生線產(chǎn)解決方案
薯類(lèi)淀粉廢水蛋白提取生產(chǎn)線
我國(guó)是薯類(lèi)生產(chǎn)大國(guó)，甘薯和馬鈴薯產(chǎn)量均居世界。目前，在我國(guó)薯類(lèi)主要用于生產(chǎn)淀粉，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含有薯類(lèi)蛋白的細(xì)胞液，薯類(lèi)蛋白具有較好的營(yíng)養(yǎng)和保健功效。為了有效改善污染及浪費(fèi)的情況，結(jié)合國(guó)內(nèi)客戶(hù)的實(shí)際情況，研究開(kāi)發(fā)了適合我國(guó)國(guó)情的薯類(lèi)蛋白回收技術(shù)，對(duì)甘薯、薯類(lèi)淀粉加工細(xì)胞液中蛋白生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)的研究，優(yōu)化適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的工藝，研發(fā)薯類(lèi)蛋白生產(chǎn)的配套設(shè)備，開(kāi)發(fā)新型薯類(lèi)蛋白產(chǎn)品，并對(duì)薯類(lèi)蛋白的功能及保健特性進(jìn)行研究，建立相關(guān)的產(chǎn)品評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而進(jìn)一步提高薯類(lèi)淀粉加工的附加值，提高甘薯加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收，對(duì)于節(jié)能減排、緩解污染及廢棄物綜合利用具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。
薯類(lèi)淀粉加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢水蛋白是主要固含物。
薯類(lèi)蛋簡(jiǎn)介
在薯類(lèi)淀粉生產(chǎn)過(guò)程中，排出了大量的廢水和廢渣，這些工業(yè)廢水含有大量的有機(jī)物，是高污染的廢水。這些廢水中COD可以達(dá)到20000以上，氨氮達(dá)到3500左右，如不加處理直接排放將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。而在污水處理過(guò)程中，氮很難處理，既果能處理達(dá)標(biāo)，處理費(fèi)用也會(huì)很高，而且污水處理的設(shè)備設(shè)施投資會(huì)更大。特別是薯類(lèi)淀粉的排放廢水，泡沫多污水處理很難正常運(yùn)行，采用先進(jìn)的薯類(lèi)蛋白分離技術(shù)，剛好可以利用這些工業(yè)廢水提取薯類(lèi)蛋白，降低淀粉生產(chǎn)廢水中的有機(jī)物的排放量，消除了廢水泡沫的產(chǎn)生，使污水處理的負(fù)荷減輕，從而做到達(dá)標(biāo)排放。而提取的薯類(lèi)蛋白又可以作為食品或飼料的添加成分，特別是薯類(lèi)蛋白屬于植物性蛋白，更利于消化和吸收。
從薯類(lèi)薯汁中通過(guò)特殊的凝聚和分離技術(shù)提取出來(lái)的薯類(lèi)蛋白, 稱(chēng)為凝聚薯類(lèi)蛋白，即CPP，略帶灰色的粉末，流動(dòng)性好。
薯類(lèi)蛋白組成成分分析：
| 名稱(chēng) | 含量 | 名稱(chēng) | 含量 |
| 水分 | 10 | 鎂 | 0.5mg/kg |
| 粗蛋白 | 75 | 銅 | 29mg/kg |
| 灰份 | 2.5 | 鉀 | 7.8 |
| 纖維 | 0.4 | 化物 | 0.6 |
| 鈣 | 0.8 | 2.2 | |
| 鈉 | 0.2 |
| 名稱(chēng) | 含量 | 名稱(chēng) | 含量 |
