在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法
2023-06-02 12:35:16 1
專利名稱：在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法
技術領域：
本發明主要涉及在乾酪素生產廢水中連續提取的方法，尤其涉及在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法。
背景技術：
多年來，困擾乾酪素生產企業和影響其發展的主要因素之一是廢水的處理和酪蛋白的回收。乾酪素生產企業產生的廢水排放量大，在生產過程中一般情況下生產成品乾酪素20噸，同時產生廢水400多噸。由於原料曲拉(奶幹渣)的性質特殊，乾酪素生產中所產生的廢水有機物主要為酪蛋白和乳糖，無機物主要有鈉、鈣、氯和磷酸根離子等。其中所含蛋白質約為0.15％～0.18％。由於廢水中仍然含有大量的乾酪素產品無法回收，這部分乾酪素隨廢水排放，不但造成很大的資源浪費，同時也對環境產生較大的汙染。
目前，為使乾酪素廢水處理達到國家排放標準，應用較多的是厭氧-好氧生物處理法、蒸發濃縮法、傳統生化法等。對於厭氧-好氧生物處理法其處理效果不穩定，且易造成汙泥膨脹；而蒸發濃縮法能耗較大、運行費用較高，難以工業推廣；採用傳統生化法處理使其達標排放，廢水中乾酪素產品無法回收，生化處理的系統僅僅為滿足環保要求而投資，不能創造額外的效益。
發明內容
本發明的目的在於避免現有技術的不足之處而提供一種在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法。目的1採用超濾、納濾、反滲透技術，對乾酪素生產過程中的酪蛋白廢水進行分離處理，回收的酪蛋白質量達到了工業級乾酪素標準.。目的2同時膜系統最終的出水仍可回用於工藝用水，基本達到了零排放，實現了清潔生產工藝。本發明在常溫下進行蛋白的分離與濃縮，不用化學試劑和添加劑，產品不受汙染，處理規模可大可小，可連續化，也可間隙進行，工藝簡單，操作方便，易於自動化。
本發明的目的可以通過採用以下技術方案來實現一種在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法，其特徵是將乾酪素的生產廢水引入收集池進行預過濾，進入貯液罐；在貯液罐中，由進料泵泵入超濾器中，泵入壓力0.2-0.6MP，進口溫度33℃-44℃，出口溫度33℃-44℃，超濾膜平均截留分子量為50000-150000，超濾膜濃縮液回流貯液罐，引濃縮液入雙效蒸發器，在進口溫度35℃-48℃、出口溫度35℃-44℃、進料速度20-30L/m2.hr、操作壓力1-3MP條件下噴霧乾燥，製得乾酪素。
引入收集池進行預過濾廢水，先經過金屬濾網過濾器後再進入超濾主系統過濾的料液循環罐，過濾器採用金屬網過濾，目的是截留廢水中可能存在的金屬或砂石等硬質顆粒，以及在廢水中夾帶的團狀殘留物。
所述的在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法，將超濾膜透過液引入進口溫度70℃-80℃、出口溫度40℃-43℃、操作壓力3.0-5.2MP、平均截留分子量為300-1000的納濾器中，納濾膜透過液引入反滲透器或排放；納濾膜截留濃縮液引入雙效蒸發器，在進口溫度35℃-44℃、出口溫度35℃-44℃、進料速度20-30L/m2.hr、操作壓力1-3MP條件下噴霧乾燥，製得粗乳清粉。
所述的在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法還包括有將納濾膜透過液流入反滲透器，反滲透膜的操作壓力1-3MP，過濾速度15-30L/m2.hr。
在本發明中，反滲透用於製取純水。鈉濾透過液進一步採用反滲透技術進行脫鹽製取純水，以用於膜清洗和鈉濾脫乳糖、脫鹽時的添加水，也可以用於生產或者直接排放。
所述的在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法還包括有第二級或第三級超濾，超濾膜的操作壓力0.2-0.6MP，過濾速度120-130L/m2.hr。
超濾設備具有獨特的表面波紋構型以及經過表面改良的膜片，極大提高了膜的抗汙染特性，提高了膜的過濾能力，由於超濾設備的應用，工藝中無須在設置微濾或袋式過濾器等其它的預處理措施，並且保證了後續切納濾設備的良好運行。
所述的在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法還包括有第二級或第三級納濾，納濾膜的操作壓力1-3MP，過濾速度20-30L/m2.hr。
納濾是在反滲透基礎上發展起來的新型分離技術，它在水軟化，抗生素、多糖、染料等的純化分離和濃縮領域得到了較好的應用，可替代或部分替代沉澱、蒸發和pH調節等工藝，成為生物製藥和精細化工的重要高效節能單元操作。用納濾膜可去除水中三滷甲烷(THM)的前驅物，以防止水中THM的生成。納濾對大小分子物質的截留機理以滲透作用為主。本發明超濾透過液進一步採用鈉濾處理，可以降低排放液COD。
本發明納濾技術對超濾透過液濃縮，同時濾掉鹽分，鹽的截留率為20％-30％，乳糖的截留率達90％以上。可以通過添加純水重複過濾的方式可以很好洗去其中的鹽分、乳糖產品純度大於70％，灰分含量低於10％，也有少量蛋白質成分的存在。
本發明的有益效果是，經過超濾、納濾和反滲透技術處理的廢水，每噸平均可回收乾酪素1.5公斤以上，回收的乾酪素經過乾燥後各項指標均達到行業標準，產品具有粘度低、色澤淺、無異味、品質穩定等特點。經過超濾處理後的汙水水體澄清透亮，可有效減輕生化處理的負荷、減少生化處理投資規模；經過納濾技術和反滲透技術處理製取的純水，可以在生產中循環使用，對減輕企業的環保壓力，節約資源，變廢為寶，提高經濟效益具有重要的意義，值得在乾酪素生產行業進行推廣應用。
