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制造方法及图纸

本发明专利技术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。通过本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及生产废料回收利用
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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，本专利技术采用如下技术方案：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，用于使废水中的蛋白形成泡沫；撇沫装置设置于分离装置本体顶部，用于将分离装置本体顶部的泡沫撇除。分离装置本体设置成圆筒段和倒锥段，进料口相对于圆筒段内壁呈切线设置，使得废水呈切线进料，并沿分离装置本体内壁向下回旋；随着不断进料，分离装置本体内废水可形成回旋流；高速回旋过程中，在离心力的作用下，淀粉逐渐沿内壁沉降，落入淀粉收集装置，实现淀粉的快速自动收集。废水回旋过程中，其所含蛋白质容易发泡；并且起沫装置的设置进一步促进气泡的形成，蛋白质吸附在气泡的表面，形成稳定的泡沫，浮于液面之上；随着不断进料，液面不断升高，泡沫量不断增加，可从分离装置本体顶部溢出；而撇沫装置的设置可促进泡沫快速撇除，避免影响分离装置本体中的回旋流。撇除的泡沫即用于进一步回收蛋白。优选地，分离装置本体内的装液高度不超过圆筒段高度的3/4，并且进料口高于装液面5-50cm。装液过高，影响回旋流的形成；装液过低，泡沫不易排除。当分离装置本体内的装液高度达到相应适宜高度时可开启液体排出管，边进料边排液，提高分离效率。优选地，液体排出管的进水口位于倒锥段内底部位置，该位置处废水中的淀粉已沿内壁沉降，蛋白已充分起沫浮至液面；液体排出管的出水口由倒锥段侧壁1/3-2/3高度处伸出，出水口设置在适宜高度一方面保证处理后的废水顺利排出，一方面使液体向上回流，避免排出时将淀粉带出。优选地，液体排出管进水口处的管壁外侧缠绕有螺旋状格挡，螺旋状格挡填充于倒锥段侧壁与液体排出管之间，形成螺旋状通路。优选地，液体排出管设置阀门或盖子。螺旋状格挡的设置可进一步促进废水中淀粉的沉降，避免液体排出时将淀粉带出。优选地，螺旋状格挡可设置为螺旋状片、螺旋状槽、螺旋状管等形式。优选地，圆筒段径高比为1:1-1:5，使废水在到达圆筒段和倒锥段的交接高度之前其中淀粉基本上已沿内壁沉降；倒锥段母线与顶面之间的夹角大于干淀粉休止角，利于淀粉沉降。进一步地，本专利技术中的倒锥段不是严格意义上的具有尖端的倒圆锥体，倒锥段底部为了进行淀粉收集装置的连接和淀粉的沉降可设置一定长度的连通路径。优选地，起沫装置设置于圆筒段和倒锥段的交接高度；废水在到达该高度之前其中淀粉基本上已沿内壁沉降，因此，起沫装置设置在此处可减少泡沫中淀粉的带入。起沫装置可选用文丘里喷射器、喷射混合器等液体喷射器(形成的泡沫更细密，适用于蛋白含量较高的废水处理)，或采用能够通气或鼓泡的结构，如具有多个通气孔的气管(外部引入气源)等。优选地，还包括吹沫装置；吹沫装置设置于分离装置本体内稍低于装液面的位置，并且吹沫装置具有多个朝向装液面吹气的吹气口。吹沫装置可选用具有多个吹气口的气管(外部引入气源)，可将液面上方的泡沫吹离液面，结合撇沫装置进行泡沫的分离。优选地，撇沫装置包括撇沫刷、撇沫板等能够将泡沫从分离装置本体顶部刮下的部件，撇沫刷或撇沫板经驱动装置驱动，在分离装置本体顶部做旋转或往复运动，以撇除分离装置本体顶部的泡沫。进一步地，撇沫刷或撇沫板可为多个，组合成扇叶状，由电机驱动旋转撇除泡沫。进一步地，撇沫刷或撇沫板可由丝杠、气缸等驱动，悬设于分离装置本体顶部进行往复运动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.淀粉加工过程废水中蛋白质和淀粉的快速分离装置，其特征在于，/n包括分离装置本体，淀粉收集装置，起沫装置和撇沫装置；/n所述分离装置本体包括圆筒段和倒锥段；/n所述圆筒段顶端敞开，侧壁上设置有进料口；所述进料口相对于所述圆筒段内壁呈切线设置；/n所述倒锥段连接于所述圆筒段底端，并且所述倒锥段设置有液体排出管；/n所述淀粉收集装置连通于所述倒锥段底端；/n所述起沫装置安装于所述分离装置本体内，用于使废水中的蛋白形成泡沫；/n所述撇沫装置设置于所述分离装置本体顶部，用于将所述分离装置本体顶部的泡沫撇除。/n

【技术特征摘要】
1.淀粉加工过程废水中蛋白质和淀粉的快速分离装置，其特征在于，
包括分离装置本体，淀粉收集装置，起沫装置和撇沫装置；
所述分离装置本体包括圆筒段和倒锥段；
所述圆筒段顶端敞开，侧壁上设置有进料口；所述进料口相对于所述圆筒段内壁呈切线设置；
所述倒锥段连接于所述圆筒段底端，并且所述倒锥段设置有液体排出管；
所述淀粉收集装置连通于所述倒锥段底端；
所述起沫装置安装于所述分离装置本体内，用于使废水中的蛋白形成泡沫；
所述撇沫装置设置于所述分离装置本体顶部，用于将所述分离装置本体顶部的泡沫撇除。


2.根据权利要求1所述的淀粉加工过程废水中蛋白质和淀粉的快速分离装置，其特征在于，
所述分离装置本体内的装液高度不超过所述圆筒段高度的3/4，并且装液面低于所述进料口5-50cm。


3.根据权利要求1所述的淀粉加工过程废水中蛋白质和淀粉的快速分离装置，其特征在于，
所述液体排出管的进水口位于所述倒锥段内底部位置，所述液体排出管的出水口由所述倒锥段侧壁1/3-2/3高度处伸出。


4.根据权利要求3所述的淀粉加工过程废水中蛋白质和淀粉的快速分离装置，其特征在于，
所述液体排出管进水口处的管壁外侧缠绕有螺旋状格挡，所述螺旋状格挡填充于所述倒锥段侧壁与所述液体排出管之间，形成螺旋状通路。


5.根据权利要求1所述的淀粉加工过程废水中蛋白质和淀粉的快速分离装置，其特征在于，
所述圆筒段径高比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜爱莉，单守水，于贞，刘恒旭，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：山东;37