从变性淀粉乳液压滤液中回收淀粉和硫酸钠的方法及系统与流程

本发明涉及变性淀粉生产领域，特别是涉及一种从变性淀粉乳液压滤液中回收淀粉和硫酸钠的方法及系统。

背景技术：

变性淀粉化学反应完成，对变性淀粉乳液进行过滤，过滤后的液体中含有淀粉和硫酸钠，硫酸钠作为加工助剂参与淀粉工艺，工艺期间不被消耗。因此，回收淀粉，回收硫酸钠的价值较大。

传统的变性淀粉生产工艺，产生的废水来源于压滤母液和洗涤液，通常是将压滤液体直接进行污水生化处理，离子交换等，工艺相对复杂，投资大，运行不稳定；或者采用冷冻结晶，将硫酸钠溶液冷却至在0℃和5℃之间，并将冷却的溶液离心以回收晶体；然而，正常溶液温度在40℃左右，溶液前后温差在35和40℃之间，能量密集高消耗大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种有效回收变性淀粉中的淀粉和硫酸钠的一种从变性淀粉乳液中回收淀粉和硫酸钠的方法及其系统，解决现有技术中废水处理困难、能耗高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种从变性淀粉乳液的压滤液中回收淀粉和硫酸钠的方法，所述变性淀粉乳液的压滤液为对变性淀粉乳液进行压滤和洗涤滤饼获得的压滤液体；从压滤液体中回收淀粉和硫酸钠的方法包括如下步骤：

1)根据压滤液体的流出管中硫酸钠的浓度对压滤液体分开处理，设置硫酸钠的浓度节点，硫酸钠浓度大于或等于浓度节点的压滤液体为浓母液，小于浓度节点的压滤液体为洗涤液；

2)对浓母液进行过滤，回收过滤截留的淀粉滤饼，经过滤的浓母液清液输入连续真空结晶单元，回收硫酸钠；

3)对洗涤液进行过滤，回收过滤截留的淀粉滤饼，经过滤的洗涤液清液依次进行生化处理、膜过滤和纳滤浓缩(可简述为“生化浓缩处理”)，将处理后的液体输入连续真空结晶单元，回收硫酸钠。

本发明将变性淀粉乳液的压滤液不直接进行废水处理，而是创造性的先回收压滤液中的硫酸钠和残存的淀粉，同时，经过淀粉和硫酸钠的回收处理使废水在后续的处理工艺更加简单，节约成本。

由于长期以来对压滤液体的处理方式就是直接作为废水处理，本发明的发明人发现这种直接处理方式工艺相对复杂，投资大，运行不稳定。本发明的发明人在仔细分析之后突然想到可以对压滤液体中的硫酸钠和淀粉进行回收处理，但在实验过程中发现，直接对压滤液体过滤回收淀粉是比较容易的，但从过滤后的液体中回收硫酸钠的过程却并不顺利，因为液体量庞大，回收过程会有大量能耗。本发明的发明人经过不断分析和实验认为，可以对压滤液体分开进行处理，是因为在变性淀粉乳液压滤中，会对压滤截留的滤饼进行洗涤，因此会出现这种情况：直接从变性淀粉乳液中压滤的液体中硫酸钠和淀粉浓度相对较高，而经纯净水洗涤滤饼后的压滤液体中硫酸钠浓度会逐渐变低。因此，本发明的发明人创造性的按硫酸钠的浓度节点将压滤液体分开处理：1)对硫酸钠浓度相对较高的压滤液体经过滤后可直接回收；2)对硫酸钠浓度相对较低的压滤液体经过滤后，先进行生化浓缩处理除去有机物杂质并浓缩，再进行硫酸钠的回收。通过分开处理带来的优势有：

1)待回收的液体中硫酸钠浓度较高，利于硫酸钠的回收；

2)直接对硫酸钠浓度相对较低液体进行浓缩，易堵塞设备，通过生化处理和膜过滤后去除有机物等杂质，不仅有利于液体的浓缩，而且所产生的废水更容易处理，降低废水处理的能耗。

