专利名称：气浮净化、膜集成提取大豆低聚糖的方法
技术领域：
本发明涉及一种提取食用低聚糖的方法，具体为一种用气浮净化、膜集成 提取大豆低聚糖的方法，从大豆乳清液中提取大豆低聚糖。
背景技术：
大豆低聚糖在肠内经生物作用，产生二氧化碳等气体，而引发使人不舒 服的胀气现象，不能被人体消化吸收，被认为不是人体的营养素，从而否定了大豆低聚糖的 利用价值。但是，随着近年来人们通过研究发现，大豆低聚糖并非是胀气作用的物质，更为 重要的是与人体的生长、机体正常新陈代谢、防治疫病都息息相关的双歧杆菌的最好增殖物 质。大豆低聚糖所特有一系列独特生理功能，使人们越来越重视对它的开发利用。
大豆乳清水是生产大豆分离蛋白、浓缩蛋白(酸法)以及豆腐等食品过程中产生的高浓度 有机废水，其主要成份为蛋白质、糖类、盐类。传统的做法将其当做毫无利用价值的废物 直接排放，或经过生化简单处理排放，不仅污染了环境，而且浪费了对人体生理十分有用的 物质，即大豆低聚糖和乳清蛋白等。
大豆乳清液中含有乳清蛋白、糖类、盐类等主要成份，其中糖类约占0.5%—1.0%，包 括双糖(蔗糖)、三糖(柿子糖)和四糖(水苏糖)及微量的单糖(葡萄糖)，乳清蛋白约占
0.1%—0.5%，盐类约占0.2%—1%，包括有机盐和无机盐，总固性物约占0.8%—2.5%。
采用膜分离技术从大豆乳清液中提取大豆低聚糖。常用的大豆乳清液净化方法用板 框过滤机去除大豆乳清液中可热凝聚或加絮凝剂能够絮凝的蛋白质，然后再用超滤膜截留残 余的蛋白来净化大豆乳清液，由于乳清液中含有热稳定性很好的小分子蛋白，在加热或加絮 凝剂的条件下，仍有一部分小分子蛋白难以凝聚沉淀，因此通过过滤的方法，很难将大豆乳 清液中所含的蛋白质彻底分离出去。所以这种方法在实际应用中还存在一些技术性难题。其 主要具体难题如下
1、 膜污染问题。超滤用于大豆乳清液组份分离当前存在最大的问题是膜污染问题。依 据大豆乳清蛋白与大豆低聚糖及盐类分子量的差异，用一定截留分子量的超滤膜，把大豆乳 清液中的乳清蛋白截留，大豆低聚糖和盐类透过超滤膜，使两组份得到分离。由于乳清蛋白 具有一定的粘性，易附着于膜上，形成凝胶，造成膜孔堵塞，从而导致膜通量迅速衰减，使 超滤不能正常进行。
2、 膜清洗问题。大豆乳清液预处理，常用的方法是加热和加絮凝剂，使蛋白变性沉淀 后，再用板框过滤机将蛋白分离除去。由于大豆乳清液中含有一部分热稳定性和电解质条件 下稳定性都很好的小分子蛋白，因此用过滤的方法不可能将蛋白分离完全，或操作不当跑蛋 白，就会造成严重的膜污染问题，尽管采取多种多样的清洗方法，也很难恢复到原来的通量， 甚至会使超滤膜无法正常运行。
3、 污染环境问题。由于通常用板框过滤机分离大豆乳清液中的蛋白质，就必须加入大 量的硅藻土作为助滤剂，因此在运行过程中就会产生大量的硅藻土和蛋白的混合废弃物，而 造成环境的污染
发明内容
本发明的目的在于提供现场操作、结构简单、成本低廉、操作方便、使用 灵活的一种预处理完备、不产生污染物、膜抗污染能力强、膜使用寿命长、易清洗、流量大、 运行稳定、提高产品得率、品质高的气浮净化、膜集成提取大豆低聚糖的方法。本发明的目的是这样实现的它包含加热凝聚、冷却、高速离心分离、PH值调节絮凝、二次高速离心 分离、气浮分离、 一级超滤、离子交换树脂脱色、电渗析脱盐、离子交换树脂深度脱盐、二 级超滤、反渗透浓縮、活性炭脱色、硅藻土过滤、终端超滤、负压蒸发浓縮。具体步骤如下
