申請(qǐng)日2013.10.31
公開(kāi)(公告)日2014.02.05
IPC分類號(hào)A23J1/16
摘要
本發(fā)明為一種大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法，該方法包括：(1)大豆廢水的收集和檢測(cè);(2)大豆蛋白廢水的預(yù)處理;(3)兩級(jí)泡沫分離工藝;(4)固液分離和噴霧干燥。該方法通過(guò)加入抗氧化劑防止分離過(guò)程中的蛋白質(zhì)腐敗，確定裝液高度和操作時(shí)間這兩個(gè)參數(shù)的數(shù)值范圍，最后得到粉末狀蛋白質(zhì)產(chǎn)品。本發(fā)明有效降低了大豆蛋白廢水中的蛋白質(zhì)濃度，所得殘液可作為膜分離法提取大豆低聚糖的原料，因而降低了生化法處理大豆蛋白廢水的成本和大豆分離蛋白的生產(chǎn)成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，其中蛋白質(zhì)質(zhì)量百分比最高為90%，可作為食品級(jí)蛋白質(zhì)產(chǎn)品。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法，其特征為包括以下步驟：
a. 大豆廢水的收集和檢測(cè)：
收集生產(chǎn)大豆蛋白廢水，檢測(cè)蛋白質(zhì)濃度，檢測(cè)pH值;
b. 大豆蛋白廢水的預(yù)處理：
向收集到的大豆蛋白廢水中加入食品級(jí)抗氧化劑，加入質(zhì)量為大豆蛋白廢水質(zhì)量的0.015～0.050 %，然后調(diào)節(jié)大豆蛋白廢水溫度至50～65 ℃;
c. 兩級(jí)泡沫分離工藝：
第一級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)預(yù)處理大豆蛋白廢水進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇分離，溫度為50～65℃，表觀氣速為0.93～1.85 mm/s，液層高度為0.7～1.4 m，泡沫層高度為0.6～1.0 m，一個(gè)周期操作時(shí)間在6.0～14.0小時(shí)后，并經(jīng)消泡方法得到第一級(jí)的消泡液，其體積是大豆蛋白廢水體積的10～25%，蛋白質(zhì)濃度為 6.0～16.0 g/L，該消泡液轉(zhuǎn)入步驟d直接作為生產(chǎn)大豆蛋白的原料進(jìn)行固液分離和噴霧干燥;在泡沫分離塔里所剩的殘液，其蛋白質(zhì)濃度為0.6～1.5 g/L，作為第二級(jí)泡沫分離的進(jìn)料;
第二級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)第一級(jí)泡沫分離塔里所剩的殘液進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇分離，溫度為20～40℃，表觀氣速為1.54～3.40 mm/s，液層高度為0.8～1.6 m，泡沫層高度為0.6～1.0 m，一個(gè)周期操作時(shí)間在3.0～9.0小時(shí)后，并經(jīng)消泡方法得到第二級(jí)的消泡液，其體積是大豆蛋白廢水體積的20～35%，其蛋白質(zhì)濃度為1.6～4.2 g/L，該消泡液與未經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn)料;在泡沫分離塔里所剩的殘液，其蛋白質(zhì)濃度為0.2～0.9 g/L，作為膜分離法提取大豆低聚糖的原料或經(jīng)普通生化法處理后排放;
d. 固液分離和噴霧干燥：
將第一級(jí)泡沫分離得到的消泡液進(jìn)行自然沉降處理，一個(gè)周期操作時(shí)間在2.0～4.0小時(shí)后，得到渾濁液，其固體百分比含量為4～8%，將該渾濁液進(jìn)行固液離心，上清液中蛋白質(zhì)濃度為1.3～4.3 g/L,與未經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn)料;沉淀中固體百分比含量為10～20%，進(jìn)行噴霧干燥后，即得粉末狀蛋白質(zhì)產(chǎn)品，其中蛋白質(zhì)的質(zhì)量百分比為70～90%，蛋白質(zhì)的收率為35～70%。
2.如權(quán)利要求1所述的大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法，其特征為所述步驟a中的大豆蛋白廢水中的蛋白濃度為1.5～4.0 g/L，pH值為4.3～4.5。
3.如權(quán)利要求1所述的大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法，其特征為所述食品級(jí)抗氧化劑是亞硫酸氫鈉、偏亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、叔丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、叔丁基對(duì)苯二酚、沒(méi)食子酸丙酯、抗壞血酸棕櫚酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯或4-己基間苯二酚。
