[发明专利]淀粉加工过程废水中蛋白质和淀粉的快速分离装置及方法

说明书

本发明公开了淀粉加工过程废水中蛋白质和淀粉的快速分离装置，包括分离装置本体，淀粉收集装置，起沫装置和撇沫装置；分离装置本体包括圆筒段和倒锥段；圆筒段顶端敞开，侧壁上设置有进料口；进料口相对于圆筒段内壁呈切线设置；倒锥段连接于圆筒段底端，并且倒锥段设置有液体排出管；淀粉收集装置连通于倒锥段底端；起沫装置安装于分离装置本体内；撇沫装置设置于分离装置本体顶部。并且公开了相应的分离方法。通过本发明可同时从淀粉加工过程废水中分离蛋白质和淀粉，实现淀粉加工过程废水的低成本资源化利用，能够适应淀粉加工过程废水日处理量大的需求；并且操作简单快捷，条件温和，无需复杂设备，可以获得高质量的淀粉和蛋白质。

技术领域

本发明涉及生产废料回收利用技术领域，更具体的说是涉及淀粉加工过程废水中蛋白质和淀粉的快速分离装置及方法。

背景技术

甘薯、谷类及豆类淀粉加工过程中耗水量大，使得废水排放量较大，而该废水属于高浓度酸性有机废水，是食品工业中污染最严重的废水之一。目前，国内外普遍采用厌氧-好氧联合生物处理方式处理淀粉加工过程废水，其他处理技术还包括电絮凝法、电化学法、Fenton-厌氧法等，但这些技术均面临投资费用大、运行成本高的问题。因此，如何对淀粉加工过程废水进行资源化处理，降低处理成本成为科研领域和企业关注的热点问题之一。

淀粉加工过程废水中含有大量淀粉，生产企业一般通过长时间自然沉降的方式回收淀粉加以利用，可回收淀粉可达7.04g/L；但自然沉降方法周期长，占地面积大，生产效率低，处理不当还会造成淀粉酸化，影响淀粉质量。利用有机絮凝剂和无机絮凝剂可回收淀粉可达8.02g/L，处理成本为0.20-1.24元/m³，但回收的淀粉中含有大量絮凝剂，难以再利用。利用胰蛋白酶对淀粉加工过程废水进行处理，淀粉回收量可达8.72g/L，然而处理费用达264元/m³，成本过高。利用离心分离法从马铃薯加工废水中回收淀粉，在工业规模上可回收15-28g/L可溶性淀粉和约10g/L的不溶性淀粉，但需要高速离心设备，运转费用较高，处理量较低，回收的淀粉中含有较多蛋白质，使用前需要进行二次洗涤去除蛋白质。利用微生物法回收淀粉加工过程废水中的残余淀粉，淀粉回收量可达9.58g/L，成本较低，但是周期长。

淀粉加工过程废水中含有大量的植物蛋白，尤其是甘薯类淀粉废水中的蛋白质比例可达33％-41％，绝大部分未经有效利用而随废水排放，造成资源浪费。利用淀粉加工过程废水生产蛋白质主要有2种方法：一是直接从淀粉废水中回收蛋白质，常见的有泡沫分离法、超滤法、酸沉法和混凝法；二是利用发酵法获得菌体蛋白。

泡沫分离法影响因素较多，通常需要外加表面活性剂促进蛋白质发泡，而残留的表面活性剂会影响蛋白质的后期应用；超滤法可实现分级回收，产率高，易于放大，但是膜组件昂贵，膜污染问题严重；酸沉法通过添加廉价无机酸使蛋白质处于等电点而趋于聚集沉淀，期间蛋白质部分变性，产品品质低；混凝法是通过添加化学药剂改变胶态蛋白质的表面特性，使分散的胶体颗粒聚集形成大颗粒物而沉淀(或上浮)，其回收能力强，效果稳定，抗水力负荷能力强、工艺简便、运行费用低廉，但是絮凝剂会带入蛋白产品中，使产品品质降低；发酵法是以淀粉加工过程废水为原料培养微生物获得菌体蛋白，成本高，周期长，且酸性废水中微生物培养较困难，需要外加多种营养物质。

目前对于淀粉加工过程废水的处理，一般是先进行淀粉回收利用，再从废水中提取蛋白质，回收周期长，占地面积大，收得的淀粉中含有大量蛋白质，需要进行二次分离后才能使用；由于淀粉回收消耗时间长，长期的酸性环境易引起蛋白质变性，降低蛋白质的质量。

因此，如何简化淀粉加工过程废水的处理工艺，获得回收附加值高的淀粉和蛋白产品是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了淀粉加工过程废水中蛋白质和淀粉的快速分离装置及方法，可同时从淀粉加工过程废水中分离蛋白质和淀粉，实现淀粉加工过程废水的资源化利用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：