专利名称：泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中大豆异黄酮的工艺的制作方法
技术领域：
本发明的技术方案属于废水处理领域，具体地说就是利用泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中大豆异黄酮的工艺。
背景技术：
大豆异黄酮是一类具有健康促进作用的非固醇类物质，可用作天然的抗氧化剂和具有保健功能的添加剂，且具有很高的药用价值。工业上主要采用有机溶剂萃取法从大豆或豆柏中获得大豆异黄酮，但溶解在大豆蛋白废水中的大豆异黄酮却没有被引起足够的重
视。我国运用碱溶酸沉法生产大豆蛋白的过程中，会有大量的大豆异黄酮溶解在生产大豆蛋白产生的废水中，直接排放不仅会对环境造成严重的污染，还会损失掉其中具有生产价值的大豆异黄酮和蛋白质等物质。因此，采用适当的方法对大豆蛋白废水进行处理会产生良好的社会和经济效益。目前，对于分离大豆异黄酮的方法主要包括有机溶剂萃取法和大孔树脂吸附法。但不论是有机溶剂萃取法还是大孔树脂吸附法，在分离过程中都要对大豆蛋白废水进行处理，目的是除去大豆蛋白废水中的大豆蛋白，这有利于有机溶剂萃取和大孔树脂吸附。具体方法有絮凝法或膜分离法。代表性的专利有王占生等申请的发明专利ZL03137102. 7“一种从大豆乳清废水中提取大豆异黄酮的方法”；吕斯濠等申请的发明专利ZL200510101122. O的“从大豆乳清液中提取大豆异黄酮的方法”;顾建明等申请的发明专利ZL200510110740. I的“黄浆水中大豆异黄酮的提取方法”。对于应用絮凝剂去除大豆蛋白废水中的大豆蛋白不仅会增大操作成本，而且残留的絮凝剂极易造成二次污染，同时一部分的大豆异黄酮会伴随絮凝剂与大豆蛋白的絮凝而损失。对于膜分离去除大豆蛋白废水中的大豆蛋白，由于大豆蛋白废水粘度大，极易造成膜的堵塞，膜的活化再生很困难，难以实现工业化。并且以上方法都未对蛋白废水进行有效的浓缩处理，而异黄酮浓度却很小，且蛋白废水排放量大，因此不利于通过有机溶剂萃取法或大孔树脂吸附法来进一步纯化大豆异黄酮。因此，开发一种操作简单、成本低且环境友好的预处理大豆蛋白废水的方法非常重要。泡沫分离技术因具有能耗低，操作简单和无污染等特点受到重视。吴兆亮等研究者申请的发明专利ZL201010173810. 9开发了 “两级泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中蛋白质工艺”。但是，通过泡沫分离之所以可以浓缩大豆蛋白废水中的蛋白质是由于大豆蛋白具有良好的表面活性，容易在气-液界面产生吸附；然而大豆异黄酮是一类非表面活性物质，不能在气液界面发生吸附作用，泡沫分离法浓缩废水中的大豆异黄酮复杂得多，不仅涉及到泡沫分离过程中的大豆蛋白吸附作用，而且涉及大豆蛋白与大豆异黄酮的络合作用。为了既提高大豆蛋白废水中大豆异黄酮浓缩比(消泡液中的大豆异黄酮浓度与大豆蛋白废水中大豆异黄酮浓度之比)又提高大豆异黄酮回收率，本专利发明了一种在不同温度下操作的三级泡沫分离工艺，通过此工艺使得消泡液中大豆异黄酮的浓度尽可能高，有利于作为后续纯化操作的原料。目前，本专利发明的泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中的大豆异黄酮工艺对大豆蛋白废水具有很好的预处理效果，即不仅能够很好地实现除去大豆蛋白废水中部分大豆蛋白而且能有效地浓缩溶解在其中的大豆异黄酮，该技术未见文献报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是发明了一种泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中大豆异黄酮的工艺，此工艺对大豆蛋白废水具有很好的预处理效果，即不仅能够很好地实现除去大豆蛋白废水中部分大豆蛋白而且能够有效地浓缩其中的大豆异黄酮，该发明克服了其他技术由于设备成本高，操作工艺复杂、不能有效浓缩大豆异黄酮和易造成环境污染等缺陷。本发明解决该技术问题所采用的技术方案是一种泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中大豆异黄酮的工艺,包括以下步骤第一步，生产大豆蛋白产生的废水的收集和检测 收集生产大豆蛋白产生的废水，测量其pH值并检测其中的大豆异黄酮的浓度；第二步,生产大豆蛋白废水的pH调节用氢氧化钠水溶液调节第一步所述的生产大豆蛋白产生的废水的pH值为5. 5 6. 5时作为初始废水，用作下面三级泡沫分离工艺的第一级泡沫分离的进料；第三步，三级泡沫分离工艺第一级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度为50 65°C，表观气速为O. 5 I. Omm/s,泡沫层高度为O. 60 O. 80m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气；从塔顶流出的泡沫经过破泡后得到第一级消泡液，将第一级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，该上清液作为第三级泡沫分离的进料；分离塔中所剩残液作为第二级泡沫分离的进料；第二级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度为15 30°C，表观气速为O. 