| 賴(lài)氨酸 | 5.88 | 苯基丙氨酸 | 4.3 |
| 蛋氨酸 | 1.81 | 酪氨酸 | 3.7 |
| 胱氨酸 | 0.7 | 組氨酸 | 1.4 |
| 蘇氨酸 | 4.61 | 丙胺酸 | 3.7 |
| 色氨酸 | 1.06 | 絲氨酸 | 4.3 |
| 亮氨酸 | 6.9 | 脯氨酸 | 3.2 |
| 異亮氨酸 | 3.8 | 天(門(mén))冬氨酸 | 10.2 |
| 纈氨酸 | 4.3 | 谷氨酸 | 8.2 |
薯類(lèi)蛋是薯類(lèi)淀粉工業(yè)的副產(chǎn)物，研究發(fā)現(xiàn)它是早期斷奶仔豬的蛋白，尤其是在目前禁用動(dòng)物蛋白質(zhì)飼料的國(guó)際畜牧環(huán)境下，薯類(lèi)蛋作為植物蛋白質(zhì)飼料資源的意義重大。
薯類(lèi)蛋白質(zhì)是完全蛋白質(zhì)，是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的蛋白質(zhì)，富含人體的8種氨基酸。其中的能量和蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值明顯優(yōu)于豆粕,是價(jià)廉的天然氮源,有廣闊的發(fā)展前景。
薯類(lèi)蛋白的用途
1. 生物飼料應(yīng)用
薯類(lèi)蛋白作用添加劑配制飼料，一方面可增加飼料中的蛋白含量，另一方面飼料的利用率明顯提高，可降低飼養(yǎng)成本。薯類(lèi)蛋不僅含有豐富的蛋白質(zhì), 而且其氨基酸組成相當(dāng)均衡, 可與脫脂奶粉和魚(yú)粉媲美。薯類(lèi)蛋含消化能18.84 MJ/ kg, 可消化粗蛋白質(zhì)74.08 , 蛋白質(zhì)生物學(xué)效價(jià)76.87,均顯著高于豆粕。同時(shí), 薯類(lèi)蛋中大部分氨基酸, 尤其是Glu、Lys、Pro 的含量、表觀消化率或真消化率顯著或顯著高于豆粕, 回腸真可消化Glu、Lys、Pro 的含量分別為20.67、5.58、8.16,分別比豆粕高194.92、110.34、94.87 。可見(jiàn),薯類(lèi)蛋的能量和蛋白質(zhì)氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值明顯優(yōu)于豆粕。
薯類(lèi)蛋白具有很高的生物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，由于蛋白含量高并且蛋白中氨基酸自然構(gòu)成平衡優(yōu)于其它植物蛋白，加之氨基酸含量高，使得薯類(lèi)蛋白特別適合用于動(dòng)物幼崽的飼料；實(shí)踐證明，薯類(lèi)蛋白作為蛋白源用于成年動(dòng)物飼料時(shí)，也同樣具有很好的效果，甚至優(yōu)于其它蛋白，如魚(yú)粉，大豆蛋白，因此薯類(lèi)蛋白已經(jīng)廣泛用作各類(lèi)動(dòng)物飼料的添加劑，如牛飼料，禽類(lèi)飼料，寵物飼料，魚(yú)飼料。相關(guān)專(zhuān)家在研究薯類(lèi)蛋白在仔豬喂養(yǎng)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)表明，薯類(lèi)蛋的消化率隨仔豬日齡的增加而提高, 即從3~4 周齡的87提高到5~6 周齡的93以上。其氨基酸的平均消化率達(dá)87.5,有效能值高于與之相比較的其他蛋白質(zhì)飼料，隨著薯類(lèi)淀粉生產(chǎn)廢水提取蛋白工藝的不斷完善，將為我國(guó)薯類(lèi)行業(yè)的生產(chǎn)開(kāi)辟新的路徑，特別是發(fā)現(xiàn)飼料生產(chǎn)中一些不法廠家，為了提高蛋白含量添加三聚胺，已經(jīng)造成了很的危害，國(guó)家嚴(yán)格控制查處，而動(dòng)物蛋白與植物蛋白相比更不利于吸收，而且近幾年出現(xiàn)的瘋牛病又使人們更加青睞于植物蛋白，這對(duì)薯類(lèi)蛋白的生產(chǎn)和銷(xiāo)售會(huì)產(chǎn)生更大的促進(jìn)作用。