4.如權(quán)利要求1所述的大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法，其特征為所述消泡方法為機(jī)械法或熱消泡法。
說(shuō)明書(shū)
大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的技術(shù)方案屬于廢水處理領(lǐng)域，具體說(shuō)是大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法。
背景技術(shù)
大豆蛋白廢水是在用堿溶酸沉法生產(chǎn)大豆分離蛋白過(guò)程中產(chǎn)生的，其產(chǎn)生量為20～30噸 /每噸大豆分離蛋白，并且該廢水中含有大量營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、高溶解度、高起泡性和高乳化性的 蛋白質(zhì)。目前，企業(yè)將大豆蛋白廢水直接排放到污水處理廠利用普通的生化方法進(jìn)行處理。 這不僅增加了大豆分離蛋白的生產(chǎn)成本，還造成廢水中蛋白質(zhì)的大量浪費(fèi)。所以采用適當(dāng)?shù)?方法回收和利用大豆蛋白廢水中的蛋白質(zhì)會(huì)產(chǎn)生良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
目前，回收大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的主要方法包括泡沫分離法、膜分離法和離子交換法 等。然而，膜分離法和離子交換法存在投資和生產(chǎn)費(fèi)用高的缺點(diǎn)。泡沫分離法因其具有設(shè)備 簡(jiǎn)單、投資少、能耗低和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)而倍受青睞。應(yīng)用泡沫分離技法回收大豆蛋白廢水中 蛋白質(zhì)的研究有文獻(xiàn)報(bào)道，謝繼宏等研究者在《華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)》1997年第23卷第3期 第270至274頁(yè)和第275至280頁(yè)上發(fā)表了“大豆蛋白質(zhì)的泡沫分離研究:Ⅰ.操作工藝條件” 和“大豆蛋白質(zhì)的泡沫分離研究Ⅱ.泡沫精餾過(guò)程的數(shù)學(xué)模型”兩篇論文對(duì)泡沫分離法回收 大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)進(jìn)行了初步的研究;楊向平等研究者在《化工進(jìn)展》2008年第27卷 第1期第92至97頁(yè)上發(fā)表了“大豆蛋白廢水中乳清蛋白的泡沫分離實(shí)驗(yàn)”論文。他們所得到 的消泡液中的蛋白質(zhì)最高濃度只為3.93g/L。吳兆亮等研究者申請(qǐng)的發(fā)明專利ZL 201010173810.9開(kāi)發(fā)了“兩級(jí)泡沫分離法濃縮大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)工藝”。他們得到的第一 級(jí)消泡液中的蛋白質(zhì)濃度為22.5～32.5g/L。但是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于空氣氧化，所得到 的消泡液會(huì)發(fā)出腐敗的味道。對(duì)此該專利并未采取任何有效技術(shù)以保證所分離得到蛋白質(zhì)的 質(zhì)量。此外，該專利也并未確定裝液高度和操作時(shí)間這兩個(gè)重要參數(shù)的數(shù)值范圍。
目前研究尚未對(duì)大豆蛋白廢水進(jìn)行預(yù)處理以防止泡沫分離過(guò)程中的蛋白質(zhì)氧化，并且尚 未得到粉末狀的蛋白質(zhì)產(chǎn)品。因此本專利發(fā)明了大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法，使 得泡沫分離過(guò)程中蛋白質(zhì)的氧化問(wèn)題得以解決，并得到了粉末狀的蛋白質(zhì)產(chǎn)品。
