專利名稱：順序式模擬移動床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分離設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種順序式模擬移動床。
背景技術(shù)：
模擬移動床色譜分離技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種現(xiàn)代化分離技術(shù)，其 應(yīng)用范圍涉及石油、精細(xì)化工、生物、醫(yī)藥、食品等很多生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其在同系化合物、手性 異構(gòu)體藥物、糖類、有機(jī)酸和氨基酸等混合物的分離中顯示出其獨(dú)特性能。在糖醇的分離領(lǐng) 域，模擬移動床色譜分離果糖和葡萄糖是當(dāng)前最佳的方法。當(dāng)前國外已有年產(chǎn)萬噸果糖的 成套商業(yè)化設(shè)備，我國早在20世紀(jì)80年代就開始了這方面的研究，但至今還沒有能力生產(chǎn) 這種設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)存在的問題是現(xiàn)有的模擬移動床，仍然采用手動方式開啟閥門，無法 自動運(yùn)行；且一般為單體結(jié)構(gòu)，即單個的4柱移動床、6柱移動床等等，如果工藝改變，需要 重新購買移動床，成本較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自動化程度較高的順序式模擬移動床，以解決現(xiàn)有分離 設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域中存在的設(shè)備不能自動運(yùn)行、無法切換工作模式的問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
順序式模擬移動床，包含有色譜柱、物料進(jìn)出系統(tǒng)、洗水罐、原料罐、洗水過濾器、原料 過濾器、原料泵、洗水泵、流量計、提取液罐、提余液罐、自動控制系統(tǒng)，其特征在于相鄰的 兩根色譜柱之間設(shè)置有循環(huán)泵；從第三根色譜柱開始，奇數(shù)位置的色譜柱的進(jìn)料口設(shè)置有 手動閥；循環(huán)泵和自動控制系統(tǒng)連接。所述的每根色譜柱上端設(shè)置有進(jìn)料閥、進(jìn)水閥和排氣閥，下端設(shè)置有取樣閥、提余 液出口閥、提取液出口閥和循環(huán)氣動閥；所述的進(jìn)料閥、進(jìn)水閥、排氣閥、取樣閥、提余液出 口閥、提取液出口閥和循環(huán)氣動閥均與自動控制系統(tǒng)連接。所述的洗水罐與色譜柱相連接的總管線上設(shè)置分支，并與自身相連接，分支上設(shè) 置閥門；原料罐與色譜柱相連接的總管線上設(shè)置分支，并與自身相連接，分支上設(shè)置閥門。所述的色譜柱設(shè)置于保溫控制箱內(nèi)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明在相鄰兩根色譜柱中間安裝了循環(huán)泵，通過循環(huán)泵的推動，物料可順利通過色 譜柱中的固定相，避免堆積；其次，在提純物料時，會有兩個色譜柱處于閑置狀態(tài)，此時通過 加入泵的循環(huán)設(shè)計可避免物料的流通不暢；原料罐在未進(jìn)料時通過原料泵的自身循環(huán)，可 避免管道的流通堵塞現(xiàn)象；從III號色譜柱開始，奇數(shù)位置的色譜柱的進(jìn)料口設(shè)置有手動閥， 可在4柱、6柱、8柱等多種工況下靈活切換，避免因?yàn)楣に囈蟮脑O(shè)備不同，需要重復(fù)購買 設(shè)備的問題；并能通過自動控制系統(tǒng)靈活的控制色譜柱的閥門。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是I號色譜柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-洗水罐，2-原料罐，3-洗水過濾器，4-原料過濾器，5-原料泵，6-洗水泵， 7-流量計，8- I號色譜柱，9- II號色譜柱，10-III號色譜柱，11-IV號色譜柱，12- V號色譜 柱，13- VI號色譜柱，14- ΥΠ號色譜柱，15- VDI號色譜柱，16- V柱手動閥，17- ΥΠ柱手動閥， 18- I號循環(huán)泵，19- II號循環(huán)泵，20-III號循環(huán)泵，21-IV號循環(huán)泵，22-提取液罐，23-提余 液罐；
