专利名称：一种麸质水的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种麸质水的处理方法。
背景技术：
淀粉的提取过程是玉米粒的主要组成部分分离的过程，玉米粒各组成部分的分离有干法和湿法两种，而且分离操作主要的是磨碎，因此，有干磨和湿磨之分。湿磨是当前玉米淀粉行业通用的工艺，主要为浸渍后玉米经过破碎、脱胚、精磨以及筛分，以分出胚芽、纤维渣，制得粗制淀粉乳的过程。淀粉经磨筛工序提取后，所得淀粉乳仍然为粗淀粉乳，尚含有大量不溶性蛋白质及可溶性物质，且粉浆的浓度也比较稀，需要进行精制和浓缩，为最后加工和深加工提供纯净的精淀粉乳，精制的方法是利用离心分离原理，对粗淀粉乳进行分离，分出轻相含有不溶性蛋白质的水，即麸质水，重相为淀粉乳，再用纯净水洗涤除去淀粉乳中残余的可溶性物质，即得精淀粉乳。而分离出的麸质水再次利用离心分离的方法进行浓缩，得到浓缩物和工艺水，将浓缩物进行脱水干燥后，即得麸质蛋白粉，分离得到的工艺水，直接循环回用到玉米浸泡工艺或者胚芽、纤维的洗涤工艺中。一方面，采用现有技术的方法对麸质水再次利用离心分离的方法进行浓缩的工艺不足以使不溶性蛋白质充分分离出来，分离效率较低，而导致麸质蛋白粉的产率不高，另一方面，将工艺水直接循环回用到玉米浸泡工艺和胚芽、纤维洗涤工艺中后，玉米的浸泡效果以及产品质量显著变差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的方法麸质蛋白粉的产率不高以及直接将工艺水直接循环回用到玉米浸泡工艺和淀粉乳洗涤工艺中后，玉米的浸泡效果以及淀粉乳的洗涤效果显著变差的缺陷，提供一种既能够提高麸质蛋白粉产率并改善工艺水循环回用至玉米浸泡工艺的玉米浸泡效果和循环回用至胚芽、纤维洗涤工艺的麸质水的处理方法。本发明的发明人发现，采用现有技术的方法对麸质水再次利用离心分离的方法进行浓缩后得到的工艺水中还含有大量不溶性蛋白质，如果直接将工艺水直接循环回用到玉米浸泡工艺，由于工艺水中的蛋白含量高，因此无法充分将玉米中的可溶性蛋白质浸泡出来并融入水中，而影响后续的分离工艺，同样，现有技术得到的工艺水直接循环回用到胚芽、纤维洗涤工艺中后，也无法充分将胚芽、纤维中的可溶性物质充分洗涤出来，而会影响产品的质量。本发明提供了一种麸质水的处理方法，该方法包括将麸质水浓缩，得到浓缩物和工艺水，所述工艺水中含有不溶性蛋白质，其中，该方法还包括将工艺水与絮凝剂溶液混合，并进行气浮分离；所述絮凝剂为能够使工艺水中的不溶性蛋白质絮凝和/或沉降的物质。本发明的方法通过将麸质水浓缩，得到浓缩物和工艺水，并对所述工艺水中所含的不溶性蛋白质进行絮凝，而使所述不溶性蛋白质自然沉降和/或絮凝，并进行气浮分离， 从而达到使所述工艺水中的不溶性蛋白质与水进行有效分离，将得到的蛋白进行脱水、干燥后并得到麸质蛋白粉饲料，从而将麸质水再次进行浓缩后的工艺水中的不溶性蛋白质进行回收，由此大大提高了麸质蛋白粉的产率。此外，将使蛋白絮凝后的工艺水再次回用循环对玉米进行浸泡以及对胚芽、纤维进行洗涤，能够基本达到与用新鲜水浸泡和洗涤的效果。 弥补了现有技术的方法对麸质水进行处理的工艺的不足以使不溶性蛋白质能够充分分离出来。此外，本发明中所用的絮凝剂不会给终产品带来任何毒性，也为食品安全提供了很好地保证。
