专利名称：减量旋流分离洗涤玉米淀粉的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种玉米淀粉分离蛋白及洗涤工艺，以及工艺中的工艺水处理及闭路循环工艺，尤其涉及一种减量旋流分离洗涤玉米淀粉的方法及系统。
背景技术：
玉米淀粉生产工艺中，经磨、筛工序提取后，得粗淀粉乳，浓度在10 12. 5° Bx/20°C (物理相对密度为I. 040 I. 051，干基含量10. 23% 12. 74%)。以干基计算成分为淀粉89% 92%，蛋白质6% 8%，脂肪O. 5% 1%，可溶物O. 1% O. 3%,灰分
O.2% O. 3%，细渣 O. lg/L。对于此粗淀粉乳，目前较普遍的处理方法为经离心沉降机沉降去除麸质蛋白，然·后通过10 15级旋流器的旋流站逆流洗涤去除残留的不溶及可溶蛋白质、灰分、亚硫酸等杂质，得到最终的40 42° Bx精淀粉乳。这种“逆流旋流法”已经成为成熟的洗涤淀粉技术，它被广泛应用于玉米淀粉工业，此方法工艺原理简单，所以在设计及制造管路，淀粉旋流泵与溢流、底流关系上已经趋于成熟固定，设备成本和安装调试成本也已经呈下降趋势，但是存在显著的缺陷，即由于分离级数多造成的耗能和耗时的问题。以日产30吨淀粉当量计，平均每级旋流器耗能lOKWh，以目前最广泛使用的12级逆流旋流法，每小时耗能120KWh。并且，由于蛋白质在流程中时间长，40 45°C的环境又是杂菌感染的最活跃温度，所以需要保持一定S02含量以同时起到杀菌作用，导致成品淀粉中S02残留量以及用以烧制S02的硫矿中其他非金属元素的残留量提高。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，经过多次试验和设备开发，提供了一种减量旋流分离蛋白配合脱水系统洗涤玉米淀粉的方法，解决了现有技术中耗时长和耗能高的问题。本发明的另一目的在于提供一种减量旋流分离洗涤玉米淀粉的系统。本发明的方法包括如下步骤
步骤I :将总储料罐中粗淀粉乳的波美浓度调整为30 34° Bx/45°C后，由淀粉旋流泵加压，进入旋流分离器Wl ;
步骤2 :旋流分离器Wl的顶流混合液TI为，顶流浓度4 8° Bx，蛋白质干基质量百分比含量40% 50%，淀粉干基质量百分比含量50% 60%，顶流混合液TI与旋流分离器W2的顶流混合液TH、旋流分离器W3的顶流混合液TIII合流，混合后，进入旋流分离器W4、旋流分离器W5及旋流分离器W6 ；
步骤3 :旋流分离器Wl的底流混合液BI为，底流浓度40 42° Bx，蛋白质干基质量百分比含量O. 4% 1%，淀粉干基质量百分比含量98. 8% 99. 4%，底流混合液BI经过泵叶式离心卸料离心分离机脱水，除去水分当中的可溶性和小分子蛋白，加水再次调整波美度至30 34° Bx之后，进入旋流分离器W2，进行第二级旋流分离；步骤4 :旋流分离器W2的底流混合液BII中蛋白质干基含量降低至O. 4% O. 6%，经过脱水之后加水，第三次调整波美度至30 34° Bx之后，进入旋流分离器W3，进行第三级旋流分离；
步骤5 :经过旋流分离器W3分离后的顶流混合液TIII随顶流混合液TI、顶流混合液TII，进入旋流分离器W4、旋流分离器W5、旋流分离器W6，底流混合液BI、底流混合液BII及底流混合液BIII中，蛋白干基质量百分比含量为O. 2% O. 4%的成品淀粉乳，进入烘干工序烘干；