进一步地，所述步骤2)中，经过滤的浓母液清液输入到第一缓冲罐中，然后将第一缓冲罐中液体输入到连续真空结晶单元。

进一步地，所述步骤2)中浓母液经1.2μm精度的金属膜过滤器进行过滤，为了防止金属膜过滤器破损引发工艺损失，所述步骤2)中母液清液需经1.5μm～2μm的安全过滤器后打入第一缓冲罐。

进一步地，所述步骤3)中，经过滤的洗涤液清液输入第二缓冲罐中，再进行生化浓缩处理，经生化浓缩处理后的液体输入到第一缓冲罐中，然后将第一缓冲罐中液体输入到连续真空结晶单元。

进一步地，所述步骤3)中洗涤液经1.1μm精度的金属膜过滤器进行过滤。为了防止金属膜过滤器破损引发工艺损失，所述步骤3)洗涤液清液需经1.5μm～2μm的安全过滤器后打入第二缓冲罐。

进一步地，所述步骤2)、3)中淀粉滤饼的回收方式是过滤截留的滤饼通过压缩空气喷嘴系统逆流反吹到压滤器中通过压滤洗涤后再输入到淀粉干燥系统进行淀粉回收。

进一步地，压缩空气喷嘴系统若干空气喷嘴，通过将若干空气喷嘴分布在过滤器下方进行逆流反吹。

进一步地，所述步骤2)、3)中，连续真空结晶单元还与淀粉变性制备单元连接，将回收检测合格的硫酸钠浓缩液输入淀粉变性制备单元再利用。

进一步地，所述步骤2)、3)中，把第一缓冲罐中的混合清液，利用蒸汽冷凝水换热至54～58℃，打入连续真空结晶单元，待一定液位后添加定量晶种；控制结晶器内的真空度，温度，液位；调节夹套温度，结合真空度，使水沸腾，通过真空泵抽出，溶液在结晶器内，连续浓缩，得到晶体，晶体化验合格后，循环回用至淀粉变性制备单元。

进一步地，所述步骤2)、3)中的废水排入污水站。

另一方面，提供一种从变性淀粉乳液的压滤液中回收淀粉和硫酸钠的系统，所述变性淀粉乳液的压滤液为对变性淀粉乳液进行压滤和洗涤滤饼获得的压滤液体，所述系统包括硫酸钠浓度感应器、控制阀、浓母液处理装置、洗涤液处理装置、压缩空气喷嘴系统和连续真空结晶处理单元，其中：

所述硫酸钠浓度感应器用于安装在压滤液体的流出管上检测硫酸钠浓度；

所述控制阀包括两个输出口，分别为浓母液输出口和洗涤液输出口，用于根据检测浓度将压滤液体分别输出为浓母液和洗涤液；

所述浓母液处理装置包括母液过滤器与与母液过滤器连通的第一缓冲罐，所述母液过滤器与控制阀的浓母液输出口连接，用于对浓母液过滤并将母液清液输入到第一缓冲罐；

所述洗涤液处理装置包括洗涤液液过滤器、与洗涤液过滤器连通的第二缓冲罐和生化浓缩装置，所述母液过滤器与控制阀的洗涤液输出口连接，用于对洗涤液母液过滤并将洗涤液清液输入到第二缓冲罐，所述生化浓缩设备与第二缓冲罐连接，用于对洗涤液清液进行生化处理和浓缩，所述生化浓缩设备还与第一缓冲罐连接，用于将处理的洗涤液清液输入到第一缓冲罐；

