專利名稱：動(dòng)態(tài)膜分離制備大豆乳清蛋白的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大豆深加工技術(shù)領(lǐng)域，確切地說是利用動(dòng)態(tài)膜分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)大豆乳清蛋白的制備。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)生產(chǎn)大豆分離蛋白的廠家很多，但其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品——乳清廢水被排入廢水處理車間，從而造成污水處理車間的負(fù)荷大大超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而且處理后的出水很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，這樣會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服大豆乳清蛋白技術(shù)中存在的不足之處，提供一種利用膜分離技術(shù)生產(chǎn)大豆乳清蛋白的方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是先取定量的低溫脫脂豆粕投入浸出罐內(nèi)，一次浸出、蛋白液與豆渣分離、二次浸出、豆渣和蛋白液的二次分離、脫氣、酸沉、初級凝乳與初級乳清的分離、水洗、次級凝乳與次級乳清的分離、膜分離、濃縮、中和、殺菌、噴霧干燥、混拌為成品包裝。
a、將低溫脫脂豆粕溶于48℃-52℃水中，首先將48℃-52℃的水按水料比20∶1-8∶1加入浸出罐中，用氫氧化鈉(NaOH)濃度為10％-30％將水與低溫脫脂豆粕的pH值調(diào)至6.8-9.0，勻速攪拌，保持以上工藝條件20-40分鐘，即為一次浸出蛋白液，b、將可溶性蛋白、碳水化合物和鹽從浸出液中分離出來，用分離機(jī)分離，分離后液相為一次浸出的蛋白液，固相為一次浸出豆渣，一次浸出蛋白液濃度為6％-20％，c、將一次浸出豆渣溶于二次浸出罐中，水溫保持48℃-52℃之間，水料比為12∶1-5∶1，將水加入浸出罐中，pH值保持自然，不進(jìn)行人工調(diào)整，二次浸出保持10-30分鐘后為二次浸出的浸出液，d、將可溶性蛋白、碳水化合物和鹽從浸出液分離出來，分離后液相為二次浸出蛋白液，分離后二次浸出蛋白液濃度為6-20％，e、分離后一次浸出蛋白液和二次浸出蛋白液打入脫氣罐，加入消泡劑，添加量為6-12公斤/小時(shí)，f、蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入酸沉罐，加鹽酸(HCl)濃度為10％-30％將蛋白液的pH值調(diào)至4.0-4.6，g、酸沉后的蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入臥式分離機(jī)中，控制進(jìn)料量為15-23t/h，分離后的濃縮相為凝乳，其固形物濃度為10％-20％，稀釋相為乳清廢水，其離心實(shí)驗(yàn)沉淀物≤0.05ml/15ml，h、水洗的溫度為48℃-52℃，采用水∶料＝2∶1，i、水洗后的蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入立式分離機(jī)中，控制進(jìn)料量為10-15t/h，分離后的濃縮相為凝乳，其固形物濃度為10％-20％，稀釋相為乳清廢水，其離心實(shí)驗(yàn)沉淀物≤0.05ml/15ml，j、分離后的一次分離出的乳清廢水和二次分離出的乳清廢水經(jīng)泵進(jìn)入膜分離系統(tǒng)的第一階段——振動(dòng)膜分離