步骤6 :旋流分离器W4、旋流分离器W5、旋流分离器W6的顶流混合液TIV、顶流混合液TV及顶流混合液TVI为，淀粉干基质量百分比含量38%的成品玉米蛋白粉混合乳，玉米蛋白粉混合乳经过离心脱水之后，进入烘干工序，得成品玉米蛋白粉；
步骤7 :旋流分离器W4、旋流分离器W5、旋流分离器W6的底流混合液BIV、底流混合液BV及底流混合液BVI回流至总储料罐，等待循环洗涤。
所述的旋流分离器W1、旋流分离器W2及旋流分离器W3的底流混合液BI、底流混合液BII及底流混合液BIII脱水之后的水，和工艺中所有经泵叶式离心卸料离心分离机脱水的水，皆经过射流器加入絮凝剂，在过程储液罐中絮凝沉降，之后进入精细过滤步骤。所述的精细过滤步骤中所用的离心分离机，其过滤介质孔径O. 2 μ m，经过过滤之后的水，回收用做系统洗水。按淀粉产量计，每小时生产淀粉30T，需经144小时后，淘汰5%的系统循环水，加新水调和。所述的步骤2中，蛋白质干基质量百分比含量为，顶流混合液TI〉顶流混合液TII>顶流混合液ΤΙΙΙ，顶流混合液TIII中蛋白质干基质量百分比含量为22%。所述的步骤3和步骤4中，所加的水为系统处理后回流的水，回流的水要保证PH值稳定于4. 3 4. 7。玉米淀粉的旋流分离洗涤过程温度需保持40 45°C。本发明系统结构为，
旋流分离器Wl、旋流分离器W2及旋流分离器W3相互接通构成三级分流旋流系统I ;旋流分离器W4、旋流分离器W5及旋流分离器W6通过“逆流”形式相互接通构成三级分流旋流系统II ;三级分流旋流系统I与三级分流旋流系统II接通；三级分流旋流系统I与三级分流旋流系统II分别与总储料罐、过程储水罐及过程储液罐相连；旋流分离器Wl至旋流分离器W6均连接有淀粉旋流泵及泵叶式离心卸料离心分离机。所述的过程储液罐与射流器和离心分离机相连。所述的过程储水罐与总储料罐和离心分离机相连。所述的旋流分离器Wl至旋流分离器W6均连接有流向阀门和压力表。本发明的优点效果如下
I、在保证洗涤效果的前提下，通过增加了 I. 5倍于逆流旋流法的洗水用量而达到了减少旋流器级数的目的。2、没有加入离心沉降工序，而是直接使用旋流分离器对粗淀粉乳进行分离。3、可以替代十五级的逆流旋流系统，大幅度降低了旋流洗涤时间和旋流系统的能源消耗。4、分流的顶流混合溶液，其干物质质量百分比含量仅为总干物质质量百分比含量的10 12%，所以，用以洗涤分流的逆流系统，虽需3级，但总功率仅为现有技术总功率的10 12%，而分流以外的主流从12级降低为3级，总功率为现有技术总功率的25%。5、玉米淀粉的旋流分离洗涤过程需保持40°C，而此温度为杂菌活性活跃温度，故时间越短，保温设施流失的热量就越少外，杂菌感染的几率也变小，整个工艺，可降低旋流洗涤步骤时间80%。
图I为本发明系统流程结构示意图。图中，I、总储料罐，2、淀粉旋流泵，3、计量控制器，4、泵叶式离心卸料离心分离机，5、射流器，6、过程储液罐，7、过程储水罐，P1、压力表，W1-W6、旋流分离器。
具体实施方式
实施例本发明的方法包括如下步骤
步骤I :将总储料罐中粗淀粉乳的波美浓度调整为30 34° Bx/45°C后，由淀粉旋流泵加压，进入旋流分离器Wl ;