圖1為本發明的流程框圖。
具體實施例方式以下結合附圖對最佳實施例作進一步詳述實施例1在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法，將表1所列的乾酪素的生產廢水引入收集池進行預過濾，進入貯液罐。在貯液罐中，由進料泵泵入超濾器中，泵入壓力0.2-0.6MP，進口溫度33℃-44℃，出口溫度33℃-44℃，超濾膜平均截留分子量為50000-150000，超濾膜濃縮液回流貯液罐。從貯液罐引濃縮液入雙效蒸發器，在進口溫度35℃-44℃、出口溫度35℃-44℃、進料速度20-30L/m2.hr、操作壓力1-3MP條件下噴霧乾燥，製得乾酪素。
表1在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取乾酪素
上表為乾酪素的回收情況，從結果可以看出，每噸廢水平均回收1.50Kg。
超濾回收的乾酪素經甘肅省食品質量監督檢驗站檢測，蛋白質含量90.2％，乳糖0.8％，脂肪1.43％ pH值4.61，灰分1.73％，達到了乾酪素行業標準。
實施例2在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法，將上述超濾膜透過液在進口溫度40℃-43℃、出口溫度40℃-43℃、操作壓力3.0-5.2MP、平均截留分子量為300-1000的納濾器中，納濾膜透過液引入反滲透器或排放；納濾膜截留濃縮液引入雙效蒸發器，在進口溫度35℃-48℃、出口溫度35℃-44℃、進料速度20-30L/m2.hr、操作壓力1-3MP條件下噴霧乾燥，製得粗乳清粉。
表2各批次料液處理結果
從表2知，酪蛋白回收的效率能達到81.7％～85.7％。乾酪素廢水的COD顯著降低，能由過濾前的6915mg/L降至回收液的1068mg/L以下；廢水的透光率低，經納濾後，回收液的透光率達到99％以上。
平均每噸廢水可回收0.8kg粗乳清粉，乳糖含量約70％。
實施例3在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法還包括有將納濾膜透過液流入反滲透器，反滲透膜的操作壓力1-3MP，過濾速度15-30L/m2.hr。
表3各批次料液處理結果
反滲透處理的透過液，經甘肅甘南州環境監測站檢測，認為可以循環使用於乾酪素的生產用水。
甘肅甘南州環境監測站檢測結果測定的生化指標
權利要求
1.一種在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法，其特徵是將乾酪素的生產廢水引入收集池進行預過濾，進入貯液罐；在貯液罐中，由進料泵泵入超濾器中，泵入壓力0.2-0.6MP，進口溫度33℃-44℃，出口溫度33℃-44℃，超濾膜平均截留分子量為50000-150000，超濾膜濃縮液回流貯液罐，引濃縮液入雙效蒸發器，在進口溫度35℃-48℃、出口溫度35℃-44℃、進料速度20-30L/m2.hr、操作壓力1-3MP條件下噴霧乾燥，製得乾酪素。
2.如權利要求1所述的在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法，其特徵是還包括將超濾膜透過液引入進口溫度40℃-43℃、出口溫度40℃-43℃、操作壓力3.0-5.2MP、平均截留分子量為300-1000的納濾器中，納濾膜透過液引入反滲透器或排放；納濾膜截留濃縮液引入雙效蒸發器，在進口溫度35℃-48℃、出口溫度35℃-44℃、進料速度20-30L/m2.hr、操作壓力1-3MP條件下噴霧乾燥，製得粗乳清粉。
3.如權利要求1所述的在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法，其特徵是還包括將納濾膜透過液流入反滲透器，反滲透膜的操作壓力1-3MP，過濾速度15-30L/m2.hr。
4.如權利要求1所述的在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法，其特徵是還包括第二級或第三級超濾，超濾膜的操作壓力0.2-0.6MP，過濾速度120-130L/m2.hr。
5.如權利要求1所述的在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法，其特徵是還包括第二級或第三級納濾，納濾膜的操作壓力1-3MP，過濾速度20-30L/m2.hr。
全文摘要
本發明主要涉及在乾酪素生產廢水中連續提取的方法，尤其涉及在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法。一種在乾酪素生產廢水中應用膜濾連續提取的方法，其主要特點是將乾酪素的生產廢水引入收集池進行預過濾，進入貯液罐，在貯液罐中，由進料泵泵入超濾器中，泵入壓力0.2－0.6MP，進口溫度33℃－44℃，出口溫度33℃－44℃，超濾膜平均截留分子量為50000－150000，超濾膜濃縮液回流貯液罐。從貯液罐引濃縮液入雙效蒸發器，在進口溫度35℃－48℃、出口溫度35℃－44℃、進料速度20－30L/m2.hr、操作壓力1－3MP條件下噴霧乾燥，製得乾酪素。每噸平均可回收乾酪素1.5公斤以上，回收的乾酪素經過乾燥後各項指標均達到行業標準；經過納濾技術處理的廢水，平均每噸廢水可回收0.8kg粗乳清粉，乳糖含量約70％；經過滲透技術處理製取的純水，可以在生產中循環使用或直接排放。
文檔編號C07K2/00GK101085808SQ20061010452
公開日2007年12月12日 申請日期2006年9月1日 優先權日2006年9月1日
發明者甘伯中, 敏文祥, 侯曉東, 童偉, 馬偉華, 丁福軍, 胡先望, 朱雄英, 紀銀莉, 田虎龍, 高維東 申請人:甘肅華羚生物技術研究中心, 甘肅農業大學