5 I. Omm/s,泡沫层高度为O. 65 O. 80m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫经过破泡后得到第二级消泡液，将第二级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，该清液作为补料混入第一级泡沫分离的进料中；分离塔中所剩残液经普通生化法处理后排放；第三级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度为50 65°C，表观气速为O. 5 I. Omm/s,泡沫层高度为O. 60 O. 80m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫经过破泡后得到第三级消泡液，该溶液作为有机溶剂萃取法或大孔树脂吸附法纯化大豆异黄酮的原料；分离塔中所剩残液作为第一级泡沫分离的进料。上面所述蛋白废水中的大豆异黄酮浓度为O. 20 O. 40g/L。上面所述破泡方法为机械法或热消泡法。本发明的有益效果是泡沫分离技术是一种特殊的化工单元过程，其根据表面吸附原理，基于溶液中不同溶质间表面活性的差异从而实现分离。泡沫分离技术在环保、生物工程等领域得到日益广泛的应用。泡沫分离技术具有设备简单、投资少、耗能小、操作简单和污染的特点。本专利通过实验发现大豆异黄酮与大豆蛋白之间存在着络合作用，从而发明了借助泡沫分离过程中大豆蛋白的浓缩使得大豆异黄酮也得到浓缩的工艺。与两级泡沫分离法浓缩废水中的大豆蛋白工艺比较，泡沫分离法浓缩废水中的大豆异黄酮复杂得多，因为不仅涉及到泡沫分离过程中的大豆蛋白吸附作用，而且涉及大豆蛋白与大豆异黄酮的络合作用。本发明根据这两种综合作用下开发了一种温度、pH、表观气速和装液量条件控制下的新型三级泡沫分离废水中的大豆异黄酮工艺，无需加任何其它介质，就能够达到对大豆蛋白废水进行去除部分大豆蛋白并有效浓缩大豆异黄酮的预处理的目的。本发明首次将泡沫分离技术应用于浓缩大豆蛋白废水中的大豆异黄酮，第一级泡沫分离使得大豆异黄酮的浓缩比为3. 6 5. O,消泡液中大豆异黄酮浓度为O. 92 I. 60g/L ;第二级泡沫分离在保证消泡液中大豆异黄酮的浓度接近初始废水中大豆异黄酮的浓度的同时尽可能高的提高大豆异黄酮回收率；第三级泡沫分离是对第一级泡沫分离的消泡液中的大豆异黄酮进一步浓缩。这样的三级泡沫分离工艺既能大幅提高大豆异黄酮的浓缩比(大豆异黄酮的浓缩比为5. 8 11. 0)，又能增大回收率(大豆异黄酮的回收率为80 90%)。泡沫分离工艺产生的残液经普通生化法处理后排放。
具体实施例方式实施例I第一步，生产大豆蛋白产生的废水的收集与检测收集生产大豆蛋白产生的废水，用三波长紫外分光光度法检测(以下实施例同)该废水的大豆异黄酮浓度为O. 20g/L，pH为4. 5 ;第二步，生产大豆蛋白产生的废水的pH调节用氢氧化钠水溶液(lmol/L)调节第一步所述的生产大豆蛋白产生的废水的pH至5. 5 5. 8时作为初始废水，用作下面三级泡沫分离工艺中的第一级泡沫分离的进料；第三步，三级泡沫分离工艺第一级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为50 55°C，表观气速为O. 5 O. 6mm/s，泡沫层高度为O. 60 O. 65m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。从塔顶流出的泡沫用机械法经过破泡后得到第一级消泡液，将第一级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为O. 92 I. 00g/L (大豆异黄酮的浓缩比为4. 6 5. 0)，该溶液作为第三级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中的大豆异黄酮浓度为O. 14 O. 17g/L，该残液用作第二级泡沫分离的进料；第二级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为15 20°C，表观气速为O. 5 O. 6mm/s，泡沫层高度为O. 65 O. 70m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用热消泡法经过破泡后得到第二级消泡液，将第二级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为O. 20 O. 26g/L (大豆异黄酮的浓缩比为I. 4 I. 5)，该溶液作为第一级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 08 O. 10g/L，该残液经普通生化法处理后排放；第三级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为50 55°C，表观气速为O. 