步骤2 :旋流分离器Wl的顶流混合液TI为，顶流浓度4 8° Bx，蛋白质干基质量百分比含量40% 50%，淀粉干基质量百分比含量50% 60%，顶流混合液TI与旋流分离器W2的顶流混合液TH、旋流分离器W3的顶流混合液TIII合流，混合后，进入旋流分离器W4、旋流分离器W5及旋流分离器W6;蛋白质干基质量百分比含量为，顶流混合液TI〉顶流混合液TII>顶流混合液ΤΙΙΙ，顶流混合液TIII中蛋白质干基质量百分比含量为22%。步骤3 :旋流分离器Wl的底流混合液BI为，底流浓度40 42° Βχ，蛋白质干基质量百分比含量O. 4% 1%，淀粉干基质量百分比含量98. 8% 99. 4%，底流混合液BI经过泵叶式离心卸料离心分离机脱水，除去水分当中的可溶性和小分子蛋白，加系统处理后回流的水，回流的水要保证PH值稳定于4. 3 4. 7，再次调整波美度至30 34° Bx之后，进入旋流分离器W2，进行第二级旋流分离；
步骤4 :旋流分离器W2的底流混合液BII中蛋白质干基含量降低至O. 4% O. 6%，，经过脱水之后加系统处理后回流的水，回流的水要保证PH值稳定于4. 3 4. 7，第三次调整波美度至30 34° Bx之后进入旋流分离器W3，进行第三级旋流分离；
步骤5 :经过旋流分离器W3分离后的顶流混合液TIII随顶流混合液TI、顶流混合液TII，进入旋流分离器W4、旋流分离器W5、旋流分离器W6，W4、W5、W6三级旋流，为“逆流旋流法”安置顺序；底流混合液BI、底流混合液BII及底流混合液BIII中，蛋白干基质量百分比含量为O. 2 O. 4%的成品淀粉乳，进入烘干工序烘干；
步骤6 :旋流分离器W4、旋流分离器W5、旋流分离器W6的顶流混合液TIV、顶流混合液TV及顶流混合液TVI为，淀粉干基质量百分比含量40%的成品玉米蛋白粉混合乳，玉米蛋白粉混合乳经过离心脱水之后，进入烘干工序，得成品玉米蛋白粉；
步骤7 :旋流分离器W4、旋流分离器W5、旋流分离器W6的底流混合液BIV、底流混合液BV及底流混合液BVI回流至总储料罐，等待循环洗涤。所述的旋流分离器Wl、旋流分离器W2及旋流分离器W3的底流混合液I、底流混合液II及底流混合液III脱水之后的水，和工艺中所有经泵叶式离心卸料离心分离机脱水的水，皆经过射流器加入絮凝剂聚丙烯酰胺，在过程储液罐中絮凝沉降，之后进入精细过滤步骤。所述的精细过滤步骤中所用的离心分离机，其过滤介质孔径O. 2 μ m，经过过滤之后的水，回收用做系统洗水，按淀粉产量计，每小时生产淀粉30T，需经144小时后，淘汰5%的系统循环水，加新软化水调和。玉米淀粉的旋流分离洗涤过程温度需保持40°C。 本发明系统结构为，
旋流分离器Wl、旋流分离器W2及旋流分离器W3相互接通构成三级分流旋流系统I ;旋流分离器W4、旋流分离器W5及旋流分离器W6相互接通构成三级分流旋流系统II ;三级分流旋流系统I与三级分流旋流系统II接通；三级分流旋流系统I与三级分流旋流系统II分别与总储料罐I、过程储水罐7及过程储液罐6相连；旋流分离器Wl至旋流分离器W6均连接有淀粉旋流泵、泵叶式离心卸料离心分离机、流向阀门和压力表。所述的过程储液罐6与射流器5和泵叶式离心卸料离心分离机相连。所述的过程储水罐7与总储料罐I和泵叶式离心卸料离心分离机相连。本发明的工作原理如下