(1) 加热凝聚，首先将大豆乳清液在PH值=4. 5--4. 7条件下，加热到95'C—10(TC时， 保持20—30分钟，使乳清液中的乳清蛋白变性，凝聚沉淀；
(2) 冷却，将加热凝聚乳清液送入冷却器，与冷却水间接换热，使其温度降到42'C以
下；
(3) 高速离心分离，将冷却后乳清液，送入高速离心分离机进行固、液分离，固相排
出，液相送入PH值调节絮凝罐；
(4) PH值调节絮凝，将高速离心机分出液相，送入PH值调节絮凝罐，在30转/分钟 搅拌条件下，加入10%—30%浓度的氢氧化钠溶液，调节PI^7—9使乳清蛋白絮凝沉淀；
(5) 二次高速离心分离，将调节PH值絮凝沉淀乳清液，送入高速离心分离机，进行 二次固、液分离，固相排出，液相送入气浮装置；
(6) 气浮分离，将还含有可溶性乳清蛋白和多肽小分子蛋白的乳清液，输入到气浮装 置中气浮装置中的空气压力为0.3Mpa—0.5Mpa PH=4.5—9进料液温度35°C-40°C液 位高度800—1200mm，清液内的可溶性蛋白质、多肽等表面活性物质，聚集在气液界面，并 上浮至溶液上方形成泡沫层，将泡沫与乳清液分开，净化乳清液，防止膜污染；
(7) —级超滤，将气浮净化后的乳清液送入一级超滤，进一步截留乳清液中残余蛋 白和胶体物质，中空纤维膜是截留分子量10000_20000， PH=2—12，运行压力是 O.lMpa-"0.5Mpa,进料温度35°C—40°C;
(8) 离子交换树脂脱色，将一级超滤透过乳清液送入离子交换树脂脱色系统进行脱 色，流速10~15米/小时，温度3(TC—35°C;
(9) 电渗析脱盐，经过离子交换树脂脱色的乳清液，仍含有一定的盐份，将其送入 电渗析进行脱盐，使乳清透过液的电导率小于50y s/cm以下，脱盐率达到98%以上；
(10) 离子交换树脂深度脱盐，经过电渗析脱盐后的乳清液还有少量的盐份，将其再 送入离子交换树脂柱，进行进一步脱盐和金属离子，使其电导率达到10"s/cm以下；
(11) 二级超滤，将上一步的乳清液送入二级超滤系统进行除杂，中空纤维膜是截留分 子量10000_20000， PH=2_12，运行压力是0.1Mpa-"0.5Mpa,进料温度35°C—40°C;
(12) 反渗透浓縮，使乳清液溶液中的低聚糖浓度由1%—1.2%，浓縮至8%—10%。 90% 以上的水透过，不含糖，作为工艺水回用；
(13) 活性炭脱色，将反渗透浓缩到8%—10%的糖液，加热到80%—85%后，再加入3 %。的活性炭，在搅拌条件下，脱色30分钟，然后再用泵将糖液和活性炭的混合液送入过滤 机，滤除活性炭；
(14) 硅藻土过滤，首先用3%。的硅藻土加预除液中，混合均匀后送入硅藻土过滤机进 行预涂，当形成滤层后，再将糖与活性炭的混合液，送入硅藻过滤机进行滤除活性炭；
(15) 终端超滤，滤除活性炭的大豆低聚糖液中，残留少量的活性炭和硅藻土，将脱色后低聚糖液送入终端超滤，去除活性炭和硅藻土，使其澄清透明；
(16)负压蒸发浓縮，经过反渗透浓縮后的糖度为8%_10%，将通过终端超滤的糖液，
再用泵送入三效负压蒸发系统，在负压、温度80° C—85° C操作条件下，将其糖度由8%
一10%浓縮到76%—78%，然后再用泵送入冷却器进行冷却，当温度降到25° C以下，包装