5 O. 6mm/s，泡沫层高度为O. 60 O. 65m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用机械法经过破泡后得到第三级消泡液，其中大豆异黄酮的浓度为I. 84 2. 20g/L (大豆异黄酮的浓缩比为2. O 2. 2)，该溶液作为有机溶剂萃取法或大孔树脂吸附法纯化大豆异黄酮的原料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 20 O. 22g/L，该残液用作第一级泡沫分离的进料。泡沫分离技术浓缩蛋白废水中的大豆异黄酮的总浓缩比为9. 2 11. 0，总回收率为80 83%。说明由于大豆异黄酮是非表面活性物质，而大豆蛋白具有良好的表面活性，大豆异黄酮又能与大豆蛋白络合，因此利用大豆蛋白可以通过泡沫分离技术从大豆蛋白废水中浓缩大豆异黄酮。因此，大豆异黄酮的浓缩过程与蛋白质的浓度相关。而由于大豆的品种与区域限制，以及大豆蛋白的生产加工工艺不同，造成溶解在蛋白废水中的大豆异黄酮浓度并不一样，根据鞠兴荣等研究者在《食品科学》2001年第22卷第5期第46至48页上发表的“三波长紫外分光光度法测定大豆异黄酮含量的研究”论文，通过三波长紫外分光光度法测定本专利实施例中的大豆异黄酮浓度范围为O. 20 O. 40g/L。
实施例2第一步，生产大豆蛋白产生的废水的收集与检测收集生产大豆蛋白产生的废水,该废水的大豆异黄酮浓度为O. 30g/L, pH为4. 5 ;第二步，生产大豆蛋白产生的废水的pH调节用氢氧化钠水溶液(lmol/L)调节第一步所述的生产大豆蛋白产生的废水的pH至
5.9 6. 2时作为初始废水，用作下面三级泡沫分离工艺中的第一级泡沫分离的进料；第三步，三级泡沫分离工艺第一级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为56 60°C，表观气速为O. 7 O. 8mm/s，泡沫层高度为O. 68 O. 73m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。从塔顶流出的泡沫用热消泡法经过破泡后得到第一级消泡液，将第一级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为I. 23 I. 35g/L(大豆异黄酮的浓缩比为4. I 4. 5)，该溶液作为第三级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中的大豆异黄酮浓度为O. 18 O. 21g/L，该残液用作第二级泡沫分离的进料；第二级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为21 25°C，表观气速为O. 7
O.8mm/s，泡沫层高度为O. 73 O. 78m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用机械法经过破泡后得到第二级消泡液，将第二级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为O. 23 O. 29g/L(大豆异黄酮的浓缩比为I. 3 I. 4)，该溶液作为第一级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 11
O.13g/L,该残液通过普通生化法处理后排放；第三级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为56 60°C，表观气速为O. 7
O.8mm/s，泡沫层高度为O. 68 O. 73m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用机械法经过破泡后得到第三级消泡液，其中大豆异黄酮的浓度为2. 21 2. 70g/L (大豆异黄酮的浓缩比为I. 8 2. O)，该溶液作为有机溶剂萃取法或大孔树脂吸附法纯化大豆异黄酮的原料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 25 O. 32g/L，该残液用作第一级泡沫分离的进料。泡沫分离技术浓缩蛋白废水中的大豆异黄酮的总浓缩比为7. 4 9. 0，总回收率为84 86%ο实施例3第一步，生产大豆蛋白产生的废水的收集与检测收集生产大豆蛋白产生的废水,该废水的大豆异黄酮浓度为O. 40g/L, pH为4. 5 ;第二步，生产大豆蛋白产生废水的pH调节用氢氧化钠水溶液(lmol/L)调节第一步所述的生产大豆蛋白产生的废水的pH至
6.3 6. 5时作为初始废水，用作下面三级泡沫分离工艺中的第一级泡沫分离的进料； 第三步，三级泡沫分离工艺第一级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为61 65°C，表观气速为O. 9
