[發明專利]淀粉加工過程廢水中蛋白質和淀粉的快速分離裝置及方法

有效

• 申請號: 202010178137.1
• 申請日: 2020-03-14
• 公開（公告）號: CN111499017B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 姜愛莉;單守水;于貞;劉恒旭
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 趙徐平

本發明公開了淀粉加工過程廢水中蛋白質和淀粉的快速分離裝置，包括分離裝置本體，淀粉收集裝置，起沫裝置和撇沫裝置；分離裝置本體包括圓筒段和倒錐段；圓筒段頂端敞開，側壁上設置有進料口；進料口相對于圓筒段內壁呈切線設置；倒錐段連接于圓筒段底端，并且倒錐段設置有液體排出管；淀粉收集裝置連通于倒錐段底端；起沫裝置安裝于分離裝置本體內；撇沫裝置設置于分離裝置本體頂部。并且公開了相應的分離方法。通過本發明可同時從淀粉加工過程廢水中分離蛋白質和淀粉，實現淀粉加工過程廢水的低成本資源化利用，能夠適應淀粉加工過程廢水日處理量大的需求；并且操作簡單快捷，條件溫和，無需復雜設備，可以獲得高質量的淀粉和蛋白質。

技術領域

本發明涉及生產廢料回收利用技術領域，更具體的說是涉及淀粉加工過程廢水中蛋白質和淀粉的快速分離裝置及方法。

背景技術

甘薯、谷類及豆類淀粉加工過程中耗水量大，使得廢水排放量較大，而該廢水屬于高濃度酸性有機廢水，是食品工業中污染最嚴重的廢水之一。目前，國內外普遍采用厭氧-好氧聯合生物處理方式處理淀粉加工過程廢水，其他處理技術還包括電絮凝法、電化學法、Fenton-厭氧法等，但這些技術均面臨投資費用大、運行成本高的問題。因此，如何對淀粉加工過程廢水進行資源化處理，降低處理成本成為科研領域和企業關注的熱點問題之一。

淀粉加工過程廢水中含有大量淀粉，生產企業一般通過長時間自然沉降的方式回收淀粉加以利用，可回收淀粉可達7.04g/L；但自然沉降方法周期長，占地面積大，生產效率低，處理不當還會造成淀粉酸化，影響淀粉質量。利用有機絮凝劑和無機絮凝劑可回收淀粉可達8.02g/L，處理成本為0.20-1.24元/m³，但回收的淀粉中含有大量絮凝劑，難以再利用。利用胰蛋白酶對淀粉加工過程廢水進行處理，淀粉回收量可達8.72g/L，然而處理費用達264元/m³，成本過高。利用離心分離法從馬鈴薯加工廢水中回收淀粉，在工業規模上可回收15-28g/L可溶性淀粉和約10g/L的不溶性淀粉，但需要高速離心設備，運轉費用較高，處理量較低，回收的淀粉中含有較多蛋白質，使用前需要進行二次洗滌去除蛋白質。利用微生物法回收淀粉加工過程廢水中的殘余淀粉，淀粉回收量可達9.58g/L，成本較低，但是周期長。

淀粉加工過程廢水中含有大量的植物蛋白，尤其是甘薯類淀粉廢水中的蛋白質比例可達33％-41％，絕大部分未經有效利用而隨廢水排放，造成資源浪費。利用淀粉加工過程廢水生產蛋白質主要有2種方法：一是直接從淀粉廢水中回收蛋白質，常見的有泡沫分離法、超濾法、酸沉法和混凝法；二是利用發酵法獲得菌體蛋白。

泡沫分離法影響因素較多，通常需要外加表面活性劑促進蛋白質發泡，而殘留的表面活性劑會影響蛋白質的后期應用；超濾法可實現分級回收，產率高，易于放大，但是膜組件昂貴，膜污染問題嚴重；酸沉法通過添加廉價無機酸使蛋白質處于等電點而趨于聚集沉淀，期間蛋白質部分變性，產品品質低；混凝法是通過添加化學藥劑改變膠態蛋白質的表面特性，使分散的膠體顆粒聚集形成大顆粒物而沉淀(或上浮)，其回收能力強，效果穩定，抗水力負荷能力強、工藝簡便、運行費用低廉，但是絮凝劑會帶入蛋白產品中，使產品品質降低；發酵法是以淀粉加工過程廢水為原料培養微生物獲得菌體蛋白，成本高，周期長，且酸性廢水中微生物培養較困難，需要外加多種營養物質。

目前對于淀粉加工過程廢水的處理，一般是先進行淀粉回收利用，再從廢水中提取蛋白質，回收周期長，占地面積大，收得的淀粉中含有大量蛋白質，需要進行二次分離后才能使用；由于淀粉回收消耗時間長，長期的酸性環境易引起蛋白質變性，降低蛋白質的質量。

因此，如何簡化淀粉加工過程廢水的處理工藝，獲得回收附加值高的淀粉和蛋白產品是本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了淀粉加工過程廢水中蛋白質和淀粉的快速分離裝置及方法，可同時從淀粉加工過程廢水中分離蛋白質和淀粉，實現淀粉加工過程廢水的資源化利用。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：