所述压缩空气喷嘴系统用于分别对母液过滤器、洗涤液液过滤器截留的滤饼逆流反吹到压滤器中通过压滤洗涤后再输入到淀粉干燥系统；

所述连续真空结晶处理单元与第一缓冲罐连接，用于对混合清液中的硫酸钠进行结晶回收。

进一步地，所述浓母液处理装置还包括第一安全过滤器，连接在母液过滤器和第一缓冲罐之间，用于对母液清液过滤。主要为了防止金属膜过滤器破损引发工艺损失。

进一步地，所述洗涤液处理装置还包括第二安全过滤器，连接在洗涤液过滤器和第二缓冲罐之间，用于对洗涤液清液过滤。主要为了防止金属膜过滤器破损引发工艺损失。

进一步地，所述压缩空气喷嘴系统包括若干空气喷嘴，通过将若干空气喷嘴分布在过滤器下方进行逆流反吹。

进一步地，所述生化浓缩装置包括依次连接的生化处理装置、膜过滤装置和纳滤装置；所述生化处理装置与所述第二缓冲罐连接，用于对洗涤清液生化处理；所述膜过滤装置用于对生化处理后的洗涤液清液进行过滤；所述纳滤装置与所述第一缓冲罐连接，用于对处理后的洗涤清液浓缩后输入第一缓冲罐。

进一步地，所述连续真空结晶处理单元包括输送管道和连续真空结晶器，所述输送管道上设有换热器，所述换热器用于对所述输送管道内的混合液加热，所述输送管道用于将加热后的混合液输入到连续真空结晶器。

进一步地，所述连续真空结晶处理单元还与淀粉变性制备单元连接，用于将回收检测合格的硫酸钠浓缩液输入淀粉变性制备单元再利用。

进一步地，还包括分别与浓母液处理装置和洗涤液处理装置连接的淀粉干燥系统，用于对滤饼进行干燥处理。

进一步地，所述生化浓缩装置还包括消毒设备，用于对生化处理后的液体进行杀菌消毒。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

本发明将从变性淀粉乳液的压滤液体分开处理，根据硫酸钠浓度高低将压滤液体分为浓母液和洗涤液，各工序回收淀粉和硫酸钠，浓母液的清液和生化浓缩后的洗涤液的清液经过连续真空结晶单元获得硫酸钠结晶浓液，再循环到淀粉制备工艺，进行回收利用。相对现有的冷冻结晶，本发明的回收系统(方法)能耗小，晶体大小可控，纯度高。相对现有的生物膜治理，离子交换技术，本发明的回收系统(方法)工艺简洁可控，纯度高，杂质少。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的从变性淀粉乳液中回收淀粉和硫酸钠的方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域技术人员。

本发明提供一种从变性淀粉乳液的压滤液中回收淀粉和硫酸钠的方法的实施例，如图1所示，所述变性淀粉乳液的压滤液为对变性淀粉乳液进行压滤和洗涤滤饼获得的压滤液体；从压滤液体中回收淀粉和硫酸钠的方法包括如下步骤：

1)根据压滤液体的流出管中硫酸钠的浓度对压滤液体分开处理，设置硫酸钠的浓度节点，硫酸钠浓度大于或等于浓度节点的压滤液体为浓母液，小于浓度节点的压滤液体为洗涤液；

2)对浓母液进行过滤，回收过滤截留的淀粉滤饼，经过滤的浓母液清液输入连续真空结晶单元，回收硫酸钠；

3)对洗涤液进行过滤，回收过滤截留的淀粉滤饼，经过滤的洗涤液清液依次进行生化处理、膜过滤和纳滤浓缩，将处理后的液体输入连续真空结晶单元，回收硫酸钠。

本发明在使用时，变性淀粉乳液的压滤液体分开处理，根据硫酸钠浓度高低将压滤液体分为浓母液和洗涤液，各工序回收淀粉，然后对硫酸钠浓度较高的浓母液过滤后直接回收硫酸钠，对硫酸钠浓度相对较低的洗涤液先进行生化浓缩再回收硫酸钠。相对现有的冷冻结晶，本发明的回收系统(方法)能耗小，晶体大小可控，纯度高。相对现有的生物膜治理，离子交换技术，本发明的回收系统(方法)工艺简洁可控，纯度高，杂质少。

本发明的回收方法有别于传统工艺(将压滤母液和洗涤液作为整体来处理)，本发明先把压滤母液和洗涤液先分开，各自回收淀粉后，母液清液和除去部分杂质的洗涤溶液采用真空结晶单元，利用换热器将溶液升温在55℃左右，溶液前后温差在15℃，能量密集低，能耗小，而且连续运行，预热可以采用蒸汽冷凝水，易于能量回收，工艺稳定。通过调节晶种添加量，溶液流量，温度和真空度，达到控制结晶的纯度、晶体大小和生长时间等目的。