目前，本專利的大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法所能達(dá)到的將大豆蛋白廢水中的 蛋白質(zhì)分離制備成為粉末狀蛋白質(zhì)產(chǎn)品的技術(shù)未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了回收和重利用大豆蛋白廢水中的蛋白質(zhì)，進(jìn)而降低生化法處理大豆蛋白廢 水所帶來(lái)的生產(chǎn)大豆分離蛋白增加的成本，提出一種大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法， 該方法通過(guò)加入抗氧化劑防止分離過(guò)程中的蛋白質(zhì)腐敗，確定裝液高度和操作時(shí)間這兩個(gè)參 數(shù)的數(shù)值范圍，目的是體現(xiàn)最佳的分離的效率，從而將大豆蛋白廢水中的蛋白質(zhì)分離制備成 為粉末狀的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，真正意義上實(shí)現(xiàn)大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的回收。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種大豆蛋白廢水中蛋白質(zhì)的分離制備方法，包括以下步驟：
a.大豆廢水的收集和檢測(cè)：
收集生產(chǎn)大豆蛋白廢水，檢測(cè)蛋白質(zhì)濃度，檢測(cè)pH值;
b.大豆蛋白廢水的預(yù)處理：
向收集到的大豆蛋白廢水中加入食品級(jí)抗氧化劑，加入質(zhì)量為大豆蛋白廢水質(zhì)量的 0.015～0.050%，然后調(diào)節(jié)大豆蛋白廢水溫度至50～65℃;
c.兩級(jí)泡沫分離工藝：
第一級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)預(yù)處理大豆蛋白廢水進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇分離，溫度 為50～65℃，表觀氣速為0.93～1.85mm/s，液層高度為0.7～1.4m，泡沫層高度為0.6～ 1.0m，一個(gè)周期操作時(shí)間在6.0～14.0小時(shí)后，并經(jīng)消泡方法得到第一級(jí)的消泡液，其體積 是大豆蛋白廢水體積的10～25%，蛋白質(zhì)濃度為6.0～16.0g/L，該消泡液轉(zhuǎn)入步驟d直接 作為生產(chǎn)大豆蛋白的原料進(jìn)行固液分離和噴霧干燥;在泡沫分離塔里所剩的殘液，其蛋白質(zhì) 濃度為0.6～1.5g/L，作為第二級(jí)泡沫分離的進(jìn)料;
第二級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)第一級(jí)泡沫分離塔里所剩的殘液進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇 分離，溫度為20～40℃，表觀氣速為1.54～3.40mm/s，液層高度為0.8～1.6m，泡沫層高 度為0.6～1.0m，一個(gè)周期操作時(shí)間在3.0～9.0小時(shí)后，并經(jīng)消泡方法得到第二級(jí)的消泡 液，其體積是大豆蛋白廢水體積的20～35%，其蛋白質(zhì)濃度為1.6～4.2g/L，該消泡液與未 經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的第一級(jí)泡沫分離工藝的 進(jìn)料;在泡沫分離塔里所剩的殘液，其蛋白質(zhì)濃度為0.2～0.9g/L，作為膜分離法提取大豆 低聚糖的原料或經(jīng)普通生化法處理后排放;
d.固液分離和噴霧干燥：
將第一級(jí)泡沫分離得到的消泡液進(jìn)行自然沉降處理，一個(gè)周期操作時(shí)間在2.0～4.0小時(shí) 后，得到渾濁液，其固體百分比含量為4～8%，將該渾濁液進(jìn)行固液離心，上清液中蛋白質(zhì) 濃度為1.3～4.3g/L，與未經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期 中的第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn)料;沉淀中固體百分比含量為10～20%，進(jìn)行噴霧干燥后，即 得粉末狀蛋白質(zhì)產(chǎn)品，其中蛋白質(zhì)的質(zhì)量百分比為70～90%，蛋白質(zhì)的收率為35～70%。
所述步驟a中的大豆蛋白廢水中的蛋白濃度為1.5～4.0g/L，pH值為4.3～4.5。
所述食品級(jí)抗氧化劑是亞硫酸氫鈉、偏亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、叔丁基羥基茴香醚、二丁 基羥基甲苯、叔丁基對(duì)苯二酚、沒(méi)食子酸丙酯、抗壞血酸棕櫚酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯 或4-己基間苯二酚。
上面所述消泡方法為機(jī)械法或熱消泡法。
本發(fā)明的有益效果為：