本发明的减量旋流法是针对传统的逆流旋流法而言的，每级旋流器都相当于逆流旋流法的末级旋流器一也就是说，进料之后加入的是通过编入整个洗涤系统的子系统一过滤回流系统的净水而不是下一级含蛋白等杂质的溢流水，而底流的淀粉乳，也需经过脱水以尽可能去除水中所含的可溶性或小分子杂质之后，再加入洗水，进入下级进料。如图所示，所谓减量旋流即通过三级分流旋流系统I对粗淀粉乳进行“分流”。分流的顶流混合溶液，其干物质质量百分比含量仅为总干物质质量百分比含量的10 12%，所以，用以洗涤分流的逆流系统，虽需三级，但总功率仅为现有技术总功率的10 12%。而顶流分流出的蛋白质溶液，不再进入系统I，但因其干物质所含淀粉含量仍有50% 58%，故此仍需进入传统逆流法组成的三级分流旋流系统II，三级分流旋流系统II中，干物质总含量为12% 18%，故耗能降低，无需离心分离机参与水处理，只需逆流。最终得到总蛋白含量为60% 63%的玉米蛋白粉，脱水烘干后即作为玉米蛋白饲料成品。通过对蛋白含量较高的顶流的分流，为第一阶段的旋流提供了减少旋流次数的基本蛋白含量条件，而每一级都是使用经过蛋白絮凝并过滤处理的酸性净水洗涤，并且，三级旋流器，每一级底流，即经过洗涤的精淀粉乳都经过脱水处理后，另加入回流系统净水，相当于一次过滤作用的洗涤，即脱水漂洗，三级脱水漂洗加上三级旋流器，经实验，完全可以替代十五级的逆流旋流系统，大幅度降低了旋流洗涤时间，和旋流系统的能源消耗。本发明洗涤后淀粉质量标准测定为，蛋白含量< O. 35% ;可溶物< O. 02%。蛋白含量基本保持稳定，与现有逆流旋流相比，未见增减浮动。但可溶物含量比国家标准要求< 0.1%降低很多，其淀粉中所含矿物质，微量元素，和SO2的残留量，均得以降低。本发明区别于传统的“逆流旋流法”的主要环节为，通过分流洗涤系统I，将粗淀粉乳分成蛋白质含量50%左右的顶流部分和蛋白质含量O. 4% 1%左右的底流部分分两部分，如此，通过简化旋流次数对底流部分的洗涤处理，而依旧使用传统“逆流旋流法”对顶流部分进行洗涤处理，从而达到降低处理时间 和降低处理耗能的目的。
权利要求
1.一种减量旋流分离洗涤玉米淀粉的方法，其特征在于包括如下步骤 步骤I :将总储料罐中粗淀粉乳的波美浓度调整为30 34° Bx/45°C后，由淀粉旋流泵加压，进入旋流分离器Wl ; 步骤2 :旋流分离器Wl的顶流混合液TI为，顶流浓度4 8° Bx，蛋白质干基质量百分比含量40% 50%，淀粉干基质量百分比含量50% 60%，顶流混合液TI与旋流分离器W2的顶流混合液TH、旋流分离器W3的顶流混合液TIII合流，混合后，进入旋流分离器W4、旋流分离器W5及旋流分离器W6 ； 步骤3 :旋流分离器Wl的底流混合液BI为，底流浓度40 42° Bx，蛋白质干基质量百分比含量O. 4% 1%，淀粉干基质量百分比含量98. 8% 99. 4%，底流混合液BI经过泵叶式离心卸料离心分离机脱水，除去水分当中的可溶性和小分子蛋白，加水再次调整波美度至30 34° Bx之后，进入旋流分离器W2，进行第二级旋流分离； 步骤4 :旋流分离器W2的底流混合液BII中蛋白质干基含量降低至O. 4% O. 6%，经过脱水之后加水，第三次调整波美度至30 34° Bx之后，进入旋流分离器W3，进行第三级旋流分离； 步骤5 :经过旋流分离器W3分离后的顶流混合液TIII随顶流混合液TI、顶流混合液TII，进入旋流分离器W4、旋流分离器W5、旋流分离器W6，底流混合液BI、底流混合液BII及底流混合液BIII中，蛋白干基质量百分比含量为O. 2-0. 4%的成品淀粉乳，进入烘干工序烘干; 步骤6 :旋流分离器W4、旋流分离器W5、旋流分离器W6的顶流混合液TIV、顶流混合液TV及顶流混合液TVI为，淀粉干基质量百分比含量40%的成品玉米蛋白粉混合乳，玉米蛋白粉混合乳经过离心脱水之后，进入烘干工序，得成品玉米蛋白粉； 步骤7 :旋流分离器W4、旋流分离器W5、旋流分离器W6的底流混合液BIV、底流混合液BV及底流混合液BVI回流至总储料罐，等待循环洗涤。