即为桨状大豆低聚糖成品。本发明的优点是1、采用气浮净化去除乳清液中的小分子蛋白，
为防止膜污染创造先决条件。2、采用合适的膜截留分子量和膜组件的合理组合，以及采用
的运行模式，有效清洗方法等，保证长期稳定运行。3、预处理采用多次高效离心分离技术，
不需添加任何助滤剂，不产生任何污染物，且分离出的蛋白渣可以再回收利用。4、工艺简
化，设备投资和运行费用低。5、节能。膜分离过程不发生相变，能耗低，且采用洁净能源
——电力，因此膜分离技术又称节能技术。采用反渗透膜对大豆分离蛋白乳清水进行浓缩，
不需要蒸汽，可节省总能耗70%以上。6、保持大豆低聚糖的本色、本味和营养成分。膜分
离是在常温低压下进行，超滤截留蛋白质、电渗析脱盐、反渗透浓縮等，膜过程不需要加热，
无相变。避免了糖的热分解和变色等现象的发生，保持了产品的原有色、味和营养成分。7、
大豆乳清废水经过膜分离处理后，洁净可回用。
图1是本发明结构原理方框示意图。
具体实施方式
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(1) 加热凝聚，首先将大豆乳清液在PH值:4.5--4.7条件下，加热到95。C一10(TC时， 保持20—30分钟，使乳清液中的乳清蛋白变性，凝聚沉淀。
(2) 冷却，将加热凝聚乳清液送入冷却器，与冷却水间接换热，使其温度降到42°C以下。
(3) 高速离心分离，将冷却后乳清液，送入高速离心分离机进行固、液分离。固相排 出，液相送入PH值调节絮凝罐。
(4) PH值调节絮凝，将高速离心机分出液相，送入PH值调节絮凝罐，在30转/分钟 搅拌条件下，加入10%—30%浓度的氢氧化钠溶液，调节PI^7—9使乳清蛋白絮凝沉淀。
(5) 二次高速离心分离，将调节PH值絮凝沉淀乳清液，送入高速离心分离机，进行 二次固、液分离，固相排出，液相送入气浮装置。
(6) 气浮分离，将还含有可溶性乳清蛋白和多肽小分子蛋白的乳清液，输入到气浮装 置中气浮装置中的空气压力为0.3Mpa-"0.5Mpa PH=4.5—9进料液温度35°C-40°C 液 位高度800—1200mm，清液内的可溶性蛋白质、多肽等表面活性物质，聚集在气液界面，并 上浮至溶液上方形成泡沫层，将泡沫与乳清液分开，净化乳清液，防止膜污染。
(7) —级超滤，将气浮净化后的乳清液送入一级超滤，进一步截留乳清液中残余蛋 白和胶体物质。本发明采用截留分子量10000—20000的中空纤维膜，其PI^2—12。膜强度 高、通量大、抗污染、易清洗，并具有反冲洗功能，运行压力0.1MpaUMpa,进料温度35 °C—40°C。
(8) 离子交换树脂脱色，将一级超滤透过乳清液送入离子交换树脂脱色系统进行脱 色，视脱色效果定期对离子交换树脂进行再生，流速10~15米/小时，温度3(TC-35°C，用 离子交换树脂脱色，提高产品质量，减少活性炭和硅藻土的用量，及其废料的排放量。(9) 电渗析脱盐，经过离子交换树脂脱色的乳清液，仍含有一定的盐份，它会影响产 品的风味。将其送入电渗析进行脱盐，使乳清透过液的电导率小于50us/cm以下，脱盐率 达到98%以上。
(10) 离子交换树脂深度脱盐，经过电渗析脱盐后的乳清液还有少量的盐份，将其再 送入离子交换树脂柱，进行进一步脱盐和金属离子，使其电导率达到10Ps/cm以下，彻底 去除乳清液中的苦、咸味及重金属等。
