专利名称：一种回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法
技术领域：
本发明涉及一种回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，尤其是指一种采用两级超滤法来回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法。
背景技术：
薯类包括马铃薯、甘薯、木薯等品种，由于薯类淀粉具有特殊优异性能，因此国内外均建有大型薯类加工产业。薯类一般含淀粉17-20％，含蛋白质1.5-2.0％，在薯类加工过程中，薯类淀粉被提去后，蛋白残留在废水中，因其含量低而废水量相对地巨大，又无成熟的提取工艺及设备，废水多任其流入江湖河海之中而造成环境污染。国外有识之士也认识到薯类蛋白的营养价值，荷兰、美国曾报道几个马铃薯加工厂试图回收废水中蛋白的方法，是将废水加热到80度，让蛋白质凝固后过滤干燥磨粉，得蛋白成品。美国食品药品管理局(FDA)还于2002年6月出文公告凝固马铃薯蛋白为优质安全食品。
但是加热工艺耗能巨大，每小时投料30吨的流水线，每小时蛋白废水量为30吨，每天流失的蛋白量为6--10吨，日废水720吨，均要加热到80度，需要一个5吨的供汽锅炉不停地对废水加热，还需要一套锅炉软水装置及后序装备，所加之能源成本令人咋舌，非一般企业所能承受，何况能受热凝固的蛋白也只有总蛋白量的三分之一，残留三分之二蛋白仍然污染环境而未真正解决问题。因此一般薯类加工厂均选址在江湖河海边上以利排污。
国内薯类加工厂因市场需求还在兴建成为产业，东北、内蒙、青海、新疆、甘肃被指定为马铃薯产区，所有薯类淀粉厂无一家能回收蛋白，废水听任流入江河，污染环境，危及子孙。
另外一方面，麦当劳、肯德基等快餐业应时兴起，需要大量优质薯类淀粉，刺激了薯类加工业兴起，而他们每年又要进口大量马铃薯，原因是中国马铃薯的蛋白含量低。形成反差的是大量马铃薯工业废水所含的优质蛋白又听任其流失，令人婉惜。
近年来膜工程膜技术发展迅速，有识之士也曾高呼用膜技术解决蛋白回收问题，但至今国内外未见有报导或先例用于薯蛋白回收，膜技术是一种低能耗技术，但要用于某一特定领域，还要有人解决具体的工艺路线问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低能耗、易操作的废水处理工艺来回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法。
为达上述目的，本发明的回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，其特点是包括以下步骤1)蛋白废水通过固液分离机进行固液分离；2)从所述固液分离机分离所得清液输送到一级超滤液罐中；3)将所述一级超滤液罐中的清液经输送到一级超滤膜机，十万分子量以上的蛋白分子回流到所述一级超滤液罐中，十万分子量以下的小分子物质排入二级超滤液罐中；4)上述步骤3中回流到所述一级超滤液罐中的蛋白分子经不断回流运行后导入浓缩液罐中；5)上述步骤3中流入所述二级超滤液罐中的清液输送到二级超滤膜机，分子量100以上物质回流到所述二级超滤液罐中；6)所述二级超滤液罐中的液体通过循环超滤高度浓缩后导入脱色罐，加入清水稀释后，输送到脱色超滤机进行循环脱色超滤，分子量大于3000的蛋白分子回流至脱色罐后导入所述浓缩液罐，与上述步骤4中所述的一级超滤液罐内导出的一级超滤浓缩液合并；7)所述浓缩液罐中的合并浓缩液输送到喷雾干燥塔中喷雾干燥成蛋白粉。
采用如上所述的方法，不但挽回薯类蛋白资源的流失，而且还保护环境，维护江湖河海的生态平衡，其达到的经济价值也是可观的，若以一条每小时投料30吨的流水线计算，一天出产的薯淀粉量为122吨，价值36万元，大多企业是勉强度日，谈不上赢利，但如回收薯蛋白每天按回收5吨计，价值40万元，立刻扭亏为赢。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1是根据本发明回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法的工艺流程图。
具体实施例方式
如图1所示为本发明回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法的工艺流程图，具体说明如下首先，马铃薯的蛋白废水经管道送到固液分离机A进行固液分离，废水中夹带的固渣成份被分离并由管道A-1排出送到薯渣干燥机S中与薯渣合并干燥，防止它们对后工序造成堵塞。
从固液分离机A分离所得清液经由管道A-2送到一级超滤液罐B中。
接着，从一级超滤液罐B中准备好的清液经由管道B-1及高压泵C打到一级超滤膜机D进行循环超滤，十万分子量以上的蛋白分子由于透不过超滤膜经由管道D-1回流到一级超滤液罐B中，而十万分子量以下的小分子物质则在压力作用下渐次透过超滤膜而由管道D-2排入二级超滤液罐E中；同时，一级超滤液罐B中的液体经不断回流运行，使得高分子蛋白被浓缩到一定程度后，经由管道B-2导入浓缩液罐M中。
流入二级超滤液罐E中的清液，含有大量十万分子量以下的蛋白及小分子物质，如色素等。该液体再由管道E-1及高压泵F，打到二级超滤膜机G进行循环超滤，分子量100以上物质(包括蛋白及色素)均遭到膜栏截而通过回流管G-1回流到二级超滤液罐E中，分子量100以下的物质(主要是无机盐等)在压力作用下渐次透过超滤膜而通过管道G-2流入滤出液罐H中。