1.通過(guò)向大豆廢水中添加少量的抗氧化劑，保證分離得到的蛋白質(zhì)產(chǎn)品的質(zhì)量;
2.確定合適的裝液高度和操作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的高效回收，最高收率為70%，使該工 藝適宜工業(yè)化生產(chǎn);
3.得到粉末狀蛋白質(zhì)產(chǎn)品，其中蛋白質(zhì)質(zhì)量百分比最高為90%，可作為食品級(jí)蛋白質(zhì)產(chǎn) 品;
4.二級(jí)泡沫分離工藝有效降低了大豆蛋白廢水中的蛋白質(zhì)濃度，所得殘液可作為膜分離 法提取大豆低聚糖的原料，因而降低了生化法處理大豆蛋白廢水的成本和大豆分離蛋白的生 產(chǎn)成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
a.大豆廢水的收集和檢測(cè)：
收集生產(chǎn)大豆蛋白廢水，用GB/T20371-2006檢測(cè)該廢水蛋白質(zhì)濃度為1.5g/L，pH為 4.4;
b.大豆蛋白廢水的預(yù)處理：
向收集到的大豆蛋白廢水中加入食品級(jí)亞硫酸氫鈉，加入的質(zhì)量為大豆蛋白廢水質(zhì)量的 0.015%，然后調(diào)節(jié)大豆蛋白廢水溫度至50～55℃;
c.兩級(jí)泡沫分離工藝：
第一級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)預(yù)處理大豆蛋白廢水進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇分離，溫度 為50～55℃，表觀氣速為1.54～1.85mm/s，液層高度為1.3～1.4m，泡沫層高度為0.6～ 0.8m，一個(gè)周期操作時(shí)間在6.0～8.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡得到第一級(jí)的消泡液，其體積 是大豆蛋白廢水體積的10～15%，蛋白質(zhì)濃度為6.0～8.0g/L，該消泡液轉(zhuǎn)入步驟d直接作 為生產(chǎn)大豆蛋白的原料進(jìn)行固液分離和噴霧干燥;在泡沫分離塔里所剩的殘液，其蛋白質(zhì)濃 度為0.6～0.7g/L，作為第二級(jí)泡沫分離的進(jìn)料;
第二級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)第一級(jí)泡沫分離塔里所剩的殘液進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇 分離，溫度為20～25℃，表觀氣速為3.09～3.40mm/s，液層高度為1.4～1.6m，泡沫層高 度為0.6m，一個(gè)周期操作時(shí)間在3.0～4.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡得到第二級(jí)的消泡液，其 體積是大豆蛋白廢水體積的20～25%，蛋白濃度為1.6～1.8g/L，該消泡液與未經(jīng)預(yù)處理的 大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn)料;在泡 沫分離塔里所剩的殘液的蛋白質(zhì)濃度為0.2～0.3g/L，該殘液作為膜分離法提取大豆低聚糖 的原料或經(jīng)普通生化法處理后排放;
d.固液分離和噴霧干燥：
將第一級(jí)泡沫分離得到的消泡液進(jìn)行自然沉降處理，一個(gè)周期操作時(shí)間在3.5～4.0小時(shí) 后，得到渾濁液，其固體百分比含量為4～5%，將該渾濁液進(jìn)行固液離心，上清液中蛋白質(zhì) 濃度為1.3～1.7g/L，與未經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期 中的第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn)料;沉淀中固體百分比含量為10～13%，進(jìn)行噴霧干燥后，即 得乳白色粉末狀的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，依據(jù)GB/T20371-2006檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)品的蛋白質(zhì)質(zhì) 量百分比為70～75%，達(dá)到食品級(jí)蛋白質(zhì)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn);蛋白質(zhì)的收率為35～40%。
實(shí)施例2
a.大豆廢水的收集和檢測(cè)：
收集生產(chǎn)大豆蛋白廢水，用GB/T20371-2006檢測(cè)該廢水蛋白質(zhì)濃度為2.0g/L，pH為 4.3;
b.大豆蛋白廢水的預(yù)處理：