(11) 二级超滤，为截留电渗析和离子交换树脂系统带入的杂质。将其送入二级超滤系 统进行除杂超膜截留分子量为10000—20000的中空纤维膜，PH-2—12，膜强度高、通量大、 抗污染、易清洗，并具有反冲洗功能，运行压力0. lMpa—O. 5Mpa，进料温度3(TC—4(TC 。
(12) 反渗透浓縮，是为提高大豆低聚糖的浓度，节约能源，经超滤净化、电渗析和 离子交换树脂脱盐、脱色后的大豆乳清液，进行反渗透浓縮，使其溶液中的低聚糖浓度由 1%_1.2°/。，浓縮至8%—10°/。。 90%以上的水透过，不含糖，作为工艺水回用。
(13) 活性炭脱色，将反渗透浓縮到8%—10%的糖液，加热到80%—85%后，再加入3 %>的活性炭，在搅拌条件下，脱色30分钟，然后再用泵将糖液和活性炭的混合液送入过滤 机，把活性炭滤除去。
(14) 硅藻土过滤，首先用3%。的硅藻土加预除液中，混合均匀后送入硅藻土过滤机进 fi^页涂，当形成滤层后，再将糖与活性炭的混合液，送入硅藻过滤机进行滤除活性炭。
(15) 终端超滤，滤除活性炭的大豆低聚糖液中，残留少量的活性炭和硅藻土。将脱 色后低聚糖液送入终端超滤，去除活性炭和硅藻土，使其澄清透明。
(16) 负压蒸发浓縮，经过反渗透浓縮后的糖度8%—10%，相对体积大，易酸败，储存 期短，不好运输，因此要进一步浓縮。将通过终端超滤的糖液，再用泵送入三效负压蒸发系 统。在负压、温度80° C—85° C操作条件下，将其糖度由8%—10%浓縮到76%—78%，然后 再用泵送入冷却器进行冷却，当温度降到25° C以下，包装即为大豆浆状低聚糖成品。
实施例l: (l)加热凝聚，首先将大豆乳清液在PH值-4.5条件下，加热到95'C，保持 20分钟，使乳清液中的乳清蛋白变性，凝聚沉淀。
(2) 冷却，将加热凝聚乳清液送入冷却器，与冷却水间接换热，使其温度降到35'C。
(3) 高速离心分离，将冷却后乳清液，送入高速离心分离机进行固、液分离。固相排 出，液相送入PH值调节絮凝罐。
(4) PH值调节絮凝，将高速离心机分出液相，送入PH值调节絮凝罐，在30转/分钟 搅拌条件下，加入10%浓度的氢氧化钠溶液，调节Pt^7使乳清蛋白絮凝沉淀。
(5) 二次高速离心分离，将调节PH值絮凝沉淀乳清液，送入高速离心分离机，进行 二次固、液分离，固相排出，液相送入气浮装置。
(6) 气浮分离，将还含有可溶性乳清蛋白和多肽小分子蛋白的乳清液，输入到气浮装 置中气浮装置中的空气压力为0.3Mpa、 PH=4.5、进料液温度35°C 、液位高度800mm， 清液内的可溶性蛋白质、多肽等表面活性物质，聚集在气液界面，并上浮至溶液上方形成泡 沫层，将泡沫与乳清液分开，净化乳清液，防止膜污染。(7) —级超滤，将气浮净化后的乳清液送入一级超滤，进一步截留乳清液中残余蛋 白和胶体物质。采用截留分子量10000的中空纤维膜，其PI^2。膜强度高、通量大、抗污 染、易清洗，并具有反冲洗功能，运行压力0.1Mpa,进料温度35'C。
(8) 离子交换树脂脱色，将一级超滤透过乳清液送入离子交换树脂脱色系统进行脱 色，视脱色效果定期对离子交换树脂进行再生，流速10米/小时，温度30'C，用离子交换树 脂脱色，提高产品质量，减少活性炭和硅藻土的用量，及其废料的排放量。