进一步地，步骤2)、3)中淀粉滤饼的回收方式是过滤截留的滤饼通过压缩空气喷嘴系统逆流反吹到压滤器中通过压滤洗涤后再输入到淀粉干燥系统进行淀粉回收。

进一步地，压缩空气喷嘴系统包括若干空气喷嘴，通过将若干空气喷嘴分布在过滤器下方进行逆流反吹。

进一步地，步骤2)中，经过滤的浓母液清液输入到第一缓冲罐中，然后将第一缓冲罐中液体输入到连续真空结晶单元。

进一步地，步骤2)中压滤母液经1.2μm精度的金属膜过滤器进行过滤，为了防止金属膜过滤器破损引发工艺损失，且母液清液再经1.5μm～2μm的安全过滤器后打入第一缓冲罐。

进一步地，步骤3)中，经过滤的洗涤液清液输入第二缓冲罐中，再进行生化浓缩处理，经生化浓缩处理后的液体输入到第一缓冲罐中，然后将第一缓冲罐中液体输入到连续真空结晶单元。

进一步地，步骤3)中洗涤液经1.1μm精度的金属膜过滤器进行过滤。为了防止金属膜过滤器破损引发工艺损失，步骤3)洗涤液清液需经1.5μm～2μm的安全过滤器后打入第二缓冲罐。

进一步地，步骤2)、3)中，把第一缓冲罐中的混合清液，利用蒸汽冷凝水换热至54～58℃，打入连续真空结晶单元，待一定液位后添加定量晶种；控制结晶器内的真空度，温度，液位；调节夹套温度，结合真空度，使水沸腾，通过真空泵抽出，溶液在结晶器内，连续浓缩，得到晶体，晶体化验合格后，循环回用至淀粉变性制备单元。

进一步地，上述步骤2)、3)中的废水排入污水站。该废水相对压滤液液体的处理难度会大大降低。

本发明的回收方法一个实施例可以为，如图1所示，把压滤后的压滤母液和洗涤液各自分开，压滤母液中的淀粉经1.2um精度的金属膜过滤器，回收淀粉，母液清液经1.5至2um的安全过滤器后，打入缓冲罐中，溶液中的硫酸钠含量在15％左右；洗涤液经过1.1um精度的金属膜过滤器，同样回收淀粉，经生化浓缩，去除有机杂质，可选纳滤，溶液去缓冲罐暂存；把缓冲罐中的混合溶液，利用蒸汽冷凝水换热至一定温度，例如56℃左右，打入连续真空结晶装置，待一定液位后添加定量晶种；控制结晶器内的真空度，温度，液位(连锁流量)；调节夹套温度，结合真空度，例如内部55℃左右，水沸腾，通过真空泵抽出。溶液在结晶器内，连续浓缩，晶体形成不断长大，结晶纯度高。晶体化验合格后，循环回用至淀粉制备单元量。其他离子等杂质，部分硫酸钠仍在中层母液种，连锁晶体量，稳定排至污水站。

另一方面，提供一种从变性淀粉乳液的压滤液中回收淀粉和硫酸钠的系统，所述变性淀粉乳液的压滤液为对变性淀粉乳液进行压滤和洗涤滤饼获得的压滤液体，所述系统包括硫酸钠浓度感应器、控制阀、浓母液处理装置、洗涤液处理装置、压缩空气喷嘴系统和连续真空结晶处理单元，其中：

所述硫酸钠浓度感应器用于安装在压滤液体的流出管上检测硫酸钠浓度；

所述控制阀包括两个输出口，分别为浓母液输出口和洗涤液输出口，用于根据检测浓度将压滤液体分别输出为浓母液和洗涤液；

所述浓母液处理装置包括母液过滤器与与母液过滤器连通的第一缓冲罐，所述母液过滤器与控制阀的浓母液输出口连接，用于对浓母液过滤并将母液清液输入到第一缓冲罐；

所述洗涤液处理装置包括洗涤液液过滤器、与洗涤液过滤器连通的第二缓冲罐和生化浓缩装置，所述母液过滤器与控制阀的洗涤液输出口连接，用于对洗涤液母液过滤并将洗涤液清液输入到第二缓冲罐，所述生化浓缩设备与第二缓冲罐连接，用于对洗涤液清液进行生化处理和浓缩，所述生化浓缩设备还与第一缓冲罐连接，用于将处理的洗涤液清液输入到第一缓冲罐；