向收集到的大豆蛋白廢水中加入食品級(jí)叔丁基羥基茴香醚，加入的質(zhì)量為大豆蛋白廢水質(zhì) 量的0.030%，然后調(diào)節(jié)大豆蛋白廢水溫度至55～60℃;
c.兩級(jí)泡沫分離工藝：
第一級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)預(yù)處理大豆蛋白廢水進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇分離，溫度 為55～60℃，表觀氣速為1.45～1.54mm/s，液層高度為1.1～1.2m，泡沫層高度為0.6～ 0.8m，一個(gè)周期操作時(shí)間在8.0～10.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡得到第一級(jí)的消泡液，其體積 是大豆蛋白廢水體積的15～18%，蛋白質(zhì)濃度為8.0～10.0g/L，該消泡液轉(zhuǎn)入步驟d直接作 為生產(chǎn)大豆蛋白的原料進(jìn)行固液分離和噴霧干燥;在泡沫分離塔里所剩的殘液，其蛋白質(zhì)濃 度為0.8～1.0g/L，作為第二級(jí)泡沫分離的進(jìn)料;
第二級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)第一級(jí)泡沫分離塔里所剩的殘液進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇 分離，溫度為25～30℃，表觀氣速為2.46～2.56mm/s，液層高度為1.2～1.4m，泡沫層高 度為0.6～0.8m，一個(gè)周期操作時(shí)間在5.0～6.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡方法得到第二級(jí)的 消泡液，其體積是大豆蛋白廢水體積的25～30%，蛋白濃度為2.1～2.3g/L，該消泡液與未 經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的第一級(jí)泡沫分離工藝的 進(jìn)料;在泡沫分離塔里所剩的殘液的蛋白質(zhì)濃度為0.5～0.6g/L，該殘液作為膜分離法提取 大豆低聚糖的原料或經(jīng)普通生化法處理后排放;
d.固液分離和噴霧干燥：
將第一級(jí)泡沫分離得到的消泡液進(jìn)行自然沉降處理，一個(gè)周期操作時(shí)間在3.0～3.5小時(shí) 后，得到渾濁液，其固體百分比含量為5～6%，將該渾濁液進(jìn)行離心，上清液中蛋白質(zhì)濃度 為1.8～2.3g/L，與未經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的 第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn)料;沉淀中的固體百分比含量為13～15%，進(jìn)行噴霧干燥后，即得 乳白色粉末狀的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，依據(jù)GB/T20371-2006檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)品的蛋白質(zhì)質(zhì)量 百分比為75～80%，達(dá)到食品級(jí)蛋白質(zhì)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。蛋白質(zhì)的收率為45～50%。
實(shí)施例3
a.大豆廢水的收集和檢測(cè)：
收集生產(chǎn)大豆蛋白廢水，用GB/T20371-2006檢測(cè)該廢水蛋白質(zhì)濃度為3.0g/L，pH為 4.3;
b.大豆蛋白廢水的預(yù)處理：
向收集到的大豆蛋白廢水中加入食品級(jí)沒(méi)食子酸丙酯，加入的質(zhì)量為大豆蛋白廢水質(zhì)量 的0.040%，然后調(diào)節(jié)大豆蛋白廢水溫度至60～65℃;
c.兩級(jí)泡沫分離工藝：
第一級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)預(yù)處理大豆蛋白廢水進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇分離，溫度 為60～65℃，表觀氣速為1.20～1.23mm/s，液層高度為0.9～1.0m，泡沫層高度為0.8～ 0.9m，一個(gè)周期操作時(shí)間在10.0～12.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡得到第一級(jí)的消泡液，其體 積是大豆蛋白廢水體積的20～25%，蛋白質(zhì)濃度為9.0～10.0g/L，該消泡液轉(zhuǎn)入步驟d直接 作為生產(chǎn)大豆蛋白的原料進(jìn)行固液分離和噴霧干燥;在泡沫分離塔里所剩的殘液，其蛋白質(zhì) 濃度為1.2～1.4g/L，作為第二級(jí)泡沫分離的進(jìn)料;