具体实施例方式按照本发明，所述麸质水的处理方法包括将麸质水浓缩，得到浓缩物和工艺水，所述工艺水中含有不溶性蛋白质，其中，该方法还包括将工艺水与絮凝剂溶液混合，并进行气浮分离；所述絮凝剂为能够使工艺水中的不溶性蛋白质絮凝和/或沉降的物质。本发明的发明人发现，将絮凝剂以絮凝剂溶液的形式与工艺水混合，能够使之与工艺水混合的更均勻，使该工艺水中的不溶性蛋白质絮凝和/或沉降的更充分、完全。此夕卜，本发明的发明人还发现，现有技术中通常是将麸质水浓缩后得到的浓缩物直接进行气浮，目的是直接将其中的不溶性蛋白分离出来，但是，该方法不但无法实现不溶性蛋白的充分分离，而且得到的工艺水的质量也较差，循环回用后会影响制得的精制淀粉的质量。而本发明的发明人首先巧妙利用絮凝剂将麸质水中的不溶性蛋白质絮凝和/或沉降，同时结合气浮分离的方法将被絮凝和/或沉降的不溶性蛋白进行分离，能够达到显著的分离效果。按照本发明，所述絮凝剂溶液中的溶剂可以是各种可与絮凝剂形成溶液的溶剂， 通常情况下，所述絮凝剂溶液中的溶剂为水。所述絮凝剂可以是各种能够将工艺水中的不溶性蛋白质絮凝、沉降，并使其从工艺水中有效分离的絮凝剂，优选情况下，所述絮凝剂可以为聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠与聚合氯化铝。更优选情况下，所述聚丙烯酸的数均分子量可以为600万-1000万道尔顿，所述聚丙烯酸钠的数均分子量可以为600万-1000万道尔顿。所述聚合氯化铝是一种无机絮凝剂， 其分子式为[Al2 (OH)nCl6Jm,其中，η为1-5，m彡10，盐基度B = n/6X 100%。本发明的发明人发现，聚合氯化铝更容易使所述工艺水中的细小颗粒物聚集在其周围形成较大颗粒的悬浮物，而聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠更容易使较大颗粒的悬浮物沉降，因此，当先将工艺水与聚合氯化铝的水溶液混合后，再与聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠的水溶液混合，可以起到更好的分离效果。此外，本发明的发明人还发现，当将该絮凝剂溶液中聚合氯化铝与聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠的重量比控制在2-5，更优选为3-4. 5的范围内时，不溶性蛋白质与水的分层更清晰，即分离效果更佳。优选情况下，在将工艺水与聚合氯化铝的水溶液混合之后，与聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠的水溶液混合之前，还包括搅拌的步骤，以充分使聚合氯化铝与工艺水中的细小颗粒物的聚集更彻底，为了利于聚合氯化铝充分絮凝细小颗粒物，同时又不会破坏已经絮凝的颗粒物破坏，所述搅拌的时间优选为0. 5-5分钟。在本发明中，絮凝剂在水中的溶解度适中，因此，所述絮凝剂溶液的质量体积浓度的可调节范围较宽，如，可以为0. 1-5% (m/v)，出于成本和效果的综合考虑，所述聚丙烯酸和聚丙烯酸钠絮凝剂溶液的质量体积浓度优选为0. 1-0. 5% (m/v)，所述聚合氯化铝絮凝剂溶液的质量体积浓度优选为1-5% (m/v)。