I.Omm/s，泡沫层高度为O. 75 O. 80m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。从塔顶流出的泡沫用热消泡法经过破泡后得到第一级消泡液，将第一级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为I. 44 I. 60g/L(大豆异黄酮的浓缩比为3. 6 4. 0)，该溶液作为第三级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中的大豆异黄酮浓度为O. 22
0.24g/L，该残液用作第二级泡沫分离的进料；第二级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为26 30°C，表观气速为0.9
1.Omm/s，泡沫层高度为O. 80 O. 85m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用热消泡法经过破泡后得到第二级消泡液，将第二级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为O. 26 O. 31g/L (大豆异黄酮的浓缩比为I. 2 I. 3)，该溶液作为第一级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为
0.14 O. 16g/L,该残液经普通生化法处理后排放；第三级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为61 65°C，表观气速为O. 9
1.Omm/s，泡沫层高度为O. 75 O. 80m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用机械法经过破泡后得到第三级消泡液，其中大豆异黄酮的浓度为2. 30 2. 88g/L (大豆异黄酮的浓缩比为I. 6 I. 8)，该溶液作为有机溶剂萃取法或大孔树脂吸附法纯化大豆异黄酮的原料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 35 O. 42g/L，该残液用作第一级泡沫分离的进料。泡沫分离技术浓缩蛋白废水中的大豆异黄酮的总浓缩比为5. 8 7. 2，总回收率为87 90%ο实施例4第一步，生产大豆蛋白产生的废水的收集与检测收集生产大豆蛋白产生的废水,该废水的大豆异黄酮浓度为O. 30g/L, pH为4. 5 ;第二步，生产大豆蛋白产生的废水的pH调节用氢氧化钠水溶液(lmol/L)调节第一步所述的生产大豆蛋白产生的废水的pH至5. 9 6. 2时作为初始废水，然后将初始废水和实施例2的第三步的三级泡沫分离工艺中第二级泡沫分离过程得到的第二级消泡液混合，作为三级泡沫分离工艺中的第一级泡沫分离过程的原料，其中初始废水和第二级消泡液的体积比为2 1 ；第三步，三级泡沫分离工艺第一级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为56 60°C，表观气速为O. 7 O. 8mm/s，泡沫层高度为O. 68 O. 73m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。从塔顶流出的泡沫用机械法经过破泡后得到第一级消泡液，将第一级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为I. 23 I. 35g/L (大豆异黄酮的浓缩比为4. I 4. 5)，该溶液作为第三级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中的大豆异黄酮浓度为O. 18 O. 21g/L，该残液用作第二级泡沫分离的进料；第二级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为21 25°C，表观气速为O. 7 O. 8mm/s，泡沫层高度为O. 73 O. 78m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用机械法经过破泡后得到第二级 消泡液，将第二级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为O. 23 O. 29g/L(大豆异黄酮的浓缩比为I. 3 I. 4)，该溶液作为第一级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 11 O. 13g/L,该残液通过普通生化法处理后排放；第三级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为56 60°C，表观气速为O. 7 O. 8mm/s，泡沫层高度为O. 68 O. 73m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用热消泡法经过破泡后得到第三级消泡液，其中大豆异黄酮的浓度为2. 21 2. 70g/L (大豆异黄酮的浓缩比为I. 