[发明专利]豆制品废水蛋白质的回收处理工艺及设备

说明书

本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种豆制品废水蛋白质的回收处理工艺及设备。本发明通过采用离子交换系统‑超滤系统‑真空干燥系统‑MVR强制循环系统的结合使用，实现了对高蛋白质含量的豆制品废水中蛋白质的回收，回收率可达90％以上，所回收的蛋白质固体纯度可达80％以上。离子交换系统初步提升了回收蛋白质的纯度，真空干燥在低温下实现对蛋白质溶液的挥发干燥，使得蛋白质不易失活变性，MVR系统的使用有效节省了能耗，并使初步处理后的废水中的蛋白质能进一步被回收，显著提升了蛋白质的回收率。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种豆制品废水蛋白质的回收处理工艺及设备。

背景技术

目前豆制品加工业由于加工内容极为复杂，包括酿造、食品加工等生产过程，容易产生污染性的高蛋白质废水。对降低废水中的蛋白质含量，目前通常使用生化处理法，经过一系列的生化处理，对蛋白质进行降解，才能有效降低污染性。生化处理容易引入新的污染源，且处理周期长，易受到外界因素影响。而豆制品废水中的蛋白质不仅含量高，还是优质且具有较高经济价值的营养素，使其被降解则是资源的浪费。

因此，又发展了使用预处理-超滤法联合使用回收处理废水中蛋白质的工艺，但是处理效果并不理想，蛋白质回收率仅有60％左右，且回收的蛋白质纯度不高，需要进行二次处理。另外，目前蛋白质的干燥处理常使用冷冻干燥和喷雾干燥，处理工艺能耗大，且容易对蛋白质结构和活性造成影响。

发明内容

基于此，有必要提供一种不影响蛋白质结构和活性，且回收率和回收纯度高、能耗小的豆制品废水蛋白质回收处理工艺及设备。

本发明提供了一种豆制品废水中的蛋白质回收处理工艺，其包括以下步骤：

a).将豆制品废水进行离子交换处理，将离子交换柱洗脱后得到第一蛋白质溶液；离子交换处理后的废水进入MVR强制循环系统；

b).将所述第一蛋白质溶液通过超滤膜进行超滤，以对目标分子量的蛋白质进行截留，收集截留液得到第二蛋白质溶液；

c).将所述第二蛋白质溶液在7.5kPa～12kPa的压力及40℃～50℃的温度下进行真空蒸发干燥，得到第一蛋白质固体和蒸馏液；

d).所述蒸馏液进入所述MVR强制循环系统，与a)中所述离子交换处理后的废水进行换热，得到预热的废水；

e).所述预热的废水进行加热后经闪蒸得到水蒸汽和第三蛋白质溶液；

f).所述第三蛋白质溶液按照步骤e)中的加热、闪蒸条件重复处理，直至溶液中蛋白质质量百分比为85％～95％，得到第四蛋白质溶液：

g).所述第四蛋白质溶液在步骤c)中的压力和温度条件下进行真空干燥蒸发，得到第二蛋白质固体。

在其中一个实施例中，步骤a)中所用的离子交换剂为树脂、纤维素、葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、硅胶中的至少一种。

在其中一个实施例中，步骤b)中所述超滤的操作温度为5℃～45℃，pH值为2～12，压力为200kPa～500kPa。

在其中一个实施例中，步骤e)中所述预热的废水加热时压力为110kPa～480kPa，温度为102℃～150℃。

在其中一个实施例中，步骤a)中所述洗脱操作包括：对阴离子交换柱，调节pH为4～5进行洗脱；对阳离子交换柱，调节pH为7～8进行洗脱。

在其中一个实施例中，其特征在于，步骤a)中所述离子交换处理中需加入缓冲液，所述缓冲液为磷酸缓冲液、Tris-HCl缓冲液、磷酸盐缓冲液中的至少一种，所述磷酸缓冲液的物质的量浓度为0.1mol/L～1mol/L，所述Tris-HCl缓冲液的物质的量浓度为0.05mol/L～0.1mol/L，所述磷酸盐缓冲液的物质的量浓度为0.05mol/L～0.1mol/L。