按照本发明的方法，所述絮凝剂溶液的用量的可调节范围较宽，例如，可以根据工艺水中不溶性蛋白质的量的多少来调节絮凝剂溶液的用量，优选情况下，所述絮凝剂溶液的用量使得絮凝剂在所述工艺水中的量为20-1000ppm，更优选情况下，所述絮凝剂溶液的用量使得聚丙烯酰酸和聚丙烯酸钠絮凝剂在所述工艺水中的量为20-100ppm，使得聚合氯化铝絮凝剂在所述工艺水中的量为200-1000ppm。所述工艺水中不溶性蛋白质的质量体积浓度一般可以为1. 5-1. 9% (m/v)。上述m/v指质量体积浓度，具体含义包括每升絮凝剂溶液中絮凝剂的质量(克) 或每升使麸质水进行浓缩后得到的工艺水中不溶性蛋白质的质量(克)。ppm表示一百万份重量的溶液中所含溶质的重量。ppm =溶质的重量/溶液的重量X106。如Ippm即一百万千克(升)的溶液中含有1千克(升)溶质。在本发明中，ppm 的具体含义为一百万千克(升)所述工艺水中絮凝剂溶液的用量使得絮凝剂的量为5-100 千克(升)。按照本发明，将工艺水与絮凝剂溶液混合的条件可以包括混合的时间和混合的温度，例如，所述混合的时间可以为1-10分钟，更优选为1-5分钟；所述混合的温度可以为 30-700C，更优选为40-60°C。为了使工艺水与絮凝剂溶液混合的更均勻，所述将工艺水与絮凝剂溶液的混合优选在搅拌下进行。按照本发明，将工艺水与絮凝剂溶液混合的方式没有特别限定，例如，可以是静态混合，也可以是动态混合，亦或者是两种混合方式的结合。其中，所述静态混合可以为将工艺水与絮凝剂溶液在容器，如静置设备中混合并静置；所述动态混合可以为将来自不同输送管道的工艺水和絮凝剂溶液在另一输送管道中汇合并在流动过程中混合，或者使工艺水和絮凝剂溶液通过管道混合器混合，并将该混合物输送至静置设备中进行静置。按照本发明，将工艺水与絮凝剂溶液混合并将被絮凝和/或沉降的不溶性蛋白质分离的方法为气浮分离的方法。所述气浮分离的方法是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附工艺水中被絮凝和/或沉降的麸质颗粒，使其密度小于水而上浮到水面，实现固液分离的过程。在按照本发明，所述气浮分离的方法包括将工艺水与絮凝剂溶液混合的同时或之后，向混合物中鼓入空气，使被絮凝和/或沉降的麸质颗粒被形成的气泡粘附并随气泡上浮。其中，向混合物中鼓入空气的条件只要能够将被絮凝和/或沉降的麸质颗粒被由通入的空气形成的气泡粘附并随气泡上浮，形成气浮层即可，优选情况下，通入空气的压力可以为0.2-0. 4兆帕，气泡的尺寸通常可以为15-30微米。气浮时间可以为1-10分钟，优选为4-7分钟。按照本发明，可以采用各种现有的气浮设备实现固液分离，将例如，可以利用气浮槽进行气浮分离，即利用物料不同悬浮性和吸附气泡(气体分子)的原理将麸质颗粒与水分离。例如，将工艺水与絮凝剂溶液的混合物由气浮槽的进料端进入，曝气泵输入气体电进入气浮槽的进料端，进入气浮槽的气体由曝气头形成气泡扩散弹液体中，这些气泡将进入气浮区的絮凝物和/或沉降物粘附，并随着流动向上漂浮，而不能与气泡结合的淀粉颗粒随着流动逐渐向下沉淀，水逐渐得到澄清。大量漂浮在上层的麸质颗粒积聚称为浓度较高的液体，然后从气浮槽出料端被剥料板剥下，并可以进行过滤，逐渐向下沉淀的淀粉颗粒在达到一定浓度时被引出流回其它工序，在气浮槽中间部位的是澄清的工艺水，处理后的工艺水的干物含量1.3%以下。
按照本发明，该方法还可以包括将分离出的不溶性蛋白质进行脱水干燥的步骤。 所述脱水干燥的方法和条件均可以采用本领域公知的方法和条件进行。例如，干燥的方式可以为自然干燥，鼓风干燥，真空干燥等各种常规的干燥方式。所述干燥的条件可以包括干燥的温度为80-100°C，干燥的时间可以为1-5小时。按照本发明，将麸质水浓缩的方法可以为本领域公知的各种浓缩方式，例如，利用离心分离的原理，采用碟片式分离机将麸质水进行浓缩，浓缩物从底流流出，工艺水从顶流流出。浓缩物中的不溶性蛋白质的固含量一般为8-12重量％。所述工艺水中不溶性蛋白质的质量体积浓度一般可以为1. 5-1. 9% (m/v)。在本发明中，所述麸质水指将玉米粗淀粉乳进行分离后得到的轻相含有不溶性蛋白质的水。下面将通过具体实施例对本发明进行进一步的详细描述，以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。气浮槽的型号为FXP300X600，购自武汉粮科院。使麸质水进行浓缩后得到的工艺水中不溶性蛋白质的浓度的测定方法为烘箱法。采用GB/T 5009. 5-1985测定将滤饼干燥后得到的饲料中的蛋白含量(以饲料的
