專利名稱：一種淀粉糖液化液中蛋白的分離方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及淀粉糖液化液中蛋白的分離去除技術。
技術背景
淀粉在α -淀粉酶的作用下進行水解由大分子變成相對小的分子(糊精)，淀粉中的蛋白就會游離出來，因為液化液中的蛋白基本是可溶性的，形成的蛋白成絮狀，粘度也很大。目前，大部分淀粉糖生產廠家采用液化液不處理的做法，到糖化后再經過預涂層真空過濾機或板框等過濾設備處理除去。這樣不但經常堵塞液化液降溫設備(板式換熱器等)， 減少降溫設備壽命，而且還多消耗糖化酶，多消耗過濾助劑(硅藻土、珍珠巖、活性炭)等。 也有廠家采用板框壓濾機對液化液進行壓濾處理，由于液化液DE值不高(一般在15%左右)，糖液粘度大，過濾非常困難，不得不把過濾面積設的很大，投入設備和廠房面積過大， 一般年產3萬噸糖產量的液化液過濾需要120平方米過濾面積的過濾機需要6到8臺，占用面積90到120平方米。因此，如何有效地解決淀粉液化液中蛋白分離去除，成為淀粉糖行業亟需解決的重大技術難題。
為此，中國專利《淀粉糖生產中的蛋白回收裝置》，專利號200920215818.Χ，公開了一種利用重力篩分離淀粉糖液化液中蛋白的裝置。但是，由于此專利僅籠統的給出了一種重力篩設備，至于此重力篩的具體技術信息，以及為了實現重力篩分離蛋白所需的配套設備及其前處理工藝，均沒有公開。而如果沒有適當的前處理工藝，從而使得淀粉糖料液具有合適的濃度、粘度、Ph值以及進行合適的分層化等等，是無法真正在產業上實現利用重力篩進行蛋白分離的。發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種淀粉糖液化液中蛋白的分離設備及利用此設備進行淀粉糖液化液中蛋白分離的方法，首先對淀粉糖液化液進行一系列針對性的處理，并通過合理設置蛋白分離篩的篩孔大小和篩孔密度，實現淀粉糖液化液中蛋白的高效分離。
為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。
一種淀粉糖液化液中蛋白的分離設備，結構中包括依次相接的層流罐系統、蛋白分離貯箱和蛋白分離篩；所述層流罐系統包括2-6個依次串接的層流罐，按照料液流向前一層流罐頂端與后一層流罐底端通過管道相接通；最末端的層流罐通過管道與蛋白分離貯箱底端的進料口接通，蛋白分離貯箱頂部設置溢流口，溢流口與進料口相對設置，蛋白分離篩設置在溢流口下方，承接從溢流口流出的料液。
作為本發明的一種改進技術方案，所述蛋白分離篩的篩孔規格為0. 045毫米Χ4毫米。
作為本發明的一種改進技術方案，所述蛋白分離篩的篩孔分布密度為每平方米均布10-13萬個。
作為本發明的一種改進技術方案所述蛋白分離貯箱內部底端靠近進料口處設置有布料管；此布料管與蛋白分離貯箱上進料口所在的貯箱側壁的寬度相當，布料管管體中部設置進料開口，此進料開口與蛋白分離貯箱的進料口接通；沿布料管管壁軸向開設有出料縫，布料管的兩管頭封閉；料液從蛋白分離貯箱直接進入此布料管，并從其出料縫流進蛋白分離貯箱。
作為本發明的一種改進技術方案，所述層流罐系統中每一個層流罐的底端設置開口并連接有管道，每一管道上分別設置閥門，這些管道匯集后末端開口在所述蛋白分離貯箱的溢流口處，且在匯集后的管道上設置離心泵。
作為本發明的一種改進技術方案，所述蛋白分離貯箱的底端設置開口并連接有管道，此管道上設置有離心泵，且此管道的末端開口在所述蛋白分離貯箱的溢流口處。
作為本發明的一種改進技術方案，所述蛋白分離篩曲度規格為R = 600mm。
作為本發明的一種改進技術方案，所述蛋白分離篩一體化成型，沒有后期加工連接點。
作為本發明的一種改進技術方案，所述蛋白分離篩的篩孔分布密度為每平方米均布11. 64萬個。
作為本發明的一種改進技術方案，所述篩孔長邊的分布方向與料液在蛋白分離篩上的流向垂直；所述蛋白分離篩的曲度規格為R = 600mm。
作為本發明的一種改進技術方案，所述蛋白分離篩傾斜設置在所述溢流口下方， 蛋白分離篩一端與溢流口相接。
作為本發明的一種改進技術方案，所述蛋白分離貯箱和蛋白分離篩上方設置有吸風罩。
作為本發明的一種改進技術方案，蛋白分離篩末端設置蛋白輸送螺旋。
作為本發明的一種改進技術方案，所述蛋白分離貯箱與蛋白分離篩等寬。
作為本發明的一種改進技術方案，所述層流罐系統中共包括4個層流罐。
作為本發明的一種改進技術方案，所述蛋白分離貯箱的體積不小于料液的10分鐘流量。
