1、豆乳蛋白的濃縮
超濾膜應用于豆乳蛋白濃縮的工業(yè)裝置已經(jīng)建成,該裝置相對于傳統(tǒng)的蒸發(fā)工藝相比,超濾可以得到更高的固形物含量,同時可以節(jié)約能源,并可作到清潔生產。關于陶瓷膜超濾應用于豆奶的濃縮也已有先例,該裝置固形物含量從4%提高到了23%,采用的陶瓷膜的切割分子量為20000,操作溫度在40~50度之間。工業(yè)現(xiàn)在廣泛應用的無機陶瓷膜,其切割分子量最小可達1000,目前已對濃縮豆奶蛋白作了較豐富的研究,并取得了較好的效果。
2、大豆分離蛋白
2.1 生產工藝
提取大豆分離蛋白一般采取"堿調酸沉"法,即將大豆中的蛋白質用堿析出后,經(jīng)過超速分離機分離,再經(jīng)過酸沉分離、中和等步驟得到大豆分離蛋白。這種方法排出的乳清廢液中,含有大量的水溶性蛋白,白白浪費。其次,提高蛋白質純度難度太大。蛋白質純度的提高,是通過降低分離纖維和蛋白液的分離機的物料流速來實現(xiàn)。如果在該工藝中引進先進的膜分離技術可有效地分離能力,提高了蛋白的含量,降低了豆渣中的水分比例??疾炝弦褐泄绦挝飳δさ挠绊懀摲蛛x過程采用陶瓷微濾膜比較適合該種工藝?,F(xiàn)廣泛應用的0.8μm、0.2μm微濾陶瓷膜,可有效地滿足該微孔過濾,該種陶瓷膜對料液中的固形物含量不敏感,最高固形物含量可高達25%。
2.2 回收工藝
生產大豆分離蛋白產生乳清廢液中,含有大量的水溶性蛋白,如不加回收,則白白浪費。回收這類大豆蛋白最好的方法是采用超濾濃縮,根據(jù)研究切割分子量為20000的陶瓷膜可以有效地截留住這類蛋白,同時用陶瓷膜處理后的濾出液中含有大量的大豆低聚糖,采用下文介紹的大豆低聚糖回收,可以達到一舉兩得,即提取了水溶性蛋白和大豆低聚糖,又治理了廢水的污染,解決了環(huán)保問題。
3、大豆低聚糖
低聚糖是指其分子結構由2~10個單糖分子以糖苷鍵相連接而形成的糖類總稱。分子量300~2000,界于單糖和多糖之間。大豆低聚糖是大豆食品加工中的主要副產品,大量存在于生產大豆分離蛋白后的浮清中。要回收乳清中的這部分大豆低聚糖,通常先是去除乳清中的大豆蛋白,結合上面介紹的大豆蛋白回收工藝,可有限地分離這些可溶性大豆蛋白與大豆低聚糖,經(jīng)分離后得到的清液中含有純度較高的大豆低聚糖,在回收這部分大豆低聚糖時我們考慮到采用膜技術。根據(jù)低聚糖的性質,采用有機膜處理由于他的粘度較高而受到限制,此時陶瓷膜的優(yōu)點得到體現(xiàn),由于陶瓷膜的結構特性,使他適合處理高粘度、高固形物含的場合。如采用切割分子量為1000的納濾膜進行處理,可獲得較為滿意的結果。
乳清廢水綜合利用技術方案
乳清廢水是在大豆分離蛋白制備過程中產生的,來源于堿溶酸沉上清液、沉淀物水洗等工序。乳清廢水中含有豐富的乳清蛋白(分子量2000~20000)、大豆低聚糖(分子量300~700)、異黃酮等營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值很高的功能性物質,直接排放會造成大量的資源浪費和嚴重的環(huán)境污染,且廢水中有較高的CODCr(高達15000~32000 mg/L)、BOD5(高達5000~8000 mg/L)、較低的pH(4.5)和一定濃度的胰蛋白酶抑制劑,因此采用常規(guī)的物理化學法、氧化塘法或微生物法等來治理乳清廢水,均不能達到理想效果。本公司采用膜分離技術處理乳清廢水,不僅設備簡單,工藝流程短,能耗低,而且還能從乳清廢水中回收乳清蛋白和大豆低聚糖等活性物質,變廢為寶,與目前少數(shù)企業(yè)僅以乳清蛋白或低聚糖為目標產物的工藝相比,本工藝實現(xiàn)資源綜合利用,工藝清潔生產,有利于環(huán)境保護,提高企業(yè)經(jīng)濟效益。其中回收蛋白可以作為食品工業(yè)的原料或添加劑,大豆低聚糖則由于它的特殊保健功能可廣泛地應用于功能性營養(yǎng)保健品或其他食品中。
工藝路線
工藝介紹:
大豆廢水由于富含蛋白有機物很短時間會產生大量細菌在夏天幾個小時就會酸敗,必須經(jīng)過高溫滅菌處理,高溫滅菌處理后通過沉淀分離去除雜質,再通過超濾膜設備過濾,超濾濃縮液為大豆分離蛋白,濃縮液在經(jīng)過薄膜蒸發(fā)器進一步濃縮到固含量為30%左右,噴霧干燥就可以得到大豆乳清蛋白產品,透過液為低聚糖,經(jīng)過納濾膜設備濃縮,濃縮液為低聚糖濃縮液,濃縮液在經(jīng)過薄膜蒸發(fā)器進一步濃縮到固含量為30%左右,噴霧干燥就可以得到大豆低聚糖產品。納濾膜設備透過液經(jīng)過反滲透膜設備處理后透過液可以直接回用到大豆浸泡用水,濃縮液排放到廠內污水池做進一步處理。
該工藝在處理廢水的同時還可以回收廢水中的乳清蛋白和低聚糖。社會效益和經(jīng)濟效益都十分明顯。
4、大豆活性肽
使用陶瓷膜分離工藝應用于發(fā)酵法生產大豆活性肽的分離純化,滲透液澄清透明,呈橙紅色,發(fā)酵液中絕大多數(shù)的菌體以及不溶性大分子蛋白、膠體等被膜截留去除,滲透液久置無沉淀產生。同時采用持續(xù)添加透析水的方法可以盡可能的收集原料液中的有效溶解成分,使溶解性多肽的得率達95%以上。