利用中國(guó)在一定歷史條件下的薯類(lèi)資源和地位置優(yōu)勢(shì)，發(fā)展精制薯類(lèi)植物蛋白產(chǎn)業(yè)，延伸長(zhǎng)薯類(lèi)淀粉產(chǎn)業(yè)鏈，開(kāi)拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，開(kāi)發(fā)并占領(lǐng)亞太地區(qū)市場(chǎng)。
2.保健食品應(yīng)用
薯類(lèi)蛋白中的賴(lài)氨酸含量遠(yuǎn)高于各類(lèi)蛋白，薯類(lèi)蛋白的營(yíng)養(yǎng)僅略次于雞蛋蛋白，其中賴(lài)氨酸含量高達(dá)93mg/100g色氨酸也達(dá)32mg/100g。薯類(lèi)蛋白中含有豐富的多糖蛋白體，通常它被俗稱(chēng)為粘體蛋白，此類(lèi)蛋白能預(yù)防心血管系統(tǒng)的脂肪沉積，保持動(dòng)脈血管的彈性，防止動(dòng)脈粥樣化的過(guò)早發(fā)生，還可防止肝、腎中結(jié)締組織的萎縮，保持呼吸道和消化道的潤(rùn)滑。薯類(lèi)蛋白和甘薯蛋白一樣可以防治膠原病。薯類(lèi)蛋白也是一種對(duì)中老年人有價(jià)值的保健食品，并具有重要的保健生理功能。
薯類(lèi)蛋白是純凈的蛋白濃縮物，具有多種均衡的氨基酸組分，有高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。是一種具潛力的保健食品。薯類(lèi)蛋白含豐富的蛋白質(zhì)、粗纖維、碳水化合物，能為人類(lèi)提供有一的營(yíng)養(yǎng)元素。薯類(lèi)蛋白含有大量粘體蛋白質(zhì)，粘體蛋白質(zhì)是一種多糖蛋白的混合物。膳食纖維為蛋白樣品的11.7％，含量相當(dāng)豐富。它具有增強(qiáng)腸道功能，有利糞便排出，降低血膽固醇、調(diào)整血糖，控制體重和減肥，預(yù)防結(jié)腸癌等作用，相信通過(guò)對(duì)薯類(lèi)蛋白提取生產(chǎn)工藝的食品化升級(jí)，生產(chǎn)的薯類(lèi)蛋白將作為一種新的保健食品被人們認(rèn)知。
3.工業(yè)發(fā)酵應(yīng)用
薯類(lèi)蛋白也可作為氮源，用于工業(yè)發(fā)酵，特別是有些工藝需要顆粒小的蛋白，薯類(lèi)蛋白就具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。
現(xiàn)在，歐洲市場(chǎng)薯類(lèi)蛋白的價(jià)值1100-1300歐元/t左右（含量60），含量更高的價(jià)值更高。國(guó)內(nèi)8000-11000元。現(xiàn)在已有飼料廠家使用。
薯類(lèi)蛋加工業(yè)現(xiàn)狀
1.蛋白質(zhì)原料不足是當(dāng)今飼料行業(yè)棘手的問(wèn)題之一，尋找新的蛋白質(zhì)資源、開(kāi)發(fā)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的蛋白質(zhì)飼料原料已成為飼料工業(yè)急需解決的問(wèn)題。
2.我國(guó)是薯類(lèi)生產(chǎn)和薯類(lèi)淀粉加工的大國(guó)，但是薯類(lèi)蛋卻并沒(méi)有得到薯類(lèi)淀粉生產(chǎn)廠家和畜牧工作者的重視，致使薯類(lèi)蛋沒(méi)有在我國(guó)畜發(fā)揮其重要的作用，造成了資源的巨大浪費(fèi)。
3.由于我國(guó)目前薯類(lèi)蛋的生產(chǎn)工藝與國(guó)外的生產(chǎn)工藝有很大不同，因此尚缺乏我國(guó)生產(chǎn)的薯類(lèi)蛋作為飼料在斷奶仔豬上的應(yīng)用效果研究。