滤出液罐H中的液体的总耗氧指数已经很低，符合国家二级排放标准，经管道H-1输出作为反渗透纯水机的水源，或经管道H-2输出作为马铃薯洗涤专用水而加以再利用。
二级超滤液罐E中的液体既含蛋白又含色素，通过循环超滤高度浓缩后经管道E-2导入脱色罐J中，加入清水稀释后(未图示)，经由管道J-1及泵V打到脱色超滤机K进行循环脱色超滤，蛋白分子量大多大于3000，故被截留经由管道K-1回流至脱色罐J中，经连续循环纯化浓缩到一定程度后，通过管道J-2导入浓缩液罐M，与先前从一级超滤液罐B内导出的一级超滤浓缩液合并。而在脱色超滤机K内的分子量小于3000的色素等物质则在压力作用下渐次透过脱色膜后经管道K-2导入色素浓缩罐L中。
最后，浓缩液罐M中的合并浓缩液经泵N打到喷雾干燥塔R中喷雾干燥成蛋白粉，经称量包装机P进行装袋封口成品；而色素浓缩罐L中的色素液经浓缩后由管道L-1送到薯渣干燥机S中，并入薯渣一起干燥。
如上所述的回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，具有以下优点1)低能耗回收薯类蛋白，无需加热成百吨废水，仅需用泵完成液体流程就可回收薯类蛋白；2)高效率回收薯类蛋白，蛋白回收率90％以上，损耗流失率极低；3)蛋白中的重要成分——多醣粘蛋白大部回收，该蛋白能防治中老年人的粘液病，保持关节腔及粘膜的润滑，延缓其老化，具有重要生理保健功能；4)实现零排放；5)水资源利用率提高，40％的工艺用水被重复再利用；6)大量蛋白回收，减轻了食品蛋白及饲料蛋白的市场供应压力；7)蛋白的高附加值增加了企业及税务收入，基本可做到企业效益翻番，税收翻番，如按保守计算，全国如有十条薯类加工流水线应用本技术，每条线每小时投料30吨，隔天投料，每年生产季节四个月，每年可回收薯蛋白3600吨，价值2.8亿元，企业增利1.4亿元，税收增加1728万元，节约加工采水21600吨。
8)投资回收期短，由于超滤膜机较贵，一条每小时流量十吨的蛋白回收流水线估计造价1000万元，每小时二十五吨的流水线则造价为2000万元，无论那条流水线只要在生产季节能满负荷运转，基本可做到投资回收期为一年半，即第二年小利，第三年大利，这种有利的投资项目是很少见的。
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化和修改，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，其特征在于包括以下步骤1)蛋白废水通过固液分离机进行固液分离；2)从所述固液分离机分离所得清液输送到一级超滤液罐中；3)将所述一级超滤液罐中的清液经输送到一级超滤膜机，十万分子量以上的蛋白分子回流到所述一级超滤液罐中，十万分子量以下的小分子物质排入二级超滤液罐中；4)上述步骤3中回流到所述一级超滤液罐中的蛋白分子经不断回流运行后导入浓缩液罐中；5)上述步骤3中流入所述二级超滤液罐中的清液输送到二级超滤膜机，分子量100以上物质回流到所述二级超滤液罐中；6)所述二级超滤液罐中的液体通过循环超滤高度浓缩后导入脱色罐，加入清水稀释后，输送到脱色超滤机进行循环脱色超滤，分子量大于3000的蛋白分子回流至脱色罐后导入所述浓缩液罐，与上述步骤4中所述的一级超滤液罐内导出的一级超滤浓缩液合并；7)所述浓缩液罐中的合并浓缩液输送到喷雾干燥塔中喷雾干燥成蛋白粉。
2.如权利要求1所述的回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，其特征在于所述步骤1中的蛋白废水经所述固液分离机分离后产生的固渣成份被输送到薯渣干燥机中。
3.如权利要求1所述的回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，其特征在于所述步骤5中，分子量100以下的物质将流入滤出液罐中。
4.如权利要求3所述的回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，其特征在于流入所述滤出液罐中的物质经管道输出后作为反渗透纯水机的水源。
5.如权利要求3所述的回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，其特征在于流入所述滤出液罐中的物质经管道输出后作为马铃薯洗涤专用水。
6.如权利要求1所述的回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，其特征在于所述步骤6中，在所述脱色超滤机内的分子量小于3000的色素等物质透过脱色膜后导入色素浓缩罐中。
7.如权利要求6所述的回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，其特征在于所述色素浓缩罐中的色素液经浓缩后送到薯渣干燥机中。
全文摘要
本发明旨设计一种回收薯类淀粉工业蛋白废水中的薯类蛋白的方法，根据蛋白分子和其他物质不同的分子量，设置了两级超滤液罐和超滤膜机，将蛋白废水中的薯类蛋白进行有利的回收，而废水中的其他物质经不同装置的过滤也可以回收利用。本发明回收薯类蛋白的方法不但挽回了薯类蛋白资源的流失，而且还保护环境，维护江湖河海的生态平衡；另外，本发明利用低能耗回收薯类蛋白，无需加热成百吨废水，仅需用泵完成液体流程就可回收薯类蛋白，回收效率高，损耗流失率极低。
文档编号C07K1/00GK1654476SQ20041001616
公开日2005年8月17日 申请日期2004年2月9日 优先权日2004年2月9日
发明者诸茂华, 沈文瑛 申请人:诸茂华