系統(tǒng)，處理能力Q＝4-6m3/h，透過液經(jīng)泵進(jìn)入膜分離系統(tǒng)的第二階段——切向膜分離系統(tǒng)，處理能力Q＝4-6m3/h，將兩階段的濃縮液經(jīng)泵進(jìn)入雙效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，k、濃縮后的溶液經(jīng)泵進(jìn)入中和罐，加鹽酸(HCl)濃度為10-30％將濃縮液的PH值調(diào)整至6.0-7.5，l、對中和后的濃縮液進(jìn)行殺菌，殺菌溫度為80℃-90℃，物料經(jīng)泵到均質(zhì)機(jī)，通過均質(zhì)機(jī)打到高壓泵進(jìn)行噴霧干燥，m、采用壓力噴霧，熱風(fēng)干燥，高壓泵出口壓力達(dá)500bar以上，干燥塔物料進(jìn)料量為2-4噸/小時(shí)，出口溫度為80℃-90℃，水蒸發(fā)量為2-4噸/小時(shí)，噴嘴壓力300-400kg/cm2，物料先經(jīng)過過濾器在經(jīng)過均質(zhì)機(jī)送到高壓泵再到干燥塔內(nèi)脫去水分，干粉經(jīng)冷卻轉(zhuǎn)到下一工序，n、噴霧干燥后的產(chǎn)品經(jīng)混拌器混拌后，進(jìn)行包裝。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)、動(dòng)態(tài)膜使乳清中的蛋白一邊沉積一邊溶解形成動(dòng)態(tài)狀態(tài)，而通過沉積形成固定的濾餅層，成為超濾膜。振動(dòng)是由于不同頻率和振動(dòng)來控制膜的振動(dòng)幅度，一般采用氣動(dòng)振動(dòng)或機(jī)械振動(dòng)，本裝置采用的是氣動(dòng)振動(dòng)。
(2)、傳統(tǒng)上膜設(shè)備處理乳清水需先加熱和添加絮凝劑，再沉淀3-4小時(shí)，去除上清液后再進(jìn)行超濾，再加上超濾處理時(shí)間需要8小時(shí)以上，造成乳清嚴(yán)重酸敗，造成乳清蛋白產(chǎn)品質(zhì)量差。本發(fā)明動(dòng)態(tài)超濾采用分組工作、交替運(yùn)行，乳清不需沉淀和絮凝，不受來料濃度影響，工藝簡化。全部處理時(shí)間只有3小時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量好。
(3)、國際上膜設(shè)備處理乳清最高8小時(shí)進(jìn)行清洗，本發(fā)明在保證設(shè)計(jì)通量的要求下可達(dá)到20小時(shí)不需清洗。而且過去運(yùn)行8小時(shí)清洗時(shí)間為2小時(shí)，本發(fā)明可連續(xù)運(yùn)行20小時(shí)只需清洗1小時(shí)。
(4)、國外動(dòng)態(tài)超濾設(shè)備造價(jià)高，如過濾面積300m2造價(jià)為180萬元，本發(fā)明全部國內(nèi)制造，造價(jià)僅為30萬元，是國外的1/6。
(5)、乳清經(jīng)過振動(dòng)式動(dòng)態(tài)超濾膜處理及切向膜處理，蛋白質(zhì)截留率達(dá)到85-93％，即排出的乳清中蛋白含量在0.06％(濕基)以下。
(6)、乳清經(jīng)過振動(dòng)式動(dòng)態(tài)膜處理及切向膜處理，透過液COD由18000mg/L減少到4000mg/L，減少率為77％，在經(jīng)過納濾處理可達(dá)到100mg/L以下直接排放。
(7)、提取的乳清蛋白的蛋白含量達(dá)到70以上，并可利用水洗工藝控制和提高蛋白質(zhì)的含量。