干基为基准)。下述实施例中所用的聚丙烯酸絮凝剂、聚丙烯酸钠絮凝剂和聚合氯化铝絮凝剂分别购自上海天籁生物科技有限公司和巩义市水处理材料厂。实施例1本实施例用于说明本发明提供的麸质水的处理方法。(1)将1000L使麸质水进行浓缩后得到的工艺水[不溶性蛋白质浓度为1. 85% (m/v)]置于反应釜中。(2)将数均分子量为600万的聚丙烯酸钠絮凝剂溶于水中，制得质量体积比浓度为0.05%的溶液；将聚合氯化铝(η为1-5，m^ 10，盐基度B = η/6X 100 % )溶于水中， 制得质量体积比浓度为5%的聚合氯化铝溶液。并在50°C下，向上述使麸质水进行浓缩后得到的工艺水中加入上述两种絮凝剂水溶液，所述聚丙烯酸钠絮凝剂水溶液的用量05L) 使得聚丙烯酸钠絮凝剂在工艺水中的量为12. 5ppm，所述聚合氯化铝絮凝剂水溶液的用量 (IL)使得聚合氯化铝絮凝剂在工艺水中的量为50ppm，搅拌混合0. 5分钟。(3)将步骤( 得到的混合液置入气浮槽中进行气浮分离(通入空气的压力为 0. 3兆帕，气浮时间可以为5分钟)，得到的工艺水的干物含量为1. 35重量％，分离上层麸质颗粒并进行过滤。(4)将步骤C3)得到的麸质颗粒滤饼在95°C下烘干得到饲料(10重量％水分)，以干基计测得饲料中的蛋白含量为60% (m/m)。实施例2本实施例用于说明本发明提供的麸质水的处理方法。(1)将1000L使麸质水进行浓缩后得到的工艺水[不溶性蛋白质浓度为1. 96% (m/v)]置于反应釜中。(2)将数均分子量为800万的聚丙烯酸絮凝剂溶于水中，制得质量体积比浓度为 0.05%的溶液；将聚合氯化铝(η为1-5，10，盐基度B = η/6 X 100% )溶于水中，制得质量体积比浓度为5%的聚合氯化铝溶液。并在40°C下，向上述使麸质水进行浓缩后得到的工艺水中加入上述两种絮凝剂水溶液，所述聚丙烯酸絮凝剂水溶液的用量(25L)使得聚丙烯酸絮凝剂在工艺水中的量为12. 5ppm，所述聚合氯化铝絮凝剂水溶液的用量(IL)使得聚合氯化铝絮凝剂在工艺水中的量为50ppm，搅拌混合3分钟。(3)将步骤( 得到的混合液置入气浮槽中进行气浮分离(通入空气的压力为 0. 4兆帕，气浮时间可以为8分钟)，得到的工艺水的干物含量为1. 29重量％，分离上层麸质颗粒并进行过滤。(4)将步骤C3)得到的麸质颗粒滤饼在95°C下烘干得到饲料(10重量％水分)，以干基计测得饲料中的蛋白含量为58% (m/m)。实施例3本实施例用于说明本发明提供的麸质水的处理方法。按照实施例1的方法对使麸质水进行浓缩后得到的工艺水进行蛋白分离，不同的是，所述聚丙烯酸钠絮凝剂水溶液的用量(30L)使得聚丙烯酸钠絮凝剂在工艺水中的量为 15ppm，所述聚合氯化铝絮凝剂水溶液的用量(0.9L)使得聚合氯化铝絮凝剂在工艺水中的量为45ppm，过滤后得到的水的干物含量为1.32重量％。将滤饼在90°C下干燥得到饲料中的蛋白含量61% (m/m)。实施例4本实施例用于说明本发明提供的麸质水的处理方法。