一種利用薯淀粉廢水制備糖和多肽類產(chǎn)物的方法與流程

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本發(fā)明涉及糖和多肽的加工方法，具體而言，涉及一種利用薯淀粉廢水制備糖和多肽類產(chǎn)物的方法。

背景技術：

我國薯淀粉加工產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，據(jù)調查，目前全國淀粉生產(chǎn)企業(yè)2000多家，薯類的年加工總量高達800多萬噸，其中薯淀粉年加工能力達120多萬噸。薯淀粉生產(chǎn)工藝中主要有三種產(chǎn)品：主產(chǎn)品為薯淀粉，副產(chǎn)品為薯渣及生產(chǎn)廢水。其中薯渣的處理工藝非常簡單且不易造成污染，薯淀粉廢水由于含有大量有機化合物，如蛋白質和糖類等，還含有一些淀粉顆粒、纖維及鉀、磷、鈣等營養(yǎng)物質，需經(jīng)過廢水處理工藝處理后，方可排放。

薯淀粉廢水水質成分如下：cod(化學需氧量)約為：10000-25000mg/l；bod(生化需氧量)約為：5000-12000mg/l；ss(懸浮物)約為：5000-10000mg/l。每年因薯淀粉加工而排放的酸性高濃度有機廢水(簡稱馬鈴薯淀粉廢水)高達2000多萬噸。薯淀粉廢水主要特點：①有機物濃度高；②b/c值高，可進行生化處理；③呈弱酸性，ph一般在4-6；④季節(jié)性強，主要集中在9-12月份，廢水水溫低。鑒于以上的特點，薯淀粉廢水采用普通的生化法處理的工藝比較復雜、處理不徹底、處理的成本也相對較高；造成了薯淀粉廢水中有機物質的流失。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用薯淀粉廢水制備糖和多肽類產(chǎn)物的方法，其能夠簡化制備工藝，降低處理成本，回收薯淀粉廢水中的有機物質，提高薯淀粉廢水資源的利用率。

本發(fā)明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)。

本發(fā)明提出一種利用薯淀粉廢水制備糖和多肽類產(chǎn)物的方法，其包括：

將薯淀粉廢水依次進行過濾、濃縮，得到第一溶液；將第一溶液的ph值調節(jié)至5.5-7.0，添加中溫淀粉酶升溫后進行第一次酶解處理，得到第二溶液；將第二溶液降溫后，加入糖化酶進行第二次酶解處理，得到第三溶液；將第三溶液繼續(xù)降溫后調節(jié)ph值至6.5-7.5，加入中性蛋白酶進行第三次酶解處理，得到第四溶液；將第四溶液依次進行高溫滅酶、蒸發(fā)濃縮后，進行噴霧干燥。

本發(fā)明實施例的一種利用薯淀粉廢水制備糖和多肽類產(chǎn)物的方法的有益效果是：該薯類淀粉廢水處理方法簡單，將薯類淀粉廢水依次進行過濾、濃縮，去除廢水中的泥沙及其他大顆粒不溶物得到第一溶液，并對第一溶液依次進行三次酶解處理得到含有小分子物質的第四溶液，對第四溶液進行蒸發(fā)、濃縮、干燥得到回收產(chǎn)物。本發(fā)明利用三次酶解的方法處理薯類淀粉廢水，快速有效地降低了廢水中的生化需氧量以及薯淀粉廢水的處理成本，另外，實現(xiàn)了薯淀粉廢水中有機物的回收利用。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實施例的鍍鎳石墨烯的制備方法進行具體說明。

本發(fā)明實施例提供的一種利用薯淀粉廢水制備糖和多肽類產(chǎn)物的方法，其包括：

s1、將薯淀粉廢水依次進行過濾、濃縮，得到第一溶液。

進一步地，薯淀粉廢水經(jīng)過板框過濾機除去廢水中殘留的泥沙及其大顆粒不溶物，得到清液后經(jīng)納濾膜設備濃縮后得到第一溶液，此時第一溶液中的固形物的質量百分比含量為2-5％。

需要說明的是，這里的板框過濾機可根據(jù)薯淀粉廢水的濃度、粘度和含渣量對其濾膜或者濾板層數(shù)進行調整，從而達到固液分離的效果。另外，納(nf)膜介于反滲透(ro)膜與超濾(uf)膜之間，一般反滲透膜幾乎對所有的溶質都有很高的脫鹽率，但納濾膜只對特定的溶質具有高脫鹽率，選用納濾膜設備一方面可以脫去低價態(tài)的無機鹽離子截留廢水中的高價態(tài)的微量元素；另一方面納濾膜設備能夠截留廢水中的有機物，例如淀粉、多肽、氨基酸等，從而進一步提高了廢水中有機物和微量元素的回收率。

s2、將第一溶液的ph值調節(jié)至5.5-7.0，添加中溫淀粉酶升溫后進行第一次酶解處理，得到第二溶液。

進一步地，本發(fā)明所提供的實施例是通過8-12mol/l的氫氧化鈉溶液來調節(jié)第一溶液的ph值。需要說明的是，薯淀粉廢水酸性過強，不利于后續(xù)的酶解處理，因此需要適當調節(jié)第一溶液的ph值。另外，氫氧化鈉溶液的濃度范圍不限于此，亦可選用其他濃度范圍的氫氧化鈉溶液。此外亦可以選用其它類型堿性溶液，如碳酸鈉溶液、氫氧化鉀溶液等，已達到調節(jié)第一溶液的ph值為目的。

