大豆乳清废水处理方法技术

本发明专利技术涉及一种大豆乳清废水处理方法，该方法包含以下步骤：采用无机陶瓷复合超滤膜从大豆乳清废水分离出碱性蛋白，再进行纳滤从大豆乳清水中分离出低聚糖，再将滤液进行反渗透去除纳滤滤液中的无机盐、单糖及氨基酸等类物质得纯水，可回收用于豆粕碱溶工序，蛋白和低聚糖进一步进行处理得纯蛋白和低聚糖。本发明专利技术将大豆乳清水的ｐＨ值保持在４．５左右，使乳清水中的蛋白完全析出，提高了低聚糖的纯度和蛋白的回收率；超滤工序选用了高抗蛋白质污染的无机陶瓷复合膜，纳滤和反渗透选用了新型的耐高酸碱的抗蛋白质污染膜，较一般膜分别提高膜通量２０％以上，明显增加工作效率；充分利用了大豆乳清的水资源，使水回用于生产之中，无污水排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，并且从大豆乳清废水中提取低聚糖和蛋白。
技术介绍
本专利技术所指的大豆乳清废水是以低温脱脂豆粕为原料生产大豆分离蛋白过程中，豆粕经碱溶、酸沉、离心分离提取蛋白后产生的有机废水，其中含有蛋白、低聚糖等类物质。蛋白含量0.4～0.6％；水溶性糖0.6～0.8％；悬浮物0.7％；pH＝4.4～4.8；化学需氧量COD18000～20000mg/L；生化需氧量BOD8000～9000mg/L。目前生产企业一般采用厌氧、耗氧等传统治污工艺对大豆乳清废水处理后排放。主要问题在于1、大豆乳清废水中的蛋白、低聚糖等有效成份随水排放，浪费资源；2、水资源未循环利用；3、废水处理设施投资大，运行管理成本费用高；4、处理后的水不易稳定达标排放。中国专利申请号01101965《从大豆乳清水中提取大豆低聚糖的方法》、申请号01101967《超滤提取大豆乳清蛋白的方法》分别介绍了一种从大豆乳清水中提取大豆低聚糖及大豆乳清蛋白的方法。该方法存在的问题在于1、其方案中采用的有机膜，由于材质的局限，不能耐酸碱，且工作温度不能大于45℃，影响了膜工作效率；2、超滤时pH值为2～4，属强酸性，严重影响其方案选用的超滤膜的使用寿命，并且使大豆乳清中的蛋白不能完全析出，造成低聚糖纯度不够、蛋白回收不完全；3、该方案并未涉及水的深度处理及回用。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术存在的缺陷和问题，提供一种，该方法在一条生产线上从大豆乳清废水中连续提取低聚糖和蛋白，并且做到水的回收利用。本专利技术的技术路线如图1所示，包含以下步骤1、超滤将大豆乳清废水用泵送入超滤膜分离系统，截留大豆乳清水中球蛋白和清蛋白，本超滤系统所用的膜是截留分子量为10KD的高抗蛋白质污染的无机陶瓷复合膜，此类膜是在TiO2膜面上履盖了一层ZrO2，其孔径分布窄、分离效率高、化学稳定性好、抗蛋白质污染能力好、耐酸碱、耐高温，超滤膜分离系统工作压力为0.8～1.0MPa，工作温度为55～65℃；2、纳滤将上述超滤分离出的滤液交纳滤膜分离系统过滤，截留大豆乳清水中的低聚糖，本纳滤系统所用的膜为透过孔径是0.8～1.2nm的复合纳滤膜，此类膜耐酸碱、抗蛋白质污染，纳滤膜分离系统工作压力为1.0～3.0MPa，工作温度为40～45℃；3、反渗透将上述纳滤分离出的滤液交反渗透膜分离系统过滤，去除纳滤滤液中的无机盐、单糖及氨基酸等类物质，反渗透滤液即为纯水，可回用于豆粕碱溶工序，本反渗透系统所用的膜分离系统工作压力2.5～3.2MPa，工作温度为40～45℃；4、脱色将纳滤的浓缩液也就是低聚糖浆用活性炭脱色，本专利技术所用的活性炭为100～120目粉状，加入量为第2步所得低聚糖浆的2～3％，脱色时间为10～20分钟；5、脱炭将加入活性炭的低聚糖浆进入过滤器过滤，截留活性炭，本专利技术所用的过滤器为0.1～0.8μm孔径的PE精密过滤器；6、本专利技术提取低聚糖的工艺方案中还包括有将低聚糖浆调pH值至中性、双效蒸发后喷雾干燥的工序；7、本专利技术提取蛋白的工艺方案中还包括有将超滤截留的蛋白调pH值至中性、双效蒸发后喷雾干燥的工序。本专利技术所提供技术方案有益效果在于1、整个系统采用膜分离技术，避免了传统的加热絮凝法对物料性质的破坏。2、超滤工序选用了无机陶瓷复合膜，纳滤和反渗透选用了新型的耐高酸碱的抗蛋白质污染膜，分别提高膜通量20％以上，明显增加工作效率。3、本方案用膜系统浓缩减少了常规的双效或多效蒸发浓缩的负荷，降低了大量的能耗。4、充分利用了大豆乳清的水资源，使水回用于生产之中，无污水排放。附图说明图1为本专利技术的工艺路线示意图。具体实施例方式一个年产2500吨大豆分离蛋白的生产厂，每天产生大豆乳清水250m3，其中蛋白为0.41％，总糖为0.77％，包括低聚糖为0.63％，蔗糖为0.14％，按每天工作20小时设计，平均每小时处理乳清12.5m3。