MVR技术在大豆乳清废水处理中的应用研究

152CHINA0ILSANDFATSMVR技术在大豆乳清废水处理中的应用研究时玉强，艾凇卉，鲁绪强，马军，刘汝萃(1．临邑禹王植物蛋白有限公司，山东临邑251500；2．清华大学建筑学院，北京100000)摘要：研究了MVR技术在大豆乳清废水处理中的应用。通过单因素试验及对大豆乳清废水的分析，基于保证乳清蛋白活性的目的得到MVR处理大豆乳清废水最佳工艺条件为：压缩机频率100Hz，加热温度65℃。在最佳条件下回收1t大豆乳清废水用电13kW·h。关键词：MVR；大豆乳清废水；乳清蛋白中图分类号：TQ645；TQ647文献标识码：A文章编号：1003—7969(2018)03—0152—05Applicationof【vRtechnologyintreatmentofsoybeanwheywastewaterSHIYuqiang，AISonghui，LUXuqiang，MAJun，LIURucui(1．LinyiYuwangPlantProteinIndust~Co．，Ltd．，Linyi251500，Shandong，China；2．SchoolofArchitecture，TsinghuaUniversity，Bering100000，China)Abstract：TheapplicationofMVRtechnologyintreatmentofsoybeanwheywastewaterwasstudied．Throughsinglefactorexperimentandanalysisofsoybeanwheywastewater，theoptimalprocesseondi—tionsweredetermined0nthepurposeofensuringtheactivityofactivesubstancesinsoybeanwheywastewaterasfollows：compressorfrequency100Hzandheatingtemperature65oC．Undertheseconditions，recycling1tofsoybeanwheywastewaterconsumed13kW·hofelectricenergy．Keywords：MVR；soybeanwheywastewater；wheyprotein目前大规模工业化生产的大豆分离蛋白的主流生产工艺是碱溶酸沉法，该方法生产过程每生产1t大豆分离蛋白会排放30—50m的乳清废水。大豆乳清废水含有大量的乳清蛋白、灰分、低聚糖，其中乳清蛋白主要由2s和7S组分组成，主要包括胰蛋白酶抑制剂(其中代表性的有两种，即Ku—Nitz抑制剂和Bowman—Birk抑制剂)、大豆血球凝集素、脂肪氧化酶、一淀粉酶、细胞色素c等多种生理活性物质。大豆低聚糖主要是蔗糖、棉子糖和水苏糖。大豆分离蛋白废水量大，处理困难，耗费水资源多成为制约大豆分离蛋白发展的最大瓶颈问题。如何解决大豆乳清废水成为当前大豆分离蛋白工业急需解决的问题。而大豆乳清废水中固形物含量很低，水分含量达到97％以上，对大豆乳清蛋白及低收稿日期：2017—06-28；修回日期：2017—12一l4作者简介：时玉强(1982)，男，工程师，硕士，主要从事大豆精深加工(E-mail)shiyuqiang@yuwangcn．com。通信作者：马军，工程师(E—mail)1399525908@qq．com。聚糖等的分离难度较大，因此需要对大豆乳清废水进行浓缩，同时提高有益成分的浓度，便于进一步分离和提纯。现有常用的浓缩方法包括：沉淀法、吸附法、超滤膜法、透析法、蒸馏法以及冰冻干燥法等。其中，沉淀法、吸附法以及透析法都需要在溶液中加入相应试剂，以分离溶质与溶剂，这些方法在物料纯度要求较高以及具有食品安全要求的工业领域中很难得以推广应用；超滤膜法存在膜易堵，清洗困难，投资高等缺点；蒸馏法与冰冻干燥法由于操作相对简单，且对溶质本身的物理化学性质影响较小，因此在食品工业中应用较为广泛，但这两种浓缩方法能耗均较大。机械蒸汽再压缩(Mechanicalvaporrecompres—sion，简称MVR)技术是一种高效节能的蒸发系统。MVR技术在化工蒸发浓缩精馏过程、乳制品及果汁浓缩J、食品发酵液处理J、海水淡化行业以及废水处理等领域中得以广泛应用。本研究结合乳清蛋白中活性物质回收的需要，应用MVR技术对大豆乳清废水进行回收利用，实现水资源再利用，同时保证蛋白类活性物质便于进一步分离提纯。2018年第43卷第3期中国油脂1531材料与方法1．1实验材料大豆乳清废水(固形物含量2．5％，粗蛋白质含量(干基)20％，pH4．6±0．1)，临邑禹王植物蛋白有限公司。食品用液体氢氧化钠。Kjeltec8200凯氏定氦仪；AL