa axit sulfuric) và một số ion cứng. Nếu NaCl, Cl- có thể ăn mòn nghiêm trọng các thiết bị bay hơi bằng thép không gỉ, nếu Na2SO4 có thể gây ra sự co giãn của thiết bị bay hơi. Nó sẽ rút ngắn tuổi thọ của thiết bị bay hơi, tăng chi phí sửa chữa và thay thế thiết bị, và nó cũng sẽ mang lại yếu tố không an toàn cho sản xuất.

4. Mức độ tự động hóa thấp, cường độ lao động lớn của công nhân, môi trường sản xuất khắc nghiệt.

Hai,Quy trình tích hợp màng

Hệ thống quy trình mannitol chiết xuất công nghệ tích hợp màng bao gồm năm phần bao gồm tiền xử lý chất lỏng vật liệu, lọc UF, khử muối sơ cấp ED, cô đặc RO và khử muối thứ cấp ED. Quy trình sản xuất được thể hiện trong hình bên phải.

1. Hệ thống tiền xử lý chất lỏng

Nước ngâm tảo bẹ sau khi nâng i-ốt đầu tiên trải qua quá trình flocculation và hình thành điện màng tự động áp suất không đổi loại máy lọc diatomite để tách chất lỏng rắn, được kiểm soát giữa 4-6 thông qua SDI lỏng.

2. Hệ thống khử muối sơ cấp bằng điện phân

Nồng độ muối vô cơ ngâm tảo bẹ sau khi lọc qua bộ lọc diatomite dao động trong khoảng 18.000-22.000 mg/L, các muối vô cơ này khi RO tập trung mannitol, cũng sẽ được tập trung cùng một lúc. Đồng thời, áp suất thẩm thấu quá cao khi chất lỏng ngâm có độ mặn cao tập trung, hạn chế bội số tập trung mannitol, vì vậy cần phải sử dụng EDI pre-desiration, sau khi điện phân EDI pre-desiration, độ dẫn của chất lỏng ngâm là dưới 2500-3000us/cm (25 ℃).

3. Hệ thống siêu lọc

UF siêu lọc hoạt động như một hệ thống tiền xử lý cho RO, loại bỏ các tạp chất như chất lơ lửng, chất hữu cơ phân tử lớn, các hạt hòa tan trong dung dịch ngâm. Trọng lượng phân tử tương đối của mannitol là 182, các tạp chất hòa tan khác chủ yếu là fucoidan và polymer, trọng lượng phân tử tương đối lớn hơn 50.000. Do đó, hệ thống chọn lọc màng siêu lọc có trọng lượng phân tử từ 1-30 nghìn, bề mặt là màng sợi rỗng của vật liệu polysulfone có điện tích âm. Bởi vì chất lỏng ngâm chứa một lượng lớn keo, protein, chất hữu cơ polysaccharide và muối vô cơ, dễ gây tắc nghẽn màng UF, vì vậy hệ thống được cấu hình với hệ thống làm sạch trực tuyến CIP chuyên dụng.

4. Hệ thống làm giàu RO thẩm thấu ngược

UF được kiểm soát từ 2-4 thông qua SDI lỏng để đáp ứng các yêu cầu về chất lượng nước của các yếu tố màng RO thẩm thấu ngược. Sau khi lọc UF ngâm dung dịch chứa mannitol nồng độ từ 1,3-1,5%, RO tập trung mất nước hơn 3-5 lần, hệ thống tập trung RO thông qua nhập khẩu vòng chống ô nhiễm RO màng composite, hỗ trợ hệ thống điều áp, điều khiển dụng cụ và giám sát, quy trình thiết kế tham khảo hình ảnh dưới đây:

5. Hệ thống khử muối thứ cấp

Chất lỏng sau khi được thiết bị thẩm thấu ngược áp súc, nồng độ mannitol đạt tới gấp 3 lần, muối vô cơ trong chất lỏng cũng đồng thời được áp súc gấp 3 lần. Như vậy trong quá trình tinh chế quy trình sau, trực tiếp áp dụng trao đổi ion để loại bỏ gánh nặng muối quá nặng, cần tái tạo thường xuyên. Việc khử muối thứ hai của chất cô đặc được thực hiện bằng cách sử dụng ED màng trao đổi ion cho mục đích này. Chất lỏng sau khi khử muối một lần nữa được trao đổi ion để khử muối lần thứ hai. Sau khi tinh chế chất lỏng sau khi khử muối lần thứ hai, hàm lượng nước đầu ra là khoảng 140mg/L, đi vào quá trình thành phẩm tiếp theo.

Phần cốt lõi của quy trình trên, hệ thống UF và RO được giám sát bằng máy tính, hoạt động và quản lý rất dễ dàng.