第二級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)第一級(jí)泡沫分離塔里所剩的殘液進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇 分離，溫度為30～35℃，表觀氣速為2.10～2.16mm/s，液層高度為1.0～1.2m，泡沫層高 度為0.8～0.9m，一個(gè)周期操作時(shí)間在6.0～7.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡方法得到第二級(jí)的 消泡液，其體積是大豆蛋白廢水體積的30～35%，蛋白濃度為3.1～3.2g/L，該消泡液與未 經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的第一級(jí)泡沫分離工藝的 進(jìn)料;在泡沫分離塔里所剩的殘液的蛋白質(zhì)濃度為0.7～0.9g/L，該殘液作為膜分離法提取 大豆低聚糖的原料或經(jīng)普通生化法處理后排放;
d.固液分離和噴霧干燥：
將第一級(jí)泡沫分離得到的消泡液進(jìn)行自然沉降處理，一個(gè)周期操作時(shí)間在2.0～2.5小時(shí) 后，得到渾濁液，其固體百分比含量為6～7%，將該渾濁液進(jìn)行離心，上清液中蛋白質(zhì)濃度 為2.7～3.3g/L，與未經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的 第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn)料;沉淀中的固體百分比含量為16～18%，進(jìn)行噴霧干燥后，即得 乳白色粉末狀的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，依據(jù)GB/T20371-2006檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)品的蛋白質(zhì)質(zhì)量 百分比為80～85%，達(dá)到食品級(jí)蛋白質(zhì)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。蛋白質(zhì)的收率為60～65%。
實(shí)施例4
a.大豆廢水的收集和檢測(cè)：
收集生產(chǎn)大豆蛋白廢水，用GB/T20371-2006檢測(cè)該廢水蛋白質(zhì)濃度為4.0g/L，pH為 4.5;
b.大豆蛋白廢水的預(yù)處理：
向收集到的大豆蛋白廢水中加入食品級(jí)4-己基間苯二酚，加入的質(zhì)量為大豆蛋白廢水質(zhì) 量的0.050%，然后調(diào)節(jié)大豆蛋白廢水溫度至60～65℃;
c.兩級(jí)泡沫分離工藝：
第一級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)預(yù)處理大豆蛋白廢水進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇分離，溫度 為60～65℃，表觀氣速為0.93～1.10mm/s，液層高度為0.7～0.8m，泡沫層高度為0.9～ 1.0m，一個(gè)周期操作時(shí)間在12.0～14.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡得到第一級(jí)的消泡液，其體 積是大豆蛋白廢水體積的15～20%，蛋白質(zhì)濃度為14.0～16.0g/L，該消泡液轉(zhuǎn)入步驟d直 接作為生產(chǎn)大豆蛋白的原料進(jìn)行固液分離和噴霧干燥;在泡沫分離塔里所剩的殘液，其蛋白 質(zhì)濃度為1.4～1.5g/L，作為第二級(jí)泡沫分離的進(jìn)料;
第二級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)第一級(jí)泡沫分離塔里所剩的殘液進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇 分離，溫度為35～40℃，表觀氣速為1.54～1.63mm/s，液層高度為0.8～0.9m，泡沫層高 度為0.9～1.0m，一個(gè)周期操作時(shí)間在8.0～9.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡方法得到第二級(jí)的 消泡液，其體積是大豆蛋白廢水體積的20～25%，蛋白濃度為4.0～4.2g/L，該消泡液與未 經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的第一級(jí)泡沫分離工藝的 進(jìn)料;在泡沫分離塔里所剩的殘液的蛋白質(zhì)濃度為0.6～0.8g/L，該殘液作為膜分離法提取 大豆低聚糖的原料或經(jīng)普通生化法處理后排放;