(9) 电渗析脱盐，经过离子交换树脂脱色的乳清液，仍含有一定的盐份，它会影响产 品的风味。将其送入电渗析进行脱盐，使乳清透过液的电导率小于35ys/cm，脱盐率达到 98%。
(10) 离子交换树脂深度脱盐，经过电渗析脱盐后的乳清液还有少量的盐份，将其再 送入离子交换树脂柱，进行进一步脱盐和金属离子，使其电导率达到8y s/cm，彻底去除乳 清液中的苦、咸味及重金属等。
(11) 二级超滤，为截留电渗析和离子交换树脂系统带入的杂质。将其送入二级超滤系 统进行除杂超膜截留分子量为10000的中空纤维膜，PH=2，运行压力O. 1Mpa，进料温度30 。C。
(12) 反渗透浓縮，是为提高大豆低聚糖的浓度，节约能源，经超滤净化、电渗析和 离子交换树脂脱盐、脱色后的大豆乳清液，进行反渗透浓縮，使其溶液中的低聚糖浓度由 1%，浓縮至8%。 90%的水透过，不含糖，作为工艺水回用。
(13) 活性炭脱色，将反渗透浓縮到8%的糖液，加热到80%后，再加入3%。的活性炭， 在搅拌条件下，脱色30分钟，然后再用泵将糖液和活性炭的混合液送入过滤机，把活性炭 滤除去。
U4)硅藻土过滤，首先用3%。的硅藻土加预除液中，混合均匀后送入硅藻土过滤机进 行预涂，当形成滤层后，再将糖与活性炭的混合液，送入硅藻过滤机进行滤除活性炭。
(15) 终端超滤，滤除活性炭的大豆低聚糖液中，残留少量的活性炭和硅藻土。将脱 色后低聚糖液送入终端超滤，去除活性炭和硅藻土，使其澄清透明。
(16) 负压蒸发浓縮，经过反渗透浓縮后的糖度8%，相对体积大，易酸败，储存期短， 不好运输，因此要进一步浓縮。将通过终端超滤的糖液，再用泵送入三效负压蒸发系统。在 负压、温度80° C操作条件下，将其糖度由8%浓縮到76%，然后再用泵送入冷却器进行冷却， 当温度降到24。 C，包装即为大豆浆状低聚糖成品。
实施例2: (1)加热凝聚，首先将大豆乳清液在PH值-4.7条件下，加热到100'C时， 保持30分钟，使乳清液中的乳清蛋白变性，凝聚沉淀。
(2) 冷却，将加热凝聚乳清液送入冷却器，与冷却水间接换热，使其温度降到42i:。
(3) 高速离心分离，将冷却后乳清液，送入高速离心分离机进行固、液分离。固相排 出，液相送入PH值调节絮凝罐。
(4) PH值调节絮凝，将高速离心机分出液相，送入PH值调节絮凝罐，在30转/分钟 搅拌条件下，加入30%浓度的氢氧化钠溶液，调节Pt^9使乳清蛋白絮凝沉淀。(5) 二次高速离心分离，将调节PH值絮凝沉淀乳清液，送入高速离心分离机，进行 二次固、液分离，固相排出，液相送入气浮装置。
(6) 气浮分离，将还含有可溶性乳清蛋白和多肽小分子蛋白的乳清液，输入到气浮装 置中气浮装置中的空气压力为0.5Mpa 、 PH=9 、进料液温度、40°C、液位高度1200mra， 清液内的可溶性蛋白质、多肽等表面活性物质，聚集在气液界面，并上浮至溶液上方形成泡 沫层，将泡沫与乳清液分开，净化乳清液，防止膜污染。
(7) —级超滤，将气浮净化后的乳清液送入一级超滤，进一步截留乳清液中残余蛋 白和胶体物质。本发明采用截留分子量20000的中空纤维膜，其PH42。运行压力0.5Mpa, 进料温度40°C。
