[发明专利]大豆蛋白废水中蛋白质的分离制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案属于废水处理领域，具体说是大豆蛋白废水中蛋白质的分离制备方法。

背景技术

大豆蛋白废水是在用碱溶酸沉法生产大豆分离蛋白过程中产生的，其产生量为20～30吨/每吨大豆分离蛋白，并且该废水中含有大量营养价值高、高溶解度、高起泡性和高乳化性的蛋白质。目前，企业将大豆蛋白废水直接排放到污水处理厂利用普通的生化方法进行处理。这不仅增加了大豆分离蛋白的生产成本，还造成废水中蛋白质的大量浪费。所以采用适当的方法回收和利用大豆蛋白废水中的蛋白质会产生良好的社会和经济效益。

目前，回收大豆蛋白废水中蛋白质的主要方法包括泡沫分离法、膜分离法和离子交换法等。然而，膜分离法和离子交换法存在投资和生产费用高的缺点。泡沫分离法因其具有设备简单、投资少、能耗低和无污染等优点而倍受青睐。应用泡沫分离技法回收大豆蛋白废水中蛋白质的研究有文献报道，谢继宏等研究者在《华东理工大学学报》1997年第23卷第3期第270至274页和第275至280页上发表了“大豆蛋白质的泡沫分离研究:Ⅰ.操作工艺条件”和“大豆蛋白质的泡沫分离研究Ⅱ.泡沫精馏过程的数学模型”两篇论文对泡沫分离法回收大豆蛋白废水中蛋白质进行了初步的研究；杨向平等研究者在《化工进展》2008年第27卷第1期第92至97页上发表了“大豆蛋白废水中乳清蛋白的泡沫分离实验”论文。他们所得到的消泡液中的蛋白质最高浓度只为3.93g/L。吴兆亮等研究者申请的发明专利ZL201010173810.9开发了“两级泡沫分离法浓缩大豆蛋白废水中蛋白质工艺”。他们得到的第一级消泡液中的蛋白质浓度为22.5～32.5g/L。但是在实验过程中发现，由于空气氧化，所得到的消泡液会发出腐败的味道。对此该专利并未采取任何有效技术以保证所分离得到蛋白质的质量。此外，该专利也并未确定装液高度和操作时间这两个重要参数的数值范围。

目前研究尚未对大豆蛋白废水进行预处理以防止泡沫分离过程中的蛋白质氧化，并且尚未得到粉末状的蛋白质产品。因此本专利发明了大豆蛋白废水中蛋白质的分离制备方法，使得泡沫分离过程中蛋白质的氧化问题得以解决，并得到了粉末状的蛋白质产品。

目前，本专利的大豆蛋白废水中蛋白质的分离制备方法所能达到的将大豆蛋白废水中的蛋白质分离制备成为粉末状蛋白质产品的技术未见文献报道。

发明内容

本发明是为了回收和重利用大豆蛋白废水中的蛋白质，进而降低生化法处理大豆蛋白废水所带来的生产大豆分离蛋白增加的成本，提出一种大豆蛋白废水中蛋白质的分离制备方法，该方法通过加入抗氧化剂防止分离过程中的蛋白质腐败，确定装液高度和操作时间这两个参数的数值范围，目的是体现最佳的分离的效率，从而将大豆蛋白废水中的蛋白质分离制备成为粉末状的蛋白质产品，真正意义上实现大豆蛋白废水中蛋白质的回收。

本发明的技术方案为：

一种大豆蛋白废水中蛋白质的分离制备方法，包括以下步骤：

a.大豆废水的收集和检测：

收集生产大豆蛋白废水，检测蛋白质浓度，检测pH值；

b.大豆蛋白废水的预处理：

向收集到的大豆蛋白废水中加入食品级抗氧化剂，加入质量为大豆蛋白废水质量的0.015～0.050%，然后调节大豆蛋白废水温度至50～65℃；

c.两级泡沫分离工艺：

第一级泡沫分离工艺：对预处理大豆蛋白废水进行泡沫分离，用鼓泡塔间歇分离，温度为50～65℃，表观气速为0.93～1.85mm/s，液层高度为0.7～1.4m，泡沫层高度为0.6～1.0m，一个周期操作时间在6.0～14.0小时后，并经消泡方法得到第一级的消泡液，其体积是大豆蛋白废水体积的10～25%，蛋白质浓度为6.0～16.0g/L，该消泡液转入步骤d直接作为生产大豆蛋白的原料进行固液分离和喷雾干燥；在泡沫分离塔里所剩的残液，其蛋白质浓度为0.6～1.5g/L，作为第二级泡沫分离的进料；

第二级泡沫分离工艺：对第一级泡沫分离塔里所剩的残液进行泡沫分离，用鼓泡塔间歇分离，温度为20～40℃，表观气速为1.54～3.40mm/s，液层高度为0.8～1.6m，泡沫层高度为0.6～1.0m，一个周期操作时间在3.0～9.0小时后，并经消泡方法得到第二级的消泡液，其体积是大豆蛋白废水体积的20～35%，其蛋白质浓度为1.6～4.2g/L，该消泡液与未经预处理的大豆蛋白废水混合，并经预处理后作为下一生产周期中的第一级泡沫分离工艺的进料；在泡沫分离塔里所剩的残液，其蛋白质浓度为0.2～0.9g/L，作为膜分离法提取大豆低聚糖的原料或经普通生化法处理后排放；