(8)、主要性能指標(biāo)粗蛋白質(zhì)(干基％)≥70pH值6.0-7.5總糖≤25水分≤6.5溶解性輕微攪拌，全部溶解分散性無結(jié)塊，于水中迅速分散具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例1、a、將低溫豆片溶于50℃水中，首先將50℃的水按水料比18∶1加入浸出罐中，用氫氧化鈉(NaOH)，濃度為30％將水與低溫豆片的pH值調(diào)至7.5，勻速攪拌，保持以上工藝條件30分鐘，即為一次浸出蛋白液，b、將可溶性蛋白、碳水化合物和鹽從浸出液分離出來，用分離機(jī)分離，分離后液相為一次浸出的蛋白液，固相為一次浸出豆渣，一次浸出蛋白液濃度為12％，c、將一次浸出豆渣溶于二次浸出罐中，水溫保持50℃之間，水料比為7∶1，將水加入浸出罐中，pH值保持自然，不進(jìn)行人工調(diào)整，二次浸出保持20分鐘后為二次浸出的浸出液，d、將可溶性蛋白、碳水化合物和鹽從浸出液分離出來，分離后液相為二次浸出蛋白液，分離后二次浸出蛋白液濃度為8％，e、分離后一次浸出蛋白液和二次浸出蛋白液打入脫氣罐，加入消泡劑，添加量為10公斤/小時(shí)，
f、蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入酸沉罐，加鹽酸(HCl)，濃度為10％-30％將蛋白液的pH值調(diào)至4.5，g、酸沉后的蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入臥式分離機(jī)中，控制進(jìn)料量為18t/h，分離后的濃縮相為凝乳，其固形物濃度為14％，稀釋相為乳清廢水，其離心實(shí)驗(yàn)沉淀物≤0.05ml/15ml，h、水洗的溫度為50℃，采用水∶料＝2∶1，i、水洗后的蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入立式分離機(jī)中，控制進(jìn)料量為13t/h，分離后的濃縮相為凝乳，其固形物濃度為14％，稀釋相為乳清廢水，其離心實(shí)驗(yàn)沉淀物≤0.05ml/15ml，j、分離后的一次分離出的乳清廢水和二次分離出的乳清廢水經(jīng)泵進(jìn)入膜分離系統(tǒng)的第一階段——振動(dòng)膜分離系統(tǒng)，處理能力Q＝5m3/h，透過液經(jīng)泵進(jìn)入膜分離系統(tǒng)的第二階段——切向膜分離系統(tǒng)，處理能力Q＝5m3/h。將兩階段的濃縮液經(jīng)泵進(jìn)入雙效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，k、濃縮后的溶液經(jīng)泵進(jìn)入中和罐，加鹽酸(HCl)濃度為10-30％將濃縮液的PH值調(diào)整至7.0，l、對中和后的濃縮液進(jìn)行殺菌，殺菌溫度為90℃，物料經(jīng)泵到均質(zhì)機(jī)，通過均質(zhì)機(jī)打到高壓泵進(jìn)行噴霧干燥，m、采用壓力噴霧，熱風(fēng)干燥，高壓泵出口壓力達(dá)500bar以上，干燥塔物料進(jìn)料量為2-4噸/小時(shí)，出口溫度為80℃，水蒸發(fā)量為2-4噸/小時(shí)，噴嘴壓力300-400kg/cm2，物料先經(jīng)過過濾器在經(jīng)過均質(zhì)機(jī)送到高壓泵再到干燥塔內(nèi)脫去水分，干粉經(jīng)冷卻轉(zhuǎn)到下一工序，n、噴霧干燥后的產(chǎn)品經(jīng)混拌器混拌后，進(jìn)行包裝。