(8) 离子交换树脂脱色，将一级超滤透过乳清液送入离子交换树脂脱色系统进行脱 色，视脱色效果定期对离子交换树脂进行再生，流速米/小时，温度35°C，用离子交换树脂 脱色，提高产品质量，减少活性炭和硅藻土的用量，及其废料的排放量。
(9) 电渗析脱盐，经过离子交换树脂脱色的乳清液，仍含有一定的盐份，它会影响产 品的风味。将其送入电渗析进行脱盐，使乳清透过液的电导率小于40us/cm，脱盐率达到 99%。
(10) 离子交换树脂深度脱盐，经过电渗析脱盐后的乳清液还有少量的盐份，将其再 送入离子交换树脂柱，进行进一步脱盐和金属离子，使其电导率达到lOws/cm,彻底去除 乳清液中的苦、咸味及重金属等。
(11) 二级超滤，为截留电渗析和离子交换树脂系统带入的杂质。将其送入二级超滤系 统进行除杂超膜截留分子量为20000的中空纤维膜，PH=12，运行压力0.5Mpa，，进料温度 40°C。
(12) 反渗透浓縮，是为提高大豆低聚糖的浓度，节约能源，经超滤净化、电渗析和 离子交换树脂脱盐、脱色后的大豆乳清液，进行反渗透浓縮，使其溶液中的低聚糖浓度由 1.2%，浓縮至10%。 97的水透过，不含糖，作为工艺水回用。
(13) 活性炭脱色，将反渗透浓缩到10%的糖液，加热到85%后，再加入3%。的活性炭， 在搅拌条件下，脱色30分钟，然后再用泵将糖液和活性炭的混合液送入过滤机，把活性炭 滤除去。
(14) 硅藻土过滤，首先用3%。的硅藻土加预除液中，混合均匀后送入硅藻土过滤机进 行预涂，当形成滤层后，再将糖与活性炭的混合液，送入硅藻过滤机进行滤除活性炭。
(15) 终端超滤，滤除活性炭的大豆低聚糖液中，残留少量的活性炭和硅藻土。将脱 色后低聚糖液送入终端超滤，去除活性炭和硅藻土，使其澄清透明。
(16) 负压蒸发浓縮，经过反渗透浓縮后的糖度10%,相对体积大，易酸败，储存期短， 不好运输，因此要进一步浓縮。将通过终端超滤的糖液，再用泵送入三效负压蒸发系统。在 负压、温度85° C操作条件下，将其糖度由10%浓縮到78%，然后再用泵送入冷却器进行冷 却，当温度降到25。 C，包装即为大豆浆状低聚糖成品。
实施例3: (1)加热凝聚，首先将大豆乳清液在PH值:4.条件下，加热到98"C时，保持25分钟，使乳清液中的乳清蛋白变性，凝聚沉淀。
(2) 冷却，将加热凝聚乳清液送入冷却器，与冷却水间接换热，使其温度降到40。C。
(3) 高速离心分离，将冷却后乳清液，送入高速离心分离机进行固、液分离。固相排 出，液相送入PH值调节絮凝罐。
(4) PH值调节絮凝，将高速离心机分出液相，送入PH值调节絮凝罐，在30转/分钟 搅拌条件下，加入25%浓度的氢氧化钠溶液，调节PI^8使乳清蛋白絮凝沉淀。
(5) 二次高速离心分离，将调节PH值絮凝沉淀乳清液，送入高速离心分离机，进行 二次固、液分离，固相排出，液相送入气浮装置。
(6) 气浮分离，将还含有可溶性乳清蛋白和多肽小分子蛋白的乳清液，输入到气浮装 置中气浮装置中的空气压力为0.4Mpa、 PH=7、进料液温度35°C-40°C、液位高度1000mm， 清液内的可溶性蛋白质、多肽等表面活性物质，聚集在气液界面，并上浮至溶液上方形成泡 沫层，将泡沫与乳清液分开，净化乳清液，防止膜污染。
(7) —级超滤，将气浮净化后的乳清液送入一级超滤，进一步截留乳清液中残余蛋 白和胶体物质。本发明釆用截留分子量15000的中空纤维膜，其PH-IO。运行压力0.4Mpa, 进料温度38'C。
