專利名稱：大豆乳清廢水處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種大豆乳清廢水處理方法，并且從大豆乳清廢水中提取低聚糖和蛋白。
背景技術：
本發(fā)明所指的大豆乳清廢水是以低溫脫脂豆粕為原料生產大豆分離蛋白過程中，豆粕經堿溶、酸沉、離心分離提取蛋白后產生的有機廢水，其中含有蛋白、低聚糖等類物質。蛋白含量0.4～0.6％；水溶性糖0.6～0.8％；懸浮物0.7％；pH＝4.4～4.8；化學需氧量COD18000～20000mg/L；生化需氧量BOD8000～9000mg/L。目前生產企業(yè)一般采用厭氧、耗氧等傳統(tǒng)治污工藝對大豆乳清廢水處理后排放。主要問題在于1、大豆乳清廢水中的蛋白、低聚糖等有效成份隨水排放，浪費資源；2、水資源未循環(huán)利用；3、廢水處理設施投資大，運行管理成本費用高；4、處理后的水不易穩(wěn)定達標排放。
中國專利申請?zhí)?1101965《從大豆乳清水中提取大豆低聚糖的方法》、申請?zhí)?1101967《超濾提取大豆乳清蛋白的方法》分別介紹了一種從大豆乳清水中提取大豆低聚糖及大豆乳清蛋白的方法。該方法存在的問題在于1、其方案中采用的有機膜，由于材質的局限，不能耐酸堿，且工作溫度不能大于45℃，影響了膜工作效率；2、超濾時pH值為2～4，屬強酸性，嚴重影響其方案選用的超濾膜的使用壽命，并且使大豆乳清中的蛋白不能完全析出，造成低聚糖純度不夠、蛋白回收不完全；3、該方案并未涉及水的深度處理及回用。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷和問題，提供一種大豆乳清廢水處理方法，該方法在一條生產線上從大豆乳清廢水中連續(xù)提取低聚糖和蛋白，并且做到水的回收利用。
本發(fā)明的技術路線如圖1所示，包含以下步驟1、超濾將大豆乳清廢水用泵送入超濾膜分離系統(tǒng)，截留大豆乳清水中球蛋白和清蛋白，本超濾系統(tǒng)所用的膜是截留分子量為10KD的高抗蛋白質污染的無機陶瓷復合膜，此類膜是在TiO2膜面上履蓋了一層ZrO2，其孔徑分布窄、分離效率高、化學穩(wěn)定性好、抗蛋白質污染能力好、耐酸堿、耐高溫，超濾膜分離系統(tǒng)工作壓力為0.8～1.0MPa，工作溫度為55～65℃；2、納濾將上述超濾分離出的濾液交納濾膜分離系統(tǒng)過濾，截留大豆乳清水中的低聚糖，本納濾系統(tǒng)所用的膜為透過孔徑是0.8～1.2nm的復合納濾膜，此類膜耐酸堿、抗蛋白質污染，納濾膜分離系統(tǒng)工作壓力為1.0～3.0MPa，工作溫度為40～45℃；3、反滲透將上述納濾分離出的濾液交反滲透膜分離系統(tǒng)過濾，去除納濾濾液中的無機鹽、單糖及氨基酸等類物質，反滲透濾液即為純水，可回用于豆粕堿溶工序，本反滲透系統(tǒng)所用的膜分離系統(tǒng)工作壓力2.5～3.2MPa，工作溫度為40～45℃；4、脫色將納濾的濃縮液也就是低聚糖漿用活性炭脫色，本發(fā)明所用的活性炭為100～120目粉狀，加入量為第2步所得低聚糖漿的2～3％，脫色時間為10～20分鐘；5、脫炭將加入活性炭的低聚糖漿進入過濾器過濾，截留活性炭，本發(fā)明所用的過濾器為0.1～0.8μm孔徑的PE精密過濾器；6、本發(fā)明提取低聚糖的工藝方案中還包括有將低聚糖漿調pH值至中性、雙效蒸發(fā)后噴霧干燥的工序；7、本發(fā)明提取蛋白的工藝方案中還包括有將超濾截留的蛋白調pH值至中性、雙效蒸發(fā)后噴霧干燥的工序。
本發(fā)明所提供技術方案有益效果在于1、整個系統(tǒng)采用膜分離技術，避免了傳統(tǒng)的加熱絮凝法對物料性質的破壞。
2、超濾工序選用了無機陶瓷復合膜，納濾和反滲透選用了新型的耐高酸堿的抗蛋白質污染膜，分別提高膜通量20％以上，明顯增加工作效率。
3、本方案用膜系統(tǒng)濃縮減少了常規(guī)的雙效或多效蒸發(fā)濃縮的負荷，降低了大量的能耗。
4、充分利用了大豆乳清的水資源，使水回用于生產之中，無污水排放。


圖1為本發(fā)明的工藝路線示意圖。
具體實施例方式