d.固液分離和噴霧干燥：
將第一級(jí)泡沫分離得到的消泡液進(jìn)行自然沉降處理，一個(gè)周期操作時(shí)間在2.0～2.5小時(shí) 后，得到渾濁液，其固體百分比含量為7～8%，將該渾濁液進(jìn)行離心，上清液中蛋白質(zhì)濃度 為3.8～4.3g/L，與未經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的 第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn)料;沉淀中的固體百分比含量為19～20%，進(jìn)行噴霧干燥后，即得 乳白色粉末狀的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，依據(jù)GB/T20371-2006檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)品的蛋白質(zhì)質(zhì)量 百分比為85～90%，達(dá)到食品級(jí)蛋白質(zhì)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。蛋白質(zhì)的收率為65～70%。
比較例1
a.大豆廢水的收集和檢測(cè)：
收集生產(chǎn)大豆蛋白廢水，用GB/T20371-2006檢測(cè)該廢水蛋白質(zhì)濃度為2.0g/L，pH為 4.3;
b.大豆蛋白廢水的預(yù)處理：
向收集到的大豆蛋白廢水中加入食品級(jí)叔丁基羥基茴香醚，加入的質(zhì)量為大豆蛋白廢水 質(zhì)量的0.030%，然后調(diào)節(jié)大豆蛋白廢水溫度至55～60℃;
c.兩級(jí)泡沫分離工藝：
第一級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)預(yù)處理大豆蛋白廢水進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇分離，溫度 為55～60℃，表觀氣速為1.45～1.54mm/s，液層高度為0.5～0.6m，泡沫層高度為0.6～ 0.8m，一個(gè)周期操作時(shí)間在4.0～5.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡得到第一級(jí)的消泡液，其體積 是大豆蛋白廢水體積的3～5%，蛋白質(zhì)濃度為6.0～8.0g/L，該消泡液轉(zhuǎn)入步驟d直接作為 生產(chǎn)大豆蛋白的原料進(jìn)行固液分離和噴霧干燥;在泡沫分離塔里所剩的殘液，其蛋白質(zhì)濃度 為1.5～1.7g/L，作為第二級(jí)泡沫分離的進(jìn)料;
第二級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)第一級(jí)泡沫分離塔里所剩的殘液進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇 分離，溫度為25～30℃，表觀氣速為2.46～2.56mm/s，液層高度為0.6～0.7m，泡沫層高 度為0.6～0.8m，一個(gè)周期操作時(shí)間在2.0～3.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡方法得到第二級(jí)的 消泡液，其體積是大豆蛋白廢水體積的5～7%，蛋白濃度為2.1～2.2g/L，該消泡液與未經(jīng) 預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn) 料;在泡沫分離塔里所剩的殘液的蛋白質(zhì)濃度為1.3～1.5g/L，該殘液作為膜分離法提取大 豆低聚糖的原料或經(jīng)普通生化法處理后排放;
d.固液分離和噴霧干燥：
將第一級(jí)泡沫分離得到的消泡液進(jìn)行自然沉降處理，一個(gè)周期操作時(shí)間在3.0～3.5小時(shí) 后，得到渾濁液，其固體百分比含量為3～4%，將該渾濁液進(jìn)行離心，上清液中蛋白質(zhì)濃度 為1.8～2.1g/L，與未經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的 第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn)料;沉淀中的固體百分比含量為13～15%，進(jìn)行噴霧干燥后，即得 乳白色粉末狀的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，依據(jù)GB/T20371-2006檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)品的蛋白質(zhì)質(zhì)量 百分比為75～80%，達(dá)到食品級(jí)蛋白質(zhì)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。蛋白質(zhì)的收率為5～10%。