實(shí)施例2a、將低溫豆片溶于48℃水中，首先將48℃的水按水料比16∶1加入浸出罐中，用氫氧化鈉(NaOH)，濃度為20％將水與低溫豆片的pH值調(diào)至7.5，勻速攪拌，保持以上工藝條件30分鐘，即為一次浸出蛋白液，b、將可溶性蛋白、碳水化合物和鹽從浸出液分離出來，用分離機(jī)分離，分離后液相為一次浸出的蛋白液，固相為一次浸出豆渣，一次浸出蛋白液濃度為12.5％，c、將一次浸出豆渣溶于二次浸出罐中，水溫保持48℃之間，水料比為10∶1，將水加入浸出罐中，pH值保持自然，不進(jìn)行人工調(diào)整，二次浸出保持20分鐘后為二次浸出的浸出液，d、將可溶性蛋白、碳水化合物和鹽從浸出液分離出來，分離后液相為二次浸出蛋白液，分離后二次浸出蛋白液濃度為7.5％，e、分離后一次浸出蛋白液和二次浸出蛋白液打入脫氣罐，加入消泡劑，添加量為10公斤/小時(shí)，f、蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入酸沉罐，加鹽酸(HCl)，濃度為10％-30％將蛋白液的pH值調(diào)至4.4，g、酸沉后的蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入臥式分離機(jī)中，控制進(jìn)料量為20t/h，分離后的濃縮相為凝乳，其固形物濃度為13％，稀釋相為乳清廢水，其離心實(shí)驗(yàn)沉淀物≤0.05ml/15ml，h、水洗的溫度為48℃，采用水∶料＝2∶1，i、水洗后的蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入立式分離機(jī)中，控制進(jìn)料量為14t/h，分離后的濃縮相為凝乳，其固形物濃度為13％，稀釋相為乳清廢水，其離心實(shí)驗(yàn)沉淀物≤0.05ml/15ml，j、分離后的一次分離出的乳清廢水和二次分離出的乳清廢水經(jīng)泵進(jìn)入膜分離系統(tǒng)的第一階段——振動(dòng)膜分離系統(tǒng)，處理能力Q＝4m3/h，透過液經(jīng)泵進(jìn)入膜分離系統(tǒng)的第二階段——切向膜分離系統(tǒng)，處理能力Q＝4m3/h。將兩階段的濃縮液經(jīng)泵進(jìn)入雙效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，k、濃縮后的溶液經(jīng)泵進(jìn)入中和罐，加鹽酸(HCl)濃度為10-30％將濃縮液的PH值調(diào)整至7.0，l、對中和后的濃縮液進(jìn)行殺菌，殺菌溫度為85℃，物料經(jīng)泵到均質(zhì)機(jī)，通過均質(zhì)機(jī)打到高壓泵進(jìn)行噴霧干燥，m、采用壓力噴霧，熱風(fēng)干燥，高壓泵出口壓力達(dá)500bar以上，干燥塔物料進(jìn)料量為2-4噸/小時(shí)，出口溫度為85℃，水蒸發(fā)量為2-4噸/小時(shí)，噴嘴壓力300-400kg/cm2，物料先經(jīng)過過濾器在經(jīng)過均質(zhì)機(jī)送到高壓泵再到干燥塔內(nèi)脫去水分，干粉經(jīng)冷卻轉(zhuǎn)到下一工序，n、噴霧干燥后的產(chǎn)品經(jīng)混拌器混拌后，進(jìn)行包裝。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)膜分離制備大豆乳清蛋白的方法，其特征在于先取定量的低溫脫脂豆粕投入浸出罐內(nèi)，一次浸出、蛋白液與豆渣分離、二次浸出、豆渣和蛋白液的二次分離、脫氣、酸沉、初級凝乳與初級乳清的分離、水洗、次級凝乳與次級乳清的分離、膜分離、濃縮、中和、殺菌、噴霧干燥、混拌為成品包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)膜分離制備大豆乳清蛋白的方法，其特征在于a、將低溫脫脂豆粕溶于48℃-52℃水中，首先將48℃-52℃的水按水料比20∶1-8∶1加入浸出罐中，用氫氧化鈉(NaOH)濃度為10％-30％將水與低溫脫脂豆粕的pH值調(diào)至6.8-9.0，勻速攪拌，保持以上工藝條件20-40分鐘，即為一次浸出蛋白液，b、將可溶性蛋白、碳水化合物和鹽從浸出液中分離出來，用分離機(jī)分離，分離后液相為一次浸出的蛋白液，固相為一次浸出豆渣，一次浸出蛋白液濃度為6％-20％，c、將一次浸