所述压缩空气喷嘴系统用于分别对母液过滤器、洗涤液液过滤器截留的滤饼逆流反吹到压滤器中通过压滤洗涤后再输入到淀粉干燥系统；

所述连续真空结晶处理单元与第一缓冲罐连接，用于对混合清液中的硫酸钠进行结晶回收。

进一步地，所述浓母液处理装置还包括第一安全过滤器，连接在母液过滤器和第一缓冲罐之间，用于对母液清液过滤。主要为了防止金属膜过滤器破损引发工艺损失。

进一步地，所述洗涤液处理装置还包括第二安全过滤器，连接在洗涤液过滤器和第二缓冲罐之间，用于对洗涤液清液过滤。主要为了防止金属膜过滤器破损引发工艺损失。

进一步地，所述压缩空气喷嘴系统包括若干空气喷嘴，通过将若干空气喷嘴分布在过滤器下方进行逆流反吹。

进一步地，所述生化浓缩装置包括依次连接的生化处理装置、膜过滤装置和纳滤装置；所述生化处理装置与所述第二缓冲罐连接，用于对洗涤清液生化处理；所述膜过滤装置用于对生化处理后的洗涤液清液进行过滤；所述纳滤装置与所述第一缓冲罐连接，用于对处理后的洗涤清液浓缩后输入第一缓冲罐。

进一步地，所述连续真空结晶处理单元包括输送管道和连续真空结晶器，所述输送管道上设有换热器，所述换热器用于对所述输送管道内的混合液加热，所述输送管道用于将加热后的混合液输入到连续真空结晶器。

进一步地，所述连续真空结晶处理单元还与淀粉变性制备单元连接，用于将回收检测合格的硫酸钠浓缩液输入淀粉变性制备单元再利用。

进一步地，还包括分别与浓母液处理装置和洗涤液处理装置连接的淀粉干燥系统，用于对滤饼进行干燥处理。

进一步地，所述生化浓缩装置还包括消毒设备，用于对生化处理后的液体进行杀菌消毒。

本发明的回收系统的使用方法为：将变性淀粉乳液输送压滤器中；将滤饼、压滤母液、纯净水清洗滤饼后的洗涤液分离，滤饼进入淀粉干燥单元；浓母液送去浓母液分离装置，母液清液进入下游继续过滤，滤饼反吹至干燥单元，母液清液最终暂存在缓冲罐(第一缓冲罐)中；洗涤液进入洗涤液分离装置，洗涤液清液进入下游过滤，滤饼反吹至淀粉干燥单元，洗涤液清液最终暂存在缓冲罐(第二缓冲罐)中；洗涤液的清液经过生化浓缩处理，除去杂质，清液打入缓冲罐(第一缓冲罐)中；从缓冲罐(第一缓冲罐)输送溶液去连续真空结晶器，中间经过换热器预热,调节真空度,定量添加晶种，浓缩，结晶提纯硫酸钠，检验合格后回用至淀粉变性制备单元。

本发明将化学反应后的变性淀粉乳液进行压滤，淀粉被压滤器截留，将压滤的压滤母液和洗涤截留淀粉的洗涤液先分开，各工序回收淀粉，压滤母液的清液和生化浓缩后的洗涤液的清液经过连续真空结晶单元获得硫酸钠结晶浓液，再循环到淀粉制备工艺，进行回收利用。相对现有的冷冻结晶，本发明的回收系统(方法)能耗小，晶体大小可控，纯度高。相对现有的生物膜治理，离子交换技术，本发明的回收系统(方法)工艺简洁可控，纯度高，杂质少。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。