8 2. O)，该溶液作为有机溶剂萃取法或大孔树脂吸附法纯化大豆异黄酮的原料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 25 O. 32g/L，该残液用作第一级泡沫分离的进料。泡沫分离技术浓缩蛋白废水中的大豆异黄酮的总浓缩比为7. 4 9. 0，总回收率为84 86%ο实施例5第一步，生产大豆蛋白产生的废水的收集与检测收集生产大豆蛋白产生的废水,该废水的大豆异黄酮浓度为O. 30g/L, pH为4. 5 ;第二步，生产大豆蛋白产生的废水的pH调节用氢氧化钠水溶液(lmol/L)调节第一步所述的生产大豆蛋白产生的废水的pH至5. 9 6. 2时作为初始废水，然后将初始废水和实施例2的第三步的三级泡沫分离工艺中第三级泡沫分离过程得到的第三级残液混合，作为三级泡沫分离工艺中的第一级泡沫分离过程的原料，其中初始废水和第二级消泡液的体积比为10 1 ；第三步，三级泡沫分离工艺第一级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为56 60°C，表观气速为O. 7 O. 8mm/s，泡沫层高度为O. 68 O. 73m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。从塔顶流出的泡沫用机械法经过破泡后得到第一级消泡液，将第一级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为I. 23 I. 35g/L (大豆异黄酮的浓缩比为4. I 4. 5)，该溶液作为第三级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中的大豆异黄酮浓度为O. 18 O. 21g/L，该残液用作第二级泡沫分离的进料；第二级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为21 25°C，表观气速为O. 7 O. 8mm/s，泡沫层高度为O. 73 O. 78m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用机械法经过破泡后得到第二级消泡液，将第二级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为O. 23 O. 29g/L(大豆异黄酮的浓缩比为I. 3 I. 4)，该溶液作为第一级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 11 O. 13g/L，该残液经普通生化法处理后排放；第三级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为56 60°C，表观气速为O. 7 O. 8mm/s，泡沫层高度为O. 68 O. 73m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用热消泡法经过破泡后得到第三级消泡液，其中大豆异黄酮的浓度为2. 21 2. 70g/L (大豆异黄酮的浓缩比为I. 8 2. O)，该溶液作为有机溶剂萃取法或大孔树脂吸附法纯化大豆异黄酮的原料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 25 O. 32g/L，该残液用作第一级泡沫分离的进料。 泡沫分离技术浓缩蛋白废水中的大豆异黄酮的总浓缩比为7. 4 9. 0，总回收率为84 86%ο实施例6第一步，生产大豆蛋白产生的废水的收集与检测收集生产大豆蛋白产生的废水,该废水的大豆异黄酮浓度为O. 30g/L, pH为4. 5 ;第二步，生产大豆蛋白产生的废水的pH调节用氢氧化钠水溶液(lmol/L)调节第一步所述的生产大豆蛋白产生的废水的pH至5. 9 6. 2时作为初始废水，然后将初始废水和实施例2的第三步的三级泡沫分离工艺中第二级泡沫分离过程得到的第二级消泡液以及实施例2的第三步的三级泡沫分离工艺中第三级泡沫分离过程得到的第三级残液混合，作为三级泡沫分离工艺中的第一级泡沫分离过程的原料，其中初始废水和第二级消泡液的体积比为10 :2 :1 ;第三步，三级泡沫分离工艺第一级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为56 60°C，表观气速为O. 7 O. 8mm/s，泡沫层高度为O. 68 O. 73m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。从塔顶流出的泡沫用机械法经过破泡后得到第一级消泡液，将第一级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为I. 23 I. 35g/L (大豆异黄酮的浓缩比为4. I 4. 5)，该溶液作为第三级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中的大豆异黄酮浓度为O. 18 O. 21g/L，该残液用作第二级泡沫分离的进料；第二级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为21 25°C，表观气速为O. 