進一步地，中溫淀粉酶的用量為薯淀粉廢水重量的0.01-0.1‰，第一次酶解處理的溫度在80-90℃，時間為0.5-2h。一般來講，薯淀粉廢水中淀粉的含量為2-5％，而中溫淀粉酶的用量是根據(jù)薯淀粉廢水中淀粉的含量范圍來進行計算，如此可以保證中溫淀粉酶在一定時間內(nèi)與底物的反應更為徹底，另一方面節(jié)約廢水處理的成本。中溫淀粉酶，又名中溫α淀粉酶，能水解淀粉、可溶性糊精等物質，并可使糊化淀粉的粘度迅速下降，水解生成糊精及少量葡萄糖和麥芽糖等。需要說明的是，這里選用的中溫淀粉酶，其酶活單位為2000u/g，也可選用3000u/g，4000u/g，6000u/g酶活單位的中溫淀粉酶，此外也可選用相應規(guī)格的中溫淀粉酶液，這些中位淀粉酶具體用量根據(jù)薯淀粉廢水中的淀粉含量來計算。

s3、將第二溶液降溫后，加入糖化酶進行第二次酶解處理，第二次酶解處理的得到第三溶液。進一步地，糖化酶的用量為薯淀粉廢水重量的0.005-0.1‰，第二次酶解處理的溫度在50-65℃，時間為1-2h。

糖化酶又稱葡糖糖淀粉酶，學名為α-1,4-葡萄糖水解酶(α-1,4-glucanglucohydrolace)。糖化酶能把淀粉從非還原性未端水解α-1,4葡萄糖苷鍵產(chǎn)生葡萄糖，也能緩慢水解α-1,6葡萄糖苷鍵，轉化為葡萄糖。同時也能水解糊精，糖原的非還原末端釋放β-d-葡萄糖。第二溶液中含有大量的糊精以及未被轉化的淀粉，加入糖化酶對第二溶液進行酶解，可將糊精和淀粉轉化為葡萄糖。需要說明的是，薯淀粉廢水中的糊精和未被轉化的淀粉根據(jù)淀粉含量計算，此外糖化酶的最適溫度在50-65℃，使其在較短時間內(nèi)充分與底物反應。另外，這里選用的是酶活單位為100000u/ml的糖化酶液，也可選用酶活單位為200000u/ml(u/g)或260000u/ml(u/g)的糖化酶，具體用量可根據(jù)薯淀粉廢水中的淀粉含量計算。

s4、將第三溶液繼續(xù)降溫后調節(jié)ph值至6.5-7.5，加入中性蛋白酶進行第三次酶解處理，得到第四溶液。進一步地，中性蛋白酶的用量為薯淀粉廢水重量的0.02-0.1‰，第三次酶解處理的溫度在50-60℃，時間在2-4h。

薯淀粉廢水中蛋白質的含量為0.2-0.5％，蛋白質的具體重量可以根據(jù)薯淀粉廢水的重量進行計算，然后根據(jù)中性蛋白酶的酶活單位計算其用量，并在中性蛋白酶的最適溫度進行反應，在保證反應效率的同時控制中性蛋白酶的用量。

進一步地，本發(fā)明所提供的實施例是通過8-12mol/l的氫氧化鈉溶液來調節(jié)第三溶液的ph值。需要說明的是，葡萄糖溶液為酸性，不利于后續(xù)的中性蛋白酶進行酶解處理，因此需要適當調節(jié)第三溶液的ph值。另外，氫氧化鈉溶液的濃度范圍不限于此，亦可選用其他濃度范圍的氫氧化鈉溶液。此外亦可以選用其它類型堿性溶液，如碳酸鈉溶液、氫氧化鉀溶液等，已達到調節(jié)第三溶液的ph值為目的。

中性蛋白酶能一定的溫度和ph條件下，將第三溶液中的大分子蛋白質水解多肽和氨基酸等產(chǎn)物，從而便于第三溶液中的有機物的回收和利用。需要說明的是，這里的選用的是酶活單位為50000u/g的中性蛋白酶，也可根據(jù)實際生產(chǎn)情況來選擇不同酶活單位的中性蛋白酶，其具體用量根據(jù)薯淀粉廢水中蛋白質的含量計算。

將第四溶液依次進行高溫滅酶、蒸發(fā)濃縮后，進行噴霧干燥。具體地，第四溶液升溫至95-100℃并維持0.3-1h，使得之前加入的中溫淀粉酶、糖化酶以及中性蛋白酶失去活性，再將滅酶之后的第四溶液泵入降膜式多效蒸發(fā)器進行濃縮，至固形物的質量百分比含量為20-30％，再將其通入噴霧干燥機進行噴霧干燥。酶在高溫下會失去活性，因此在獲得產(chǎn)物之前將酶解處理的中溫淀粉酶、糖化酶以及中性蛋白酶失活，從而保證后續(xù)產(chǎn)物的質量。

以下結合實施例對本發(fā)明的特征和性能作進一步的詳細描述。

實施例1