(8) 离子交换树脂脱色，将一级超滤透过乳清液送入离子交换树脂脱色系统进行脱 色，视脱色效果定期对离子交换树脂进行再生，流速13米/小时，温度33'C，用离子交换树 脂脱色，提高产品质量，减少活性炭和硅藻土的用量，及其废料的排放量。
(9) 电渗析脱盐，经过离子交换树脂脱色的乳清液，仍含有一定的盐份，它会影响产 品的风味。将其送入电渗析进行脱盐，使乳清透过液的电导率小于48us/cm，脱盐率达到 99%。
(10) 离子交换树脂深度脱盐，经过电渗析脱盐后的乳清液还有少量的盐份，将其再 送入离子交换树脂柱，进行进一步脱盐和金属离子，使其电导率达到9us/cm，彻底去除乳 清液中的苦、咸味及重金属等。
(11) 二级超滤，为截留电渗析和离子交换树脂系统带入的杂质。将其送入二级超滤系 统进行除杂超膜截留分子量为15000的中空纤维膜，PH=11，运行压力0.4Mpa，，进料温度 38°C。
(12) 反渗透浓縮，是为提高大豆低聚糖的浓度，节约能源，经超滤净化、电渗析和 离子交换树脂脱盐、脱色后的大豆乳清液，进行反渗透浓縮，使其溶液中的低聚糖浓度由 1.1°/。，浓縮至9%。 99%以上的水透过，不含糖，作为工艺水回用。
(13) 活性炭脱色，将反渗透浓縮到9%的糖液，加热到84%后，再加入3%。的活性炭， 在搅拌条件下，脱色30分钟，然后再用泵将糖液和活性炭的混合液送入过滤机，把活性炭 滤除去。
(14) 硅藻土过滤，首先用3%。的硅藻土加预除液中，混合均匀后送入硅藻土过滤机进 行预涂，当形成滤层后，再将糖与活性炭的混合液，送入硅藻过滤机进行滤除活性炭。
(15) 终端超滤，滤除活性炭的大豆低聚糖液中，残留少量的活性炭和硅藻土。将脱色后低聚糖液送入终端超滤，去除活性炭和硅藻土，使其澄清透明。
(16)负压蒸发浓縮，经过反渗透浓縮后的糖度9%，相对体积大，易酸败，储存期短， 不好运输，因此要进一步浓缩。将通过终端超滤的糖液，再用泵送入三效负压蒸发系统。在 负压、温度84° C操作条件下，将其糖度由9%浓縮到77%,然后再用泵送入冷却器进行冷却， 当温度降到23。 C，包装即为大豆浆状低聚糖成品。
权利要求
1. 一种气浮净化、膜集成提取大豆低聚糖的方法，它包含加热凝聚、冷却、高速离心分离、PH值调节絮凝、二次高速离心分离、气浮分离、一级超滤、离子交换树脂脱色、电渗析脱盐、离子交换树脂深度脱盐、二级超滤、反渗透浓缩、活性炭脱色、硅藻土过滤、终端超滤、负压蒸发浓缩，其特征在于(1)加热凝聚，首先将大豆乳清液在PH值＝4.5--4.7条件下，加热到95℃--100℃时，保持20--30分钟，使乳清液中的乳清蛋白变性，凝聚沉淀；(2)冷却，将加热凝聚乳清液送入冷却器，与冷却水间接换热，使其温度降到42℃以下；(3)高速离心分离，将冷却后乳清液，送入高速离心分离机进行固、液分离，固相排出，液相送入PH值调节絮凝罐；(4)PH值调节絮凝，将高速离心机分出液相，送入PH值调节絮凝罐，在30转/分钟搅拌条件下，加入10％--30％浓度的氢氧化钠溶液，调节PH＝7-9使乳清蛋白絮凝沉淀；(5)二次高速离心分离，将调节PH值絮凝沉淀乳清液，送入高速离心分离机，进行二次固、液分离，固相排出，液相送入气浮装置；(6)气浮分离，将还含有可溶性乳清蛋白和多肽小分子蛋白的乳清液，输入到气浮装置中气浮装置中的空气压力为0.3Mpa-0.5Mpa