出豆渣溶于二次浸出罐中，水溫保持48℃-52℃之間，水料比為12∶1-5∶1，將水加入浸出罐中，pH值保持自然，不進(jìn)行人工調(diào)整，二次浸出保持10-30分鐘后為二次浸出的浸出液，d、將可溶性蛋白、碳水化合物和鹽從浸出液分離出來，分離后液相為二次浸出蛋白液，分離后二次浸出蛋白液濃度為6-20％，e、分離后一次浸出蛋白液和二次浸出蛋白液打入脫氣罐，加入消泡劑，添加量為6-12公斤/小時(shí)，f、蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入酸沉罐，加鹽酸(HCl)濃度為10％-30％將蛋白液的pH值調(diào)至4.0-4.6，g、酸沉后的蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入臥式分離機(jī)中，控制進(jìn)料量為15-23t/h，分離后的濃縮相為凝乳，其固形物濃度為10％-20％，稀釋相為乳清廢水，其離心實(shí)驗(yàn)沉淀物≤0.05ml/15ml，h、水洗的溫度為48℃-52℃，采用水∶料＝2∶1，i、水洗后的蛋白液經(jīng)泵進(jìn)入立式分離機(jī)中，控制進(jìn)料量為10-15t/h，分離后的濃縮相為凝乳，其固形物濃度為10％-20％，稀釋相為乳清廢水，其離心實(shí)驗(yàn)沉淀物≤0.05ml/15ml，j、分離后的一次分離出的乳清廢水和二次分離出的乳清廢水經(jīng)泵進(jìn)入膜分離系統(tǒng)的第一階段——振動(dòng)膜分離系統(tǒng)，處理能力Q＝4-6m3/h，透過液經(jīng)泵進(jìn)入膜分離系統(tǒng)的第二階段——切向膜分離系統(tǒng)，處理能力Q＝4-6m3/h，將兩階段的濃縮液經(jīng)泵進(jìn)入雙效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，k、濃縮后的溶液經(jīng)泵進(jìn)入中和罐，加鹽酸(HCl)濃度為10-30％將濃縮液的PH值調(diào)整至6.0-7.5，l、對中和后的濃縮液進(jìn)行殺菌，殺菌溫度為80℃-90℃，物料經(jīng)泵到均質(zhì)機(jī)，通過均質(zhì)機(jī)打到高壓泵進(jìn)行噴霧干燥，m、采用壓力噴霧，熱風(fēng)干燥，高壓泵出口壓力達(dá)500bar以上，干燥塔物料進(jìn)料量為2-4噸/小時(shí)，出口溫度為80℃-90℃，水蒸發(fā)量為2-4噸/小時(shí)，噴嘴壓力300-400kg/cm2，物料先經(jīng)過過濾器在經(jīng)過均質(zhì)機(jī)送到高壓泵再到干燥塔內(nèi)脫去水分，干粉經(jīng)冷卻轉(zhuǎn)到下一工序，n、噴霧干燥后的產(chǎn)品經(jīng)混拌器混拌后，進(jìn)行包裝。
全文摘要
一種動(dòng)態(tài)膜分離制備大豆乳清蛋白的方法。先取定量的低溫脫脂豆粕投入浸出罐內(nèi)，一次浸出、蛋白液與豆渣分離、二次浸出、豆渣和蛋白液的二次分離、脫氣、酸沉、初級凝乳與初級乳清的分離、水洗、次級凝乳與次級乳清的分離、膜分離、濃縮、中和、殺菌、噴霧干燥、混拌為成品包裝。本發(fā)明動(dòng)態(tài)超濾采用分組工作、交替運(yùn)行，乳清不需沉淀和絮凝，不受來料濃度影響，工藝簡化。全部處理時(shí)間只有3小時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量好。
文檔編號(hào)A23J3/00GK1954689SQ20051001046
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者車運(yùn)河, 林楊, 王鵬玉 申請人:哈高科大豆食品有限責(zé)任公司, 哈爾濱宏興水處理工程技術(shù)有限公司