2.根据权利要求I所述的减量旋流分离洗涤玉米淀粉的方法，其特征在于所述的旋流分离器Wl、旋流分离器W2及旋流分离器W3的底流混合液BI、底流混合液BII及底流混合液BIII脱水之后的水，和工艺中所有经泵叶式离心卸料离心分离机脱水的水，皆经过射流器加入絮凝剂，在过程储液罐中缓存沉降，之后进入精细过滤步骤。
3.根据权利要求2所述的减量旋流分离洗涤玉米淀粉的方法，其特征在于所述的精细过滤步骤中所用的离心分离机，其过滤介质孔径O. 2 μ m，经过过滤之后的水，回收用做系统洗水，按淀粉产量计，每小时生产淀粉30T，需经144小时后，淘汰5%的的系统循环水，加新水调和。
4.根据权利要求I所述的减量旋流分离洗涤玉米淀粉的方法，其特征在于所述的步骤2中，蛋白质干基质量百分比含量为，顶流混合液TI〉顶流混合液TII>顶流混合液ΤΙΙΙ，顶流混合液TIII中蛋白质干基质量百分比含量为20%。
5.根据权利要求I所述的减量旋流分离洗涤玉米淀粉的方法，其特征在于所述的步骤3和步骤4中，所加的水为系统处理后回流的水，回流的水要保证PH值稳定于4. 3 4. 7。
6.根据权利要求I所述的减量旋流分离洗涤玉米淀粉的方法，其特征在于玉米淀粉的旋流分离洗涤过程温度需保持40°C。
7.减量旋流分离洗涤玉米淀粉的系统，其特征在于结构为，旋流分离器W1、旋流分离器W2及旋流分离器W3相互接通构成三级分流旋流系统I ;旋流分离器W4、旋流分离器W5及旋流分离器W6相互接通构成三级分流旋流系统II ;三级分流旋流系统I与三级分流旋流系统II接通；三级分流旋流系统I与三级分流旋流系统II分别与总储料罐、过程储水罐及过程储液罐相连；旋流分离器Wl至旋流分离器W6均连接有淀粉旋流泵及泵叶式离心卸料离心分离机。
8.根据权利要求7所述的减量旋流分离洗涤玉米淀粉的系统，其特征在于所述的过程储液罐与射流器和离心分离机相连。
9.根据权利要求7所述的减量旋流分离洗涤玉米淀粉的系统，其特征在于所述的过程储水罐与总储料罐和离心分离机相连。
10.根据权利要求7所述的减量旋流分离洗涤玉米淀粉的系统，其特征在于所述的旋流分离器Wl至旋流分离器W6均连接有流向阀门和压力表。
全文摘要
本发明涉及一种减量旋流分离洗涤玉米淀粉的方法及系统。本发明通过三级分流旋流系统I对粗淀粉乳进行分流，顶流分流出的蛋白质溶液进入三级分流旋流系统II，三级分流旋流系统II中无需离心分离机参与水处理，只需逆流，即可得到总蛋白含量为60～63%的玉米蛋白粉。本发明在保证洗涤效果的前提下，通过增加了1.5倍于逆流旋流法的洗水用量而达到了减少旋流器级数的目的。大幅度降低了旋流洗涤时间和旋流系统的能源消耗；整个工艺，可降低旋流洗涤步骤时间80%和用于旋流系统的能源72%。
文档编号C08B30/10GK102816249SQ201210323519
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者施韧 申请人:施韧