一個年產2500噸大豆分離蛋白的生產廠，每天產生大豆乳清水250m3，其中蛋白為0.41％，總糖為0.77％，包括低聚糖為0.63％，蔗糖為0.14％，按每天工作20小時設計，平均每小時處理乳清12.5m3。首先將乳清水用泵送入超濾膜分離系統(tǒng)處理，超濾膜為截留分子量為10KD的高抗蛋白質污染的無機陶瓷復合膜，系統(tǒng)壓力為0.8～1.0MPa，工作溫度為60℃，超濾分離后的濃縮物有15m3，其中含蛋白5.8％，送入蛋白儲罐調pH值調至中性，經雙效蒸發(fā)濃縮后交噴霧干燥，得到蛋白含量為65％的蛋白粉1.3噸；超濾分離后的濾液230m3交納濾膜分離系統(tǒng)處理，納濾膜為1.0nm孔徑的復合納濾膜，系統(tǒng)壓力為2.0MPa，工作溫度為45℃，濃縮約10倍后，其濃縮液有23m3，為含低聚糖7.9％的糖漿，將糖漿交活性炭脫色，經0.5μm孔徑PE過濾器脫炭后，調pH值調至中性，雙效蒸發(fā)濃縮后交噴霧干燥得到總糖含量為90％的低聚糖干粉1.5噸；納濾系統(tǒng)分離出的濾液為207m3，交反滲透膜組成的反滲透系統(tǒng)處理，系統(tǒng)壓力為3.0MPa，工作溫度為45℃，經處理后得到約180m3純水即可返回豆粕的堿溶工序。
采用本發(fā)明提供的技術方案后，大豆乳清水的低聚糖回收率大于75％，蛋白回收率大于85％。按年工作日300天計算，該廠年產高純度低聚糖干粉450噸；蛋白粉390噸；年節(jié)約水資源5.4萬m3；并且實現(xiàn)了無污水排放。
權利要求
1.一種大豆乳清廢水處理方法，該方法按以下步驟進行(1)、超濾將大豆乳清水交超濾膜分離系統(tǒng)過濾，截留大豆乳清水中蛋白及其他微生物；(2)、納濾將上述超濾分離出濾液交納濾膜分離系統(tǒng)過濾，截留大豆乳清水中的低聚糖；(3)、反滲透將上述納濾分離出的濾液交反滲透膜分離系統(tǒng)過濾，去除納濾濾液中的無機鹽、單糖及氨基酸類物質，反滲透濾液就為純水，可回收用于豆粕堿溶工序。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的反滲透系統(tǒng)所用的膜為高酸堿的抗蛋白質污染的反滲透膜，反滲透膜分離系統(tǒng)工作壓力2.5～3.2MPa，工作溫度為40～45℃。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的超濾系統(tǒng)所用的膜是截留分子量為10KD的無機陶瓷復合膜，超濾膜分離系統(tǒng)工作壓力為0.2～0.5MPa，工作溫度為55～65℃。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的納濾系統(tǒng)所用的膜為透過孔徑是0.8～1.2nm的復合納濾膜，納濾膜分離系統(tǒng)工作壓力為1.0～3.0MPa，工作溫度為40～45℃。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的納濾濾出低聚糖用100～120目粉狀的活性炭進行脫色，活性炭的加入量為處理低聚糖漿量的2～3％，脫色時間為10～20分鐘，再經0.1～0.8μm孔徑的過濾器過濾除去活性炭，再將低聚糖漿液調節(jié)pH值至中性、雙效蒸發(fā)后，噴霧干燥得到純低聚糖。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于超濾膜分離系統(tǒng)分離出的蛋白，再經調pH值至中性、雙效蒸發(fā)后，噴霧干燥得到純蛋白。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大豆乳清廢水處理方法，該方法包含以下步驟采用無機陶瓷復合超濾膜從大豆乳清廢水分離出堿性蛋白，再進行納濾從大豆乳清水中分離出低聚糖，再將濾液進行反滲透去除納濾濾液中的無機鹽、單糖及氨基酸等類物質得純水，可回收用于豆粕堿溶工序，蛋白和低聚糖進一步進行處理得純蛋白和低聚糖。本發(fā)明將大豆乳清水的pH值保持在4.5左右，使乳清水中的蛋白完全析出，提高了低聚糖的純度和蛋白的回收率；超濾工序選用了高抗蛋白質污染的無機陶瓷復合膜，納濾和反滲透選用了新型的耐高酸堿的抗蛋白質污染膜，較一般膜分別提高膜通量20％以上，明顯增加工作效率；充分利用了大豆乳清的水資源，使水回用于生產之中，無污水排放。
文檔編號C02F1/44GK1752036SQ200510019238
公開日2006年3月29日 申請日期2005年8月5日 優(yōu)先權日2005年8月5日
發(fā)明者萬端極, 王廣潤, 凌秀菊, 高林霞, 王秀霞 申請人:武漢湖工大膜技術開發(fā)有限公司