薯類(lèi)蛋白提取技術(shù) - 蛋白熱凝固工藝
從多級(jí)濃縮旋流站溢流出的細(xì)胞液水，通過(guò)螺桿泵泵入到蛋白回收單元的預(yù)熱段。在預(yù)熱段細(xì)胞液水將被加熱，預(yù)熱后達(dá)到40℃。在預(yù)熱段中安裝有多個(gè)板式熱交換器，其中一個(gè)處于清潔狀態(tài)。來(lái)自蛋白絮凝脫水單元的熱水被用作熱交換器的熱源水。熱交換器采用全封閉半自動(dòng)操作的CIP系統(tǒng)進(jìn)行清洗。生產(chǎn)中也可加入酸液，但因?yàn)閺U液處理不利于環(huán)保，同時(shí)會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員眼睛造成傷害，因此不建議加酸液。
2、原料絮凝單元
預(yù)熱的細(xì)胞液水被喂入到一個(gè)蒸汽噴射器，然后被加熱到112℃且壓力達(dá)到5-6bar。在盤(pán)管中停留一段時(shí)間后（1min），細(xì)胞液水中的蛋白被絮凝。
3、脫水單元
絮凝后的蛋白被輸送到臥式螺旋離心機(jī)中進(jìn)行脫水。臥式螺旋離心機(jī)將蛋白脫水到約含38（實(shí)際可達(dá)到30以上）干物質(zhì)含量。分離出來(lái)的水在預(yù)熱器中，作為細(xì)胞液預(yù)熱的熱源。（圖為脫水后蛋白）
4、干燥單元
空氣通過(guò)濾網(wǎng)經(jīng)過(guò)換熱器加熱到要求的溫度，由引風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吸進(jìn)旋轉(zhuǎn)閃蒸氣流干燥機(jī)中。脫水后的濕物料通過(guò)輸送螺旋機(jī)喂入到雙螺旋加料器中，通過(guò)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)閃蒸來(lái)將物料進(jìn)一步進(jìn)行打碎，增加表面積以確保快速熱交換，提燥效率。物料在通過(guò)旋流干燥機(jī)時(shí)燥。干燥后的蛋在旋風(fēng)分離器中與空氣分離，濕空氣離開(kāi)旋風(fēng)分離器后經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出。
5、篩分倉(cāng)儲(chǔ)單元
蛋經(jīng)成品螺旋輸送到均勻料倉(cāng)中，然后經(jīng)過(guò)均勻料倉(cāng)下的杠桿給料器將淀粉輸送進(jìn)入斗式提升機(jī)，斗提機(jī)將淀粉輸送到雙向輸送螺旋。如果蛋白的水分含量達(dá)不到要求，蛋經(jīng)過(guò)雙向輸送螺旋回到均勻倉(cāng)中；如果水分達(dá)標(biāo)，蛋通過(guò)雙向輸送螺旋進(jìn)入雙倉(cāng)震動(dòng)平篩中，震動(dòng)篩將干燥后的蛋篩分分級(jí)，去除蛋中粗的顆粒，使成品蛋的細(xì)度能夠滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。篩分后的蛋直接進(jìn)入料倉(cāng)中暫存。
采取均勻料倉(cāng)可以保證產(chǎn)品的均衡，若干燥后的淀粉水分太干或太濕可以通過(guò)均勻料倉(cāng)的循環(huán)將使得水分達(dá)標(biāo)。尤其在氣流干燥機(jī)開(kāi)機(jī)不穩(wěn)定的時(shí)候，通過(guò)均勻料倉(cāng)可以保證淀粉水分含量均勻達(dá)標(biāo)。
6、稱(chēng)重包裝單元
經(jīng)過(guò)干燥的蛋水分含量達(dá)到12，然后進(jìn)入勻料倉(cāng)的蛋被輸送到自動(dòng)包裝機(jī)中進(jìn)行包裝。
薯類(lèi)蛋白提取項(xiàng)目，是薯類(lèi)淀粉加工中的重要一環(huán)，是淀粉加工的延續(xù)，不僅是薯類(lèi)加工重要組成組部分，也是污水處理中的重要一環(huán)。