24-進(jìn)料閥，25-進(jìn)水閥，26-提取液出口閥，27-提余液出口閥，28-循環(huán)氣動閥，29-排 氣閥、30-取樣閥。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。本發(fā)明所述的順序式模擬移動床，包含有8根色譜柱、物料進(jìn)出系統(tǒng)、洗水罐1、原 料罐2、洗水過濾器3、原料過濾器4、原料泵5、洗水泵6、流量計7、提取液罐22、提余液罐 23、自動控制系統(tǒng)。洗水罐1通過進(jìn)水管線與各色譜柱頂端相連接，管線上裝有洗水過濾器 3和洗水泵6，洗水罐1與色譜柱相連接的總管線上設(shè)置分支，并與自身相連接，分支上設(shè)置 閥門；這樣設(shè)計的目的是，令洗水罐1實(shí)現(xiàn)自身循環(huán)。同樣，原料罐2通過進(jìn)料管線與各色 譜柱頂端相連接，管線上裝有原料過濾器4和原料泵5，原料罐2與色譜柱相連接的總管線 上設(shè)置分支，并與自身相連接，分支上設(shè)置閥門；這樣設(shè)計的目的是，令原料罐2在未進(jìn)料 時，能通過原料泵5實(shí)現(xiàn)自身循環(huán)，可有效避免管道的流通堵塞現(xiàn)象。相鄰的兩根色譜柱下端設(shè)置有循環(huán)泵，即在I號色譜柱8和II號色譜柱9之間安 裝I號循環(huán)泵18，在III號色譜柱10和IV號色譜柱11之間安裝II號循環(huán)泵19，在V號色譜 柱12和VI號色譜柱13之間安裝III號循環(huán)泵20，在ΥΠ號色譜柱14和VDI號色譜柱15之間安 裝IV號循環(huán)泵21 ；通過循環(huán)泵的推動，物料可順利通過色譜柱中的固定相，避免堆積。循環(huán) 泵和自動控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)物料的自動推進(jìn)。從III號色譜柱10開始，奇數(shù)位置的色譜柱的進(jìn)料口設(shè)置有手動閥，可在4柱、6柱、 8柱等多種工況下靈活切換。當(dāng)打開V柱手動閥16和ΥΠ柱手動閥17時，為8根色譜柱運(yùn)行 工況；當(dāng)打開V柱手動閥16、關(guān)閉ΥΠ柱手動閥17時，為6根色譜柱運(yùn)行工況；當(dāng)關(guān)閉V柱手 動閥16和ΥΠ柱手動閥17時，為4根色譜柱運(yùn)行工況。所述的每根色譜柱上端設(shè)置有進(jìn)料閥24、進(jìn)水閥25和排氣閥29，下端設(shè)置有取樣 閥30、提余液出口閥27、提取液出口閥26和循環(huán)氣動閥28，均與自動控制系統(tǒng)連接；循環(huán) 泵也同自動控制系統(tǒng)連接。色譜柱設(shè)置于保溫控制箱內(nèi)，保證系統(tǒng)溫度恒定，提高分離運(yùn)行的穩(wěn)定度和分離 的工作效率。實(shí)施例1
8柱系統(tǒng)運(yùn)行時，開啟V柱手動閥16和ΥΠ柱手動閥17。啟動原料泵5和洗水泵6，同時 自動控制系統(tǒng)控制I柱進(jìn)料閥24、V柱進(jìn)水閥25、VI柱提取液出口閥26、III柱提余液出口閥 27、I柱循環(huán)氣動閥28、II柱循環(huán)氣動閥28、V柱循環(huán)氣動閥28開，其余閥門關(guān)，此時I號色譜柱8進(jìn)料，進(jìn)料流速是14L/H，II號色譜柱9進(jìn)水洗脫，流速是13L/H，III號色譜柱10的出口 出提余液，進(jìn)入提余液罐23，VI號色譜柱13出口出提取液，進(jìn)入提取液罐22，進(jìn)料時間、進(jìn)洗 脫劑時間300S后，原料泵5和洗水泵6關(guān)閉，同時自動控制系統(tǒng)控制I柱循環(huán)氣動閥28、II 柱循環(huán)氣動閥28、III柱循環(huán)氣動閥28、IV柱循環(huán)氣動閥28、V柱循環(huán)氣動閥28、VI柱循環(huán)氣動 閥28、ΥΠ柱循環(huán)氣動閥28、VDI柱循環(huán)氣動閥28開啟，其余閥門關(guān)，持續(xù)時間1000S，物料組分在 此過程中分離成單組分。