一种利用浓差极化原理浓缩糖溶液的膜过滤方法和装置

本发明提供了一种利用膜技术高效浓缩糖溶液的方法，具体方法是在使用纳滤膜或者反渗透膜浓缩糖溶液的过程中，利用糖溶液会在膜表面形成高浓度浓差极化层的原理，借助重力作用或结合膜面浓缩液低流速冲刷的方法，将膜表面形成的浓差极化层中的高浓度糖液单独取出或者与浓缩液混合取出，得到高浓度的糖溶液。本发明所得到的糖溶液浓度高于常规纳滤或者反渗透膜浓缩过程得到的糖溶液浓度，所得高浓度的糖溶液可以直接使用，也可以显著降低后续蒸发浓缩工艺处理量，从而减少糖浓缩工艺过程所需的能耗。

1.一种利用浓差极化原理浓缩糖溶液的膜过滤方法，其特征如下：在用纳滤膜或者反渗透膜浓缩糖溶液的过程中，将膜表面与水平面摆放成一个特定的角度，从而使浓缩过程中在膜表面形成的高浓度糖溶液浓差极化层在重力作用下或者在重力作用结合膜面浓缩液低流速冲刷的作用下坠落至膜组件底部，高浓度的糖溶液在膜组件下端富集，控制膜组件下端的浓缩液口阀门开启可将高浓度糖溶液取出，根据糖溶液浓度及实际工艺要求可以连续或者间歇移出浓差极化层中的高浓度糖溶液，最终得到糖度达到30～50Brix的糖溶液。 
2.权利要求1所述的方法，其特征是：所述的纳滤浓缩过程中的操作压力是3.5～4.5MPa，所述的反渗透浓缩过程中的操作压力是5.5～8.0MPa。
3.权利要求1所述的方法，其特征是：所述的糖溶液指蔗糖溶液、木糖溶液、葡萄糖溶液、阿拉伯糖溶液、甘露糖溶液、半露糖溶液、寡聚糖溶液、多糖溶液、以及上述溶液的混合溶液或木质纤维素酶解液。
4.权利要求1所述的方法，其特征是：所述的纳滤膜或反渗透膜的膜组件包括中空纤维膜组件、管式膜组件、平板膜组件、卷式膜组件。
5.权利要求4所述的方法，其特征是：所述的卷式膜组件所采用的浓水隔网为平行流道隔网，平行流道隔网厚度为28～83mil。 
6.权利要求1所述的方法，其特征是：所述的将膜表面与水平面摆成一个特定角度指膜表面与水平面的夹角θ大于0度，小于180度。 
7.用于权利要求1所述方法的利用浓差极化原理浓缩糖溶液的膜过滤装置，其特征在于：料液桶(1)接有来自经过澄清预处理的原料糖溶液的接入管路、糖溶液输出管路、糖溶液回流管路，糖溶液输出管路经过高压泵(2)后分为两路，一路经过回流阀(3)后通过糖溶液回流管路返回至料液桶(1)，另外一路经过压力表(4)、高压软管(5)后进入膜组件(6)，膜组件(6)的另一端连接有 浓缩液管路、透过液管路，浓缩液管路先后经过浓缩液阀门(7)及浓缩液侧流量计(8)后，经过浓缩液出口(9)后排出，透过液管路经过透过液侧流量计(10)、透过液出口(11)后排出。