紫薯粉生產(chǎn)中有色污水的處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于帶色蔬果加工過程中產(chǎn)生的含有顏色的有機(jī)廢水的處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及紫薯粉生產(chǎn)中有色污水的處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]紫薯又叫黑薯，薯肉呈紫色至深紫色。它除了具有普通甘薯的營養(yǎng)成分外，還富含砸元素和花青素?；ㄇ嗨貙?00多種疾病有預(yù)防和治療作用，被譽(yù)為繼水、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)之后的第七大必需營養(yǎng)素?；ㄇ嗨厥悄壳翱茖W(xué)界發(fā)現(xiàn)的防治疾病、維護(hù)人類健康最直接、最有效、最安全的自由基清除劑，其清除自由基的能力是維生素C的20倍、維生素E的50倍。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中采用的薯提取分離紫薯色素生產(chǎn)方法為:原料經(jīng)過清洗切片添加10倍量5%檸檬酸水溶液提取三遍，溫度為80°C，提取液經(jīng)過濃縮噴粉烘干，或者提取液直接上大孔吸附大孔樹脂吸附，用30%?50%的乙醇洗脫，回醇濃縮，噴粉烘干。上述技術(shù)中存在以下缺陷:1、選擇提取的原料是紫薯原料，生產(chǎn)中提取次數(shù)的原因，沒能有效地將花青素盡量提凈，造成原料的大量浪費(fèi)；2、提取溫度過高導(dǎo)致原料在提取過程中易糊化，不利于提取液和殘?jiān)姆蛛x，給生產(chǎn)操作造成困難；3、直接濃縮提取液的倍量太大，增加了生產(chǎn)用時(shí)，同時(shí)用蒸汽量大，導(dǎo)致成本大大增加；4、由于大孔樹脂選擇不佳，經(jīng)過大孔吸附大孔樹脂吸附其收率低，花青素的含量沒有達(dá)到食品添加的要求。
[0004]另外，現(xiàn)有技術(shù)中的紫薯粉的制備過程為紫薯經(jīng)清洗去皮后，以熱蒸汽蒸熟，然后干燥、粉碎制成紫薯熟粉。在紫薯粉生產(chǎn)的過程中，熱蒸汽蒸煮時(shí)產(chǎn)生大量的帶色蒸汽冷凝廢水，現(xiàn)有技術(shù)基本上紫薯熟粉產(chǎn)生的帶色廢水直接進(jìn)入廢水處理環(huán)節(jié)。對有色廢水的處理工藝，基本上是先脫色，可以氧化脫色或者吸附脫色，既浪費(fèi)氧化劑(臭氧)或者(吸附劑活性炭等還造成二次污染)，而后直接進(jìn)入廢水處理常規(guī)環(huán)節(jié)。造成了紫薯熟粉生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生廢水的污水處理問題，同時(shí)廢水中的色素直接排出，造成資源浪費(fèi)，大大降低了生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。因此，如何解決紫薯熟粉生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生廢水的污水處理問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢水回收利用，是本發(fā)明要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供紫薯粉生產(chǎn)中有色污水的處理工藝，既解決了紫薯熟粉生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生廢水的污水處理問題，同時(shí)回收其中的色素，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。且由此得到的色素，比常規(guī)萃取得到的色素溶解性更好，并具有紫薯特有的芳香氣味，應(yīng)用更加方便。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0007]紫薯粉生產(chǎn)中有色污水的處理工藝，其特征在于，具體包括如下步驟:
[0008](1)酶解反應(yīng):向帶色廢水中添加酸性溶液，調(diào)節(jié)調(diào)整pH值為3-5，溫度降至45-60°C時(shí)，向混合物中添加0.1-1%的復(fù)合酶，反應(yīng)0.5-2小時(shí)；
[0009](2)離心:將混合物放置在離心機(jī)中控制轉(zhuǎn)速為3500rpm/min，離心5_10分鐘，去除帶色廢水中的顆粒狀雜質(zhì)，收集上清液；
[0010](3)絮凝反應(yīng):向上清液中添加0.02-0.05%的絮凝劑，絮凝處理1_3小時(shí)；
[0011](4)離心:將絮凝后的混合物放置在離心機(jī)中控制轉(zhuǎn)速為3500rpm/min，離心5_10分鐘，去除帶色廢水經(jīng)絮凝產(chǎn)生的沉淀，收集上清液；
[0012](5)大孔樹脂純化精制:通過大孔樹脂吸附，水洗大孔樹脂上附著的雜質(zhì)，通過洗脫液解吸大孔樹脂上的色素；
[0013](6)濃縮:得到解析液濃縮為成品色素；
[0014](7)噴霧干燥:得到粉末成品色素。
[0015]進(jìn)一步的，所述步驟(1)中的帶色廢水為紫薯熟粉生產(chǎn)蒸汽冷凝廢水。
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟(1)中的酸性溶液為檸檬酸、鹽酸或硫酸中的一種或者幾種。