循環(huán)結(jié)束后，開啟洗水泵6，同時自動控制系統(tǒng)控制VI柱進(jìn)水閥25、 VI柱循環(huán)氣動閥28、ΥΠ柱循環(huán)氣動閥28、VDI柱循環(huán)氣動閥28、I柱循環(huán)氣動閥28、II柱循環(huán)氣 動閥28、ΙΙΙ柱循環(huán)氣動閥28、IV柱提余液出口閥28開啟，其余閥門關(guān)，此時VI號色譜柱13的 進(jìn)口進(jìn)水，進(jìn)水流速是11L/UIII號色譜柱10出口出提余液，進(jìn)入提余液罐22。此單元程序結(jié) 束后，從II號色譜柱9開始進(jìn)料、VI號色譜柱13進(jìn)水，如此類推。此單元程序結(jié)束后，從II號色譜柱9開始進(jìn)料、VI號色譜柱13進(jìn)水，如此類推。整個系統(tǒng)連續(xù)自動運(yùn)行，達(dá)到分離目的，最終果糖純度達(dá)到97%以上，1小時內(nèi)1升 分離劑可以得到14g果糖，分離效率顯著。實(shí)施例2:
4柱系統(tǒng)運(yùn)行時，自動控制系統(tǒng)關(guān)閉V柱手動閥16、通柱手動閥17。啟動原料泵5和洗 水泵6，自動控制系統(tǒng)控制I柱進(jìn)料閥24、ΙΙΙ柱進(jìn)水閥25、ΙΙΙ柱提取液出口閥26、I柱提余 液出口閥27開啟，其余閥門關(guān)，此時I號色譜柱8進(jìn)料，III號色譜柱10進(jìn)水洗脫，I號色譜 柱8的出口出提余液，進(jìn)入提余液罐23，III號色譜柱10出口出提取液，進(jìn)入提取液罐22，進(jìn) 料時間、進(jìn)洗脫劑時間及該步驟前后氣動閥的開關(guān)由自動控制系統(tǒng)控制。然后，原料泵5和 洗水泵6關(guān)閉，自動控制系統(tǒng)控制I柱循環(huán)氣動閥28、II柱循環(huán)氣動閥28、ΙΙΙ柱循環(huán)氣動閥 28、IV柱循環(huán)氣動閥28開，其余閥門關(guān)，物料組分在此過程中分離成單組分。循環(huán)結(jié)束后， 開啟洗水泵6，同時，IV柱進(jìn)水閥25、IV柱循環(huán)氣動閥28、I柱循環(huán)氣動閥28、II柱提余液出 口閥28開，其余閥門關(guān)，此時IV號色譜柱11的進(jìn)口進(jìn)水，II號色譜柱9出口出提余液，進(jìn)入 提余液罐23。此單元程序結(jié)束后，從II號色譜柱9開始進(jìn)料、IV號色譜柱11進(jìn)水，如此類推。實(shí)施例3
6柱系統(tǒng)運(yùn)行前，首先，自動控制系統(tǒng)開啟V柱手動閥16，關(guān)閉ΥΠ柱手動閥17，將4柱 系統(tǒng)切換成6柱系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行時，首先，啟動原料泵5和洗水泵6，自動控制系統(tǒng)控制I 柱進(jìn)料閥24、V柱進(jìn)水閥25、V柱提取液出口閥26、II柱提余液出口閥27、I柱循環(huán)氣動閥 28開啟，其余閥門關(guān)，此時I號色譜柱8進(jìn)料，V號色譜柱12進(jìn)水洗脫，II號色譜柱9的出 口出提余液，進(jìn)入提余液罐23，V號色譜柱12出口出提取液，進(jìn)入提取液罐22，進(jìn)料時間、 進(jìn)洗脫劑時間及該步驟前后氣動閥的開關(guān)由計算機(jī)控制。然后，原料泵5和洗水泵6關(guān)閉， 同時各個循環(huán)泵開啟，I柱循環(huán)氣動閥28、II柱循環(huán)氣動閥28、ΙΙΙ柱循環(huán)氣動閥28、IV柱循 環(huán)氣動閥28、V柱循環(huán)氣動閥28、VI柱循環(huán)氣動閥28開，其余閥門關(guān)，物料組分在此過程中 分離成單組分。