按照实施例2的方法对使麸质水进行浓缩后得到的工艺水进行蛋白分离，不同的是，将絮凝剂水溶液与使麸质水进行浓缩后得到的工艺水混合的方式为先加入聚合氯化铝的水溶液，并搅拌混合2分钟，然后再加入聚丙烯酸的水溶液，搅拌混合1分钟。得到的工艺水的干物含量为1. 23重量％，分离上层麸质并进行过滤，将滤饼在90°C下干燥得到饲料中的蛋白含量为62% (m/m)。实施例5本实施例用于说明本发明提供的麸质水的处理方法。按照实施例2的方法对使麸质水进行浓缩后得到的工艺水进行蛋白分离，不同的是，将絮凝剂水溶液与使麸质水进行浓缩后得到的工艺水混合的方式为先加入聚合氯化铝的水溶液，并搅拌混合2分钟，然后再加入聚丙烯酸的水溶液，搅拌混合1分钟；所述聚合氯化铝的水溶液(聚合氯化铝的质量体积比浓度为2% )的用量GL)使得絮凝剂在工艺水中的量为80ppm，所述聚丙烯酸(聚丙烯酸的质量体积比浓度为0. 2% )的水溶液的用量 (20L)使得絮凝剂在工艺水中的量为40ppm。得到的工艺水的干物含量为1. 25重量％，分离上层麸质并进行过滤，将滤饼在90°C下干燥得到饲料中的蛋白含量为60% (m/m)。实施例6本实施例用于说明本发明提供的麸质水的处理方法。按照实施例2的方法对使麸质水进行浓缩后得到的工艺水进行蛋白分离，不同的是，将絮凝剂水溶液与使麸质水进行浓缩后得到的工艺水混合的方式为先加入聚合氯化铝的水溶液，并搅拌混合2分钟，然后再加入聚丙烯酸的水溶液，搅拌混合1分钟；所述聚合氯化铝的水溶液(聚合氯化铝的质量体积比浓度为)的用量(3L)使得絮凝剂在工艺水中的量为30ppm，所述聚丙烯酸的水溶液(聚丙烯酸的质量体积比浓度为0. )的用量(15L)使得絮凝剂在工艺水中的量为15ppm。得到的工艺水的干物含量为1.27重量％，分离上层麸质并进行过滤，将滤饼在90°C下干燥得到饲料中的蛋白含量为59% (m/m)。实施例7本实施例用于说明本发明提供的麸质水的处理方法。按照实施例2的方法对使麸质水进行浓缩后得到的工艺水进行蛋白分离，不同的是，所述聚合氯化铝的水溶液(聚合氯化铝的质量体积比浓度为5%)的用量(0.8L)使得絮凝剂在工艺水中的量为40ppm，所述聚丙烯酸的水溶液(聚丙烯酸的质量体积比浓度为 0. 05%)的用量(80L)使得絮凝剂在工艺水中的量为40ppm。得到的工艺水的干物含量为 1.38重量％。将滤饼在90°C下干燥得到饲料中的蛋白含量为60% (m/m)。由上述实施例可以看出，采用本发明的方法能够有效的分离对麸质水进行浓缩后得到的工艺水中的不溶性蛋白质，且得到的饲料的质量较好，将使蛋白絮凝后的工艺水再次回用循环对玉米进行浸泡以及对胚芽、纤维进行洗涤，能够基本达到与用新鲜水浸泡和洗涤的效果。
权利要求
1.一种麸质水的处理方法，该方法包括将麸质水浓缩，得到浓缩物和工艺水，所述工艺水中含有不溶性蛋白质，其特征在于，该方法还包括将工艺水与絮凝剂溶液混合，并进行气浮分离；所述絮凝剂为能够使工艺水中的不溶性蛋白质絮凝和/或沉降的物质。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述絮凝剂溶液为絮凝剂的水溶液，所述絮凝剂为聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠与聚合氯化铝。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述聚丙烯酸的数均分子量为600万-1000万道尔顿，所述聚丙烯酸钠的数均分子量为600万-1000万道尔顿；所述聚合氯化铝的分子式为 [Al2 (OH)nCl6-Jm，其中，η 为 1-5，m 彡 10，盐基度 B = η/6X 100%。