[0017]進(jìn)一步的，所述步驟(1)中的復(fù)合酶為果膠酶、淀粉酶、蛋白酶中的一種或者幾種。
[0018]進(jìn)一步的，所述步驟(1)中的復(fù)合酶為果膠酶、淀粉酶、蛋白酶按照重量比1:3:0.5組成的混合物。
[0019]進(jìn)一步的，所述步驟(3)中的絮凝劑為殼聚糖，ztcl+Ι (天然澄清劑)，膨潤土中的一種或幾種。
[0020]進(jìn)一步的，所述步驟(3)中的絮凝劑為殼聚糖、ztcl+Ι和膨潤土的復(fù)配產(chǎn)物，先添加3%的殼聚糖或者ztcl+Ι，然后再添加5%的膨潤土。
[0021]進(jìn)一步的，所述步驟(3)中的大孔樹脂純化精制可替換為膜濃縮，膜濃縮選擇鈉鋁膜，控制壓力為3-5MPa，處理到濃度為20-30波美度。
[0022]進(jìn)一步的，所述步驟(5)中洗脫液是質(zhì)量百分比為45-80%的乙醇。
[0023]本發(fā)明的有益效果為:
[0024]本發(fā)明采用薯熟粉生產(chǎn)蒸汽冷凝廢水為原料提取色素，利用蒸汽蒸煮時(shí)的熱量可以有效節(jié)約酶解反應(yīng)時(shí)的能耗，對這些廢水進(jìn)行處理及回收再利用，既解決了紫薯熟粉生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生廢水的污水處理問題，同時(shí)回收其中的色素，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，且由此得到的色素，比常規(guī)萃取得到的色素溶解性更好，并具有紫薯特有的芳香氣味，應(yīng)用更加方便，最終得到的色素為粉末成品色素，更加有利于運(yùn)輸與保存。
[0025]本發(fā)明首先對帶色有機(jī)廢水進(jìn)行調(diào)酸處理，為后續(xù)的酶解反應(yīng)提供合適的pH環(huán)境，加酶制劑處理，酶解反應(yīng)可以分解帶色廢水中的果膠、蛋白質(zhì)、淀粉等有機(jī)成分，分解掉部分雜質(zhì)，使得產(chǎn)品澄清度和透亮度提高，處理掉其中的大部分有機(jī)物質(zhì)，大大降低了水中有機(jī)物質(zhì)的含量，減輕了有機(jī)污水處理的負(fù)擔(dān)，給后續(xù)廢水處理降低難度。
[0026]本發(fā)明中加絮凝劑處理，將蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)雜質(zhì)進(jìn)一步絮凝除去，得到澄清透亮的紫甘薯色素水溶液，提高色素的純度，經(jīng)大孔樹脂精制后，得到溶解度很好的紫甘薯色素，噴霧干燥后得到帶有紫薯特定芳香氣味的紫紅色著色劑，由此得到的色素，比常規(guī)萃取得到的色素溶解性更好，并具有紫薯特有的芳香氣味。
[0027]大孔樹脂純化精制中選擇特異性吸附甘薯花色苷的大孔樹脂，實(shí)現(xiàn)了對色素的特異性吸附，水洗洗脫去除大孔樹脂上附著的雜質(zhì)，純化色素；
[0028]大孔樹脂純化精制可替換為選擇鈉鋁膜進(jìn)行膜濃縮工藝，控制壓力為3_5MPa，處理到濃度為20-30波美度，可以避免大孔樹脂有可能帶入色素的微量合成成分，色素純度可滿足后續(xù)的生產(chǎn)需求，回收了其中的天然色素。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1所示，紫薯粉生產(chǎn)中有色污水的處理工藝，其特征在于，具體包括如下步驟:
[0032](1)酶解反應(yīng):向紫薯熟粉生產(chǎn)蒸汽冷凝廢水中添加檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)調(diào)整pH值為3-5，為后續(xù)的酶解反應(yīng)提供合適的pH環(huán)境，溫度降至45°C時(shí)，利用蒸汽蒸煮時(shí)的熱量可以有效節(jié)約酶解反應(yīng)時(shí)的能耗，向混合物中添加0.6%的果膠酶，反應(yīng)1小時(shí)，酶解反應(yīng)可以分解帶色廢水中的果膠、蛋白質(zhì)、淀粉等有機(jī)成分，使得產(chǎn)品澄清度和透亮度提高；
[0033](2)離心:將混合物放置在離心機(jī)中控制轉(zhuǎn)速為3500rpm/min，離心5_10分鐘，去除帶色廢水中的顆粒狀雜質(zhì)，通過離心過濾的操作去除帶色廢水中的顆粒狀雜質(zhì)；
[0034](3)絮凝反應(yīng):向上清液中添加0.03%的殼聚糖，絮凝處理2小時(shí)，進(jìn)一步除去其中的蛋白質(zhì)等有機(jī)雜質(zhì)，提尚色素的純度；
[0035](4)離心:將絮凝后的混合物放置在離心機(jī)中控制轉(zhuǎn)速為3500rpm/min，離心8分鐘，去除帶色廢水經(jīng)絮凝產(chǎn)生的沉淀，通過離心過濾操作去除帶色廢水經(jīng)絮凝產(chǎn)生的沉淀；
[0036](5)大孔樹脂純化精制:通過大孔樹脂吸附，特異性的吸附色素，流出帶色廢水中的其他無色成分，水洗大孔樹脂上附著的雜質(zhì)，通過洗脫液解吸大孔樹脂上的色素，經(jīng)過大孔樹脂精制進(jìn)一步去除雜質(zhì)，純化色素；
[0037](6)濃縮:得到解析液濃縮為成品色素；
[0038](7)噴霧干燥:得到粉末成品色素，更加有利于運(yùn)輸與保存。
[0039]實(shí)施例2
[0040]如圖1所示，紫薯粉生產(chǎn)中有色污水的處理工藝，其特征在于，具體包括如下步驟:
[0041](1)酶解反應(yīng):向紫薯熟粉生產(chǎn)蒸汽冷凝廢水中添加鹽酸溶液，調(diào)節(jié)調(diào)整pH值為3-5，為后續(xù)的酶解反應(yīng)提供合適的pH環(huán)境