與實(shí)施例2做對(duì)比，當(dāng)兩級(jí)泡沫分離工藝的裝液高度和操作時(shí)間的參數(shù)值低于本發(fā)明的 參數(shù)值范圍時(shí)，蛋白質(zhì)的收率下降到10%以下。這是因?yàn)檠b液高度的減小縮短了氣泡在液體 內(nèi)的停留時(shí)間，導(dǎo)致蛋白質(zhì)在氣泡表面上的密度降低;操作時(shí)間的縮短減少了吸附在氣泡表 面上的蛋白質(zhì)的總量。最終蛋白質(zhì)收率較低至10%以下。
比較例2
a.大豆廢水的收集和檢測(cè)：
收集生產(chǎn)大豆蛋白廢水，用GB/T20371-2006檢測(cè)該廢水蛋白質(zhì)濃度為4.0g/L，pH為 4.5;
b.大豆蛋白廢水的預(yù)處理：
向收集到的大豆蛋白廢水中加入食品級(jí)4-己基間苯二酚，加入的質(zhì)量為大豆蛋白廢水質(zhì) 量的0.050%，然后調(diào)節(jié)大豆蛋白廢水溫度至60～65℃;
c.兩級(jí)泡沫分離工藝：
第一級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)預(yù)處理大豆蛋白廢水進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇分離，溫度 為60～65℃，表觀氣速為0.93～1.10mm/s，液層高度為1.5～1.6m，泡沫層高度為0.9～ 1.0m，一個(gè)周期操作時(shí)間在22.0～25.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡得到第一級(jí)的消泡液，其體 積是大豆蛋白廢水體積的20～25%，蛋白質(zhì)濃度為13.0～15.0g/L，該消泡液轉(zhuǎn)入步驟d直 接作為生產(chǎn)大豆蛋白的原料進(jìn)行固液分離和噴霧干燥;在泡沫分離塔里所剩的殘液，其蛋白 質(zhì)濃度為1.3～1.5g/L，作為第二級(jí)泡沫分離的進(jìn)料;
第二級(jí)泡沫分離工藝：對(duì)第一級(jí)泡沫分離塔里所剩的殘液進(jìn)行泡沫分離，用鼓泡塔間歇 分離，溫度為35～40℃，表觀氣速為1.54～1.63mm/s，液層高度為1.6～1.7m，泡沫層高 度為0.9～1.0m，一個(gè)周期操作時(shí)間在15.0～17.0小時(shí)后，并經(jīng)機(jī)械消泡方法得到第二級(jí) 的消泡液，其體積是大豆蛋白廢水體積的22～27%，蛋白濃度為4.0～4.2g/L，該消泡液與 未經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的第一級(jí)泡沫分離工藝 的進(jìn)料;在泡沫分離塔里所剩的殘液的蛋白質(zhì)濃度為0.5～0.7g/L，該殘液作為膜分離法提 取大豆低聚糖的原料或經(jīng)普通生化法處理后排放;
d.固液分離和噴霧干燥：
將第一級(jí)泡沫分離得到的消泡液進(jìn)行自然沉降處理，一個(gè)周期操作時(shí)間在2.0～2.5小時(shí) 后，得到渾濁液，其固體百分比含量為7～8%，將該渾濁液進(jìn)行離心，上清液中蛋白質(zhì)濃度 為3.8～4.1g/L，與未經(jīng)預(yù)處理的大豆蛋白廢水混合，并經(jīng)預(yù)處理后作為下一生產(chǎn)周期中的 第一級(jí)泡沫分離工藝的進(jìn)料;沉淀中的固體百分比含量為19～20%，進(jìn)行噴霧干燥后，即得 乳白色粉末狀并有糜爛味道的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，依據(jù)GB/T20371-2006檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)品 的蛋白質(zhì)質(zhì)量百分比為85～90%。蛋白質(zhì)的收率為65～70%。
與實(shí)施例4做對(duì)比，當(dāng)兩級(jí)泡沫分離工藝的裝液高度參數(shù)值高于本發(fā)明的參數(shù)值范圍時(shí)， 操作時(shí)間要加倍延長(zhǎng)才能達(dá)到與實(shí)施例4中相同的蛋白質(zhì)收率。但是過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的鼓泡，使得 所加入的抗氧化劑被消耗殆盡，一級(jí)泡沫分離工藝的消泡液發(fā)出腐敗的味道，嚴(yán)重影響了所 得到的蛋白質(zhì)產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，本發(fā)明規(guī)定的抗氧化劑的加入量、裝液高度和操作時(shí)間的 參數(shù)值范圍是相匹配的，以保證兩級(jí)泡沫分離工藝的高效率和蛋白質(zhì)產(chǎn)品的高品質(zhì)