首先将乳清水用泵送入超滤膜分离系统处理，超滤膜为截留分子量为10KD的高抗蛋白质污染的无机陶瓷复合膜，系统压力为0.8～1.0MPa，工作温度为60℃，超滤分离后的浓缩物有15m3，其中含蛋白5.8％，送入蛋白储罐调pH值调至中性，经双效蒸发浓缩后交喷雾干燥，得到蛋白含量为65％的蛋白粉1.3吨；超滤分离后的滤液230m3交纳滤膜分离系统处理，纳滤膜为1.0nm孔径的复合纳滤膜，系统压力为2.0MPa，工作温度为45℃，浓缩约10倍后，其浓缩液有23m3，为含低聚糖7.9％的糖浆，将糖浆交活性炭脱色，经0.5μm孔径PE过滤器脱炭后，调pH值调至中性，双效蒸发浓缩后交喷雾干燥得到总糖含量为90％的低聚糖干粉1.5吨；纳滤系统分离出的滤液为207m3，交反渗透膜组成的反渗透系统处理，系统压力为3.0MPa，工作温度为45℃，经处理后得到约180m3纯水即可返回豆粕的碱溶工序。采用本专利技术提供的技术方案后，大豆乳清水的低聚糖回收率大于75％，蛋白回收率大于85％。按年工作日300天计算，该厂年产高纯度低聚糖干粉450吨；蛋白粉390吨；年节约水资源5.4万m3；并且实现了无污水排放。权利要求1.一种，该方法按以下步骤进行(1)、超滤将大豆乳清水交超滤膜分离系统过滤，截留大豆乳清水中蛋白及其他微生物；(2)、纳滤将上述超滤分离出滤液交纳滤膜分离系统过滤，截留大豆乳清水中的低聚糖；(3)、反渗透将上述纳滤分离出的滤液交反渗透膜分离系统过滤，去除纳滤滤液中的无机盐、单糖及氨基酸类物质，反渗透滤液就为纯水，可回收用于豆粕碱溶工序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的反渗透系统所用的膜为高酸碱的抗蛋白质污染的反渗透膜，反渗透膜分离系统工作压力2.5～3.2MPa，工作温度为40～45℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的超滤系统所用的膜是截留分子量为10KD的无机陶瓷复合膜，超滤膜分离系统工作压力为0.2～0.5MPa，工作温度为55～65℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的纳滤系统所用的膜为透过孔径是0.8～1.2nm的复合纳滤膜，纳滤膜分离系统工作压力为1.0～3.0MPa，工作温度为40～45℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的纳滤滤出低聚糖用100～120目粉状的活性炭进行脱色，活性炭的加入量为处理低聚糖浆量的2～3％，脱色时间为10～20分钟，再经0.1～0.8μm孔径的过滤器过滤除去活性炭，再将低聚糖浆液调节pH值至中性、双效蒸发后，喷雾干燥得到纯低聚糖。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于超滤膜分离系统分离出的蛋白，再经调pH值至中性、双效蒸发后，喷雾干燥得到纯蛋白。全文摘要本专利技术涉及一种，该方法包含以下步骤采用无机陶瓷复合超滤膜从大豆乳清废水分离出碱性蛋白，再进行纳滤从大豆乳清水中分离出低聚糖，再将滤液进行反渗透去除纳滤滤液中的无机盐、单糖及氨基酸等类物质得纯水，可回收用于豆粕碱溶工序，蛋白和低聚糖进一步进行处理得纯蛋白和低聚糖。本专利技术将大豆乳清水的pH值保持在4.5左右，使乳清水中的蛋白完全析出，提高了低聚糖的纯度和蛋白的回收率；超滤工序选用了高抗蛋白质污染的无机陶瓷复合膜，纳滤和反渗透选用了新型的耐高酸碱的抗蛋白质污染膜，较一般膜分别提高膜通量20％以上，明显增加工作效率；充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大豆乳清废水处理方法，该方法按以下步骤进行：（１）、超滤：将大豆乳清水交超滤膜分离系统过滤，截留大豆乳清水中蛋白及其他微生物；（２）、纳滤：将上述超滤分离出滤液交纳滤膜分离系统过滤，截留大豆乳清水中的低聚糖；（３）、反渗透：将上述纳滤分离出的滤液交反渗透膜分离系统过滤，去除纳滤滤液中的无机盐、单糖及氨基酸类物质，反渗透滤液就为纯水，可回收用于豆粕碱溶工序。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万端极，王广润，凌秀菊，高林霞，王秀霞，
申请(专利权)人：武汉湖工大膜技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]