[发明专利]一种玉米浸泡水各组分高效利用的方法及装置

说明书

本发明提供了一种玉米浸泡水各组分高效利用的方法及装置。包括玉米浸泡水预处理系统、树脂系统、蛋白回收系统和乳酸回收系统，1）通过预处理系统去除玉米浸泡水中的悬浮物、胶体等杂质；2）预处理后的澄清液进入树脂系统，实现植酸的富集，树脂解析液配置膜法酸回收系统；3）膜法酸回收系统的滤液回用至下一次解析，浓缩液中进行中和处理得到产品植酸钙；4）树脂流出液进入蛋白回收系统，其中浓缩液进入蒸发和喷雾干燥，得到高品质的蛋白粉；5）同时，其中滤出液进入乳酸回收系统，得到乳酸钙。一方面可获得更高品质植酸钙、蛋白粉和乳酸钙，另一方面可减少酸碱用量和盐的产生，从而实现玉米浸泡水各组分的高效利用和清洁生产。

技术领域

本发明涉及一种玉米浸泡水各组分高效利用的方法及装置，属于玉米深加工生产废水处理领域。

背景技术

玉米淀粉湿磨法生产工艺中，玉米浸泡水作为主要生产废水，其中含有大量蛋白质、乳酸、植酸、糖类、淀粉、无机盐等物质。玉米浸泡水中固形物含量约8%，分别约含有1%的植酸、2-3%的蛋白质，2%的乳酸、1%的糖类和淀粉残渣等有机成分。传统处理工艺是通过多效蒸发器将玉米浸泡水由6-10%蒸发浓缩至40%的玉米浆，玉米浆直接出售或喷浆至白皮纤维、胚芽粕，玉米浆受季节或采购商影响导致玉米浆的价格波动很大，还存在高COD污水的处理费用，成为困扰玉米深加工行业的一个痛点。

如果将玉米浸泡水中各主要组分最大化提取出来，不仅实现了其资源化利用，也增加了经济效益，后续废水水质更易处理，因此，玉米浸泡水各组分的高效利用从根本上解决了目前行业的难题。其中植酸传统提取工艺是往水中加入石灰或氢氧化钙，直接转化为植酸钙，不仅质量不好（有机磷含量低于26%），且加灰的玉米浸泡水不可再利用，产生的废水较难处理，造成很大的环境压力。目前，也有很多企业采用树脂吸附法来回收植酸，但为了考虑成本问题，一般较脏的玉米浸泡水直接进树脂，导致颗粒性杂质吸附在树脂上和进入树脂孔内，使得树脂的性能下降明显；另外解析过程中所用的酸量较大（一般为盐酸），均通过中和反应生产了氢氧化钙，也会增加废水的处理负荷；采用单柱固定床工艺生产过程不连续，产生较多的再生废酸碱，树脂的利用率低且对植酸的吸附不完全。

玉米浸泡水中的组分较复杂，含有小分子糖、（亚）硫酸盐、色素等，甚至还含有黄曲霉毒素，直接用于生产蛋白粉，不仅产品的品质差，还存在食品或其他安全风险，直接影响产品的价格。同时，乳酸的回收也存在同样的问题，提取出来的乳酸品质差，或者往往是回收蛋白质和植酸后直接排入废水处理系统，未得以资源化利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玉米浸泡水各组分高效利用的方法及装置。开发出一种以膜集成和树脂联用技术为核心的绿色节能的工艺，并获得高品质的植酸钙、蛋白质和乳酸钙或其他乳酸盐，解决玉米深加工行业的关键共性问题，实现玉米浸泡水各组分的高效利用和清洁生产。

一种玉米浸泡水各组分高效利用的方法，包括如下步骤：

第1步，玉米浸泡液通过固液分离膜进行过滤除杂处理；

第2步，第1步中固液分离膜的渗透液通过离子交换树脂对植酸进行吸附；

第3步，第2步中得到的离子交换树脂透过液采用纳滤膜进行蛋白和乳酸的分离，将纳滤膜的浓缩液进行干燥后，得到蛋白；对纳滤膜的透过液中加入钙盐，生成乳酸钙；

第4步，对第2步中的离子交换树脂进行解吸，解吸液通过纳滤膜进行乳酸和盐酸的分离，并对纳滤膜的浓缩液中加入钙盐，生成植酸钙沉淀。

在一个实施方式中，第3步中还包括对乳酸钙进行脱水、干燥处理。

在一个实施方式中，第4步中还包括对植酸钙进行脱水、干燥处理。

在一个实施方式中，第1步中的固液分离膜是超滤膜或者微滤膜。