PH＝4.5-9进料液温度35℃--40℃液位高度800-1200mm，清液内的可溶性蛋白质、多肽等表面活性物质，聚集在气液界面，并上浮至溶液上方形成泡沫层，将泡沫与乳清液分开，净化乳清液，防止膜污染；(7)一级超滤，将气浮净化后的乳清液送入一级超滤，进一步截留乳清液中残余蛋白和胶体物质，中空纤维膜是截留分子量10000-20000，PH＝2-12，运行压力是0.1Mpa-0.5Mpa，进料温度35℃--40℃；(8)离子交换树脂脱色，将一级超滤透过乳清液送入离子交换树脂脱色系统进行脱色，流速10-15米/小时，温度30℃--35℃；(9)电渗析脱盐，经过离子交换树脂脱色的乳清液，仍含有一定的盐份，将其送入电渗析进行脱盐，使乳清透过液的电导率小于50μs/cm以下，脱盐率达到98％以上；(10)离子交换树脂深度脱盐，经过电渗析脱盐后的乳清液还有少量的盐份，将其再送入离子交换树脂柱，进行进一步脱盐和金属离子，使其电导率达到10μs/cm以下；(11)二级超滤，将上一步的乳清液送入二级超滤系统进行除杂，中空纤维膜是截留分子量10000-20000，PH＝2-12，运行压力是0.1Mpa-0.5Mpa，进料温度35℃--40℃；(12)反渗透浓缩，使乳清液溶液中的低聚糖浓度由1％-1.2％，浓缩至8％-10％。90％以上的水透过，不含糖，作为工艺水回用；(13)活性炭脱色，将反渗透浓缩到8％-10％的糖液，加热到80％-85％后，再加入3‰的活性炭，在搅拌条件下，脱色30分钟，然后再用泵将糖液和活性炭的混合液送入过滤机，滤除活性炭；(14)硅藻土过滤，首先用3‰的硅藻土加预除液中，混合均匀后送入硅藻土过滤机进行预涂，当形成滤层后，再将糖与活性炭的混合液，送入硅藻过滤机进行滤除活性炭；(15)终端超滤，滤除活性炭的大豆低聚糖液中，残留少量的活性炭和硅藻土，将脱色后低聚糖液送入终端超滤，去除活性炭和硅藻土，使其澄清透明；(16)负压蒸发浓缩，经过反渗透浓缩后的糖度为8％-10％，将通过终端超滤的糖液，再用泵送入三效负压蒸发系统，在负压、温度80℃-85℃操作条件下，将其糖度由8％-10％浓缩到76％-78％，然后再用泵送入冷却器进行冷却，当温度降到25℃以下，包装即为浆状大豆低聚糖成品。
全文摘要
本发明涉及一种提取食用低聚糖的方法，具体为一种用气浮净化、膜集成提取大豆低聚糖的方法，从大豆乳清液中提取大豆低聚糖。其特点是它包含加热凝聚、冷却、高速离心分离、PH值调节絮凝、二次高速离心分离、气浮分离、一级超滤、离子交换树脂脱色、电渗析脱盐、离子交换树脂深度脱盐、二级超滤、反渗透浓缩、活性炭脱色、硅藻土过滤、终端超滤、负压蒸发浓缩。本发明的优点是1.采用合适的膜截留分子量和膜组件的合理组合，以及采用的运行模式，有效清洗方法等，保证长期稳定运行。2.预处理采用多次高效离心分离技术，不需添加任何助滤剂，不产生任何污染物，且分离出的蛋白渣可以再回收利用。3.工艺简化，设备投资和运行费用低。
文档编号A23L1/20GK101283746SQ200810064489
公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月14日 优先权日2008年5月14日
发明者菁 张, 逄镜萍 申请人:逄镜萍