7 O. 8mm/s，泡沫层高度为O. 73 O. 78m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用热消泡法经过破泡后得到第二级消泡液，将第二级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5h，通过分相器收集上清液，上清液中大豆异黄酮的浓度为O. 23 O. 29g/L (大豆异黄酮的浓缩比为I. 3 I. 4)，该溶液作为第一级泡沫分离的进料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 11 O. 13g/L,该残液通过普通生化法处理后排放；第三级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度设定为56 60°C，表观气速为O. 7
O.8mm/s，泡沫层高度为O. 68 O. 73m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气。塔顶处收集到的泡沫用热消泡法经过破泡后得到第三级消泡液，其中大豆异黄酮的浓度为2. 21 2. 70g/L (大豆异黄酮的浓缩比为I. 8 2. O)，该溶液可作为有机溶剂萃取法或大孔树脂吸附法纯化大豆异黄酮的原料；在泡沫分离塔中所剩的残液中大豆异黄酮的浓度为O. 25 O. 32g/L，该 残液用作第一级泡沫分离的进料。泡沫分离技术浓缩蛋白废水中的大豆异黄酮的总浓缩比为7. 4 9. 0，总回收率为84 86%ο
权利要求
1.一种泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中大豆异黄酮的工艺，其特征为包括以下步骤 第一步，生产大豆蛋白产生的废水的收集和检测 收集生产大豆蛋白产生的废水，测量其PH值并检测其中的大豆异黄酮的浓度； 第二步，生产大豆蛋白废水的pH调节 用氢氧化钠水溶液调节第一步所述的生产大豆蛋白产生的废水的PH值为5. 5 6. 5时作为初始废水，用作下面三级泡沫分离工艺的第一级泡沫分离的进料； 第三步，三级泡沫分离工艺 第一级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度为50 65°C，表观气速为O. 5 I. O mm/s，泡沫层高度为O. 60 O. 80 m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气；从塔顶流出的泡沫经过破泡后得到第一级消泡液，将第一级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5 h，通过分相器收集上清液，该上清液作为第三级泡沫分离的进料；分离塔中所剩残液作为第二级泡沫分离的进料； 第二级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度为15 30°C，表观气速为O. 5 I. O mm/s，泡沫层高度为O. 65 O. 80 m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气；塔顶处收集到的泡沫经过破泡后得到第二级消泡液，将第二级消泡液中出现的大豆蛋白析出进行自由沉降5 h，通过分相器收集上清液，该清液作为补料混入第一级泡沫分离的进料中；分离塔中所剩残液经普通生化法处理后排放； 第三级泡沫分离工艺泡沫分离塔温度为50 65°C，表观气速为O. 5 I. O mm/s，泡沫层高度为O. 60 O. 80 m，对流出塔顶的泡沫进行收集并破泡，待泡沫不能从分离塔顶端流出时，即可停止通气；塔顶处收集到的泡沫经过破泡后得到第三级消泡液，该溶液作为有机溶剂萃取法或大孔树脂吸附法纯化大豆异黄酮的原料；分离塔中所剩残液作为第一级泡沫分离的进料。
2.如权利要求I所述的泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中大豆异黄酮的工艺，其特征为所述蛋白废水中的大豆异黄酮浓度为O. 20 O. 40 g/Lo
3.如权利要求I所述的泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中大豆异黄酮的工艺，其特征为所述破泡方法为机械法或热消泡法。
全文摘要
本发明为一种泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中大豆异黄酮的工艺，包括以下步骤第一步，生产大豆蛋白产生的废水的收集和检测；第二步，生产大豆蛋白废水的pH调节；第三步，三级泡沫分离工艺。本发明既能大幅提高大豆异黄酮的浓缩比(大豆异黄酮的浓缩比为5.8～11.0)，又能增大回收率(大豆异黄酮的回收率为80～90%)。
文档编号C07D311/40GK102838576SQ20121036404
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者吴兆亮, 刘伟, 李 瑞 申请人:河北工业大学