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，将工艺水与絮凝剂溶液混合的方法包括先将所述工艺水与聚合氯化铝的水溶液混合，再与聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠的水溶液混合；聚合氯化铝与聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠的质量比为2-5。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在将工艺水与聚合氯化铝的水溶液混合之后，与聚丙烯酸和/或聚丙烯酸钠的水溶液混合之前，还包括搅拌的步骤，所述搅拌的时间为1-5 分钟。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述工艺水中不溶性蛋白质的质量体积浓度为 1. 5-1. 9%，所述絮凝剂溶液的用量使得聚丙烯酸和聚丙烯酸钠絮凝剂在所述工艺水中的量为5-50ppm，使得聚合氯化铝絮凝剂在所述工艺水中的量为20-100ppm。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，聚丙烯酸和聚丙烯酸钠絮凝剂溶液的质量体积浓度为0. 1-0. 5%，聚合氯化铝絮凝剂溶液的质量体积浓度为1-5%。
8.根据权利要求1或4所述的方法，其中，所述将工艺水与絮凝剂溶液的混合在搅拌下进行，混合的温度为30-70°C，混合的时间为1-10分钟。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气浮分离的方法包括将工艺水与絮凝剂溶液混合的同时或之后，向混合物中鼓入空气，使被絮凝和/或沉降的麸质颗粒被形成的气泡粘附并随气泡上浮。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，通入空气的压力为0.2-0.4兆帕，气浮时间为 1-10分钟。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括将分离出的不溶性蛋白质进行脱水干燥的步骤。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述麸质水指将玉米粗淀粉乳进行分离后得到的轻相含有不溶性蛋白质的水。
全文摘要
麸质水的处理方法，该方法包括将麸质水浓缩，得到浓缩物和工艺水，所述工艺水中含有不溶性蛋白质，其中，该方法还包括将工艺水与絮凝剂溶液混合，并进行气浮分离；所述絮凝剂为能够使工艺水中的不溶性蛋白质絮凝和/或沉降的物质。本发明的方法能使所述工艺水中的不溶性蛋白质与水进行有效分离，由此大大提高了麸质蛋白粉的产率。此外，将使蛋白絮凝后的工艺水再次回用循环对玉米进行浸泡以及对胚芽、纤维进行洗涤，能够基本达到与用新鲜水浸泡和洗涤的效果，而显著提高了精淀粉乳的质量。
文档编号C02F9/04GK102452739SQ20101051760
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者佟易, 娄新建, 孙本军, 孙长友, 岳国君, 徐兆勇, 王旭, 罗虎, 艾永平, 诰培, 郝小明, 高占争, 鲁艳秋 申请人:中粮集团有限公司, 国家粮食储备局武汉科学研究设计院