循環(huán)結(jié)束后，開啟洗水泵6，同時，VI柱進(jìn)水閥25、VI柱循環(huán)氣動閥28、I柱 循環(huán)氣動閥28、II柱循環(huán)氣動閥28、III柱提余液出口閥28開，其余閥門關(guān)，此時VI號色譜柱 13的進(jìn)口進(jìn)水，III號色譜柱10出口出提余液，進(jìn)入提余液罐23。整套裝置工藝設(shè)計合理，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡單，分離效果好，適合工業(yè)化分離 果糖。同時，通過手動閥的開關(guān)切換，實(shí)現(xiàn)8柱系統(tǒng)、6柱系統(tǒng)、4柱系統(tǒng)之間的工況切換；通過更換分離劑，可以分離更多不同性質(zhì)的混合組分，應(yīng)用于其它領(lǐng)域。
權(quán)利要求
順序式模擬移動床，包含有色譜柱、物料進(jìn)出系統(tǒng)、洗水罐(1)、原料罐(2)、洗水過濾器(3)、原料過濾器(4)、原料泵(5)、洗水泵(6)、流量計(7)、提取液罐(22)、提余液罐(23)、自動控制系統(tǒng)，其特征在于相鄰的兩根色譜柱之間設(shè)置有循環(huán)泵；從第三根色譜柱開始，奇數(shù)位置的色譜柱的進(jìn)料口設(shè)置有手動閥；循環(huán)泵和自動控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的順序式模擬移動床，其特征在于每根色譜柱上端設(shè)置有進(jìn) 料閥(24)、進(jìn)水閥(25)和排氣閥(29)，下端設(shè)置有取樣閥(30)、提余液出口閥(27)、提取 液出口閥(26 )和循環(huán)氣動閥(28 )；所述的進(jìn)料閥(24)、進(jìn)水閥(25 )、排氣閥(29 )、取樣閥 (30)、提余液出口閥(27)、提取液出口閥(26)和循環(huán)氣動閥(28)均與自動控制系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的順序式模擬移動床，其特征在于洗水罐(1)與色譜柱相連接 的總管線上設(shè)置分支，并與自身相連接，分支上設(shè)置閥門；原料罐(2)與色譜柱相連接的總 管線上設(shè)置分支，并與自身相連接，分支上設(shè)置閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的順序式模擬移動床，其特征在于所述的色譜柱設(shè)置于保溫 控制箱內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種順序式模擬移動床。模擬移動床是一種利用吸附原理進(jìn)行液體分離操作的傳質(zhì)設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于石油、精細(xì)化工、生物、醫(yī)藥、食品等很多生產(chǎn)領(lǐng)域，而現(xiàn)有的模擬移動床，仍然采用手動方式開啟閥門；且一般為單體結(jié)構(gòu)，即單個的4柱、6柱移動床，無法在各種工況之間切換。本發(fā)明利用相鄰兩根色譜柱中間設(shè)置的循環(huán)泵，推動物料通過色譜柱，避免堆積；原料罐的自身循環(huán)，可避免管道的流通堵塞現(xiàn)象；從Ⅲ號色譜柱開始，奇數(shù)位置的色譜柱的進(jìn)料口設(shè)置有手動閥，可在4柱、6柱、8柱等多種工況下靈活切換；并能通過自動控制系統(tǒng)靈活的控制色譜柱的閥門。本發(fā)明具有自動化控制程度高，分離效果好，可實(shí)現(xiàn)多種工況靈活切換的特點(diǎn)。
文檔編號B01D15/18GK101940850SQ20101029548
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者尚立偉, 成棟, 李雄, 楊鵬, 梁愷, 胡建軍, 趙仕哲 申請人:西安航天華威化工生物工程有限公司