作為本發明的一種改進技術方案，所述層流罐底端的管道匯集后，除了通往蛋白分離貯箱的溢流口外，另設分支并開口于下水道。
利用上述設備進行淀粉糖液化液中蛋白分離的方法，其步驟包括
A、淀粉糊化液的制備；
B、淀粉糊化液經層流罐系統處理得一次液化液；
C、一次液化液從層流罐溢流進入蛋白分離貯箱進行分層；
D、一次液化液從蛋白分離貯箱溢流到蛋白分離篩面上進行蛋白分離。
作為上述方法的一種改進技術方案，步驟A中，所述淀粉糊化液的制備方法是淀粉調漿至18. 5-20. 5波美度，同時調節PH值為5. 5-6. 0，然后加入α -淀粉酶，添加量為每噸淀粉干物加350-500毫升α -淀粉酶，再經噴射液化器對淀粉乳進行105-110°C液化，得淀粉糊化液。
作為上述方法的一種改進技術方案，淀粉的具體調漿濃度為19. 5波美度；調節 PH值為5. 5-5. 8，具體采用食用碳酸鈉進行調節；α-淀粉酶采用百奧·格林公司生產的BiotherMosizeFC型號的α -淀粉酶；所述噴射液化器為高溫噴射液化器。
作為上述方法的一種改進技術方案，步驟B中，淀粉糊化液經汽液分離后依次流經2-6個串接的層流罐，從每個層流罐底端流入、頂端流出；淀粉糊化液進入層流罐后在 95-97°C溫度下保溫1. 5-2. 5小時，得一次液化液。
作為上述方法的一種改進技術方案，當層流罐系統中或者蛋白分離貯箱中的料液停車時，通過離心泵直接將料液打到蛋白分離篩上。
作為上述方法的一種改進技術方案，所述層流罐系統中共包括4個層流罐。
作為上述方法的一種改進技術方案，步驟C中，一次液化液從層流罐溢流進入蛋白分離貯箱內的布料管，并從其出料縫平穩流出，在蛋白分離貯箱內形成層流，料液在蛋白分離貯箱中靜置5-15min后蛋白從料液中析出，漂浮在料液表面。
作為上述方法的一種改進技術方案，步驟D中，一次液化液從蛋白分離貯箱進料相對方向的頂部溢流到蛋白分離篩面上，液體通過篩孔落下，蛋白無法通過篩孔，實現分1 O
采用上述技術方案所產生的有益效果在于
利用本發明的設備和工藝能夠真正實現淀粉糖液化液中蛋白的高效分離，液化液中蛋白含量從0.5%降為0. 1%，蛋白去除率在80%以上；與糖化后再去除蛋白的工藝相比，減少了蛋白對生產設備造成的損害，提高了設備壽命，同時節省了后續糖化酶耗量和脫色過濾輔材耗量，還將原來的蛋白廢料成功分離作為蛋白副產品；由于蛋白在中和冷卻之前已經分離去除，中和用的食用鹽酸(濃度31%)可一節省5%左右；同樣由于蛋白在中和冷卻之前已經分離去除，物料從85°C降到65°C，物料冷卻設備(板式換熱器)不堵塞，降溫幅度小、水溫不高于40°C，不結垢，因此不用經常清理，設備(換熱器板)使用壽命從一年延長到五年；利用本發明工藝后，液化液不需要使用大面積板框過濾，不需投用過濾機，因而無需動力，也不需要占用大量建筑面積；利用本發明工藝后，糖化液不需要投用預涂層真空轉鼓過濾機，因而節省硅藻土和珍珠巖等過濾輔料；利用本發明工藝后，糖化液不需要投用預涂層真空轉鼓過濾機，因而節省設備投資；利用本發明工藝后，糖化液不需要投用預涂層真空轉鼓過濾機，因而無需動力(真空泵動力都在50千瓦/小時)；利用本發明工藝后，糖化液過濾用活性炭可以節省20% ；利用本發明工藝后，液化液分離出的蛋白形成副產品，直接向市場銷售，現在含水47%的糖蛋白每噸銷售650元，一萬噸生產能力的生產線每天生產糖蛋白0. 23噸，年可創利4. 94萬；本發明提供的設備及工藝方法還具有操作簡便、穩定性高、對環境友好、不增加動力設施等優點，其中最為突出的是極大的提高了產品的成品質量和成品率。
對于上述有益效果的具體分析如下
(1)在淀粉糊化液的制備步驟，本工藝將淀粉調漿至18. 5-20. 5波美度，同時調節 PH值為5. 5-6. 0，然后加入百奧 格林公司生產的BiotherMosizeFC α -淀粉酶，通過多次對比試驗顯示，在這樣的處理規格下，利用蛋白分離篩進行蛋白分離的效果最佳。
(2)在本發明中，由2-6個串接的層流罐(優選4個)形成層流罐系統，淀粉糊化液依次流經串接的層流罐，從每個層流罐底端流入、頂端流出，且淀粉糊化液進入層流罐后在95-97°C溫度下保溫1. 5-2. 5小時，此時得到的一次液化液中蛋白絮狀物與料液會發生分層化，為下一步的分離處理做好了準備，如果沒有這樣的分層化預處理，在利用蛋白分離篩進行蛋白分離時，效果很差；除此之外，多個串接層流罐也有利于料液De值的控制，尤其是在制作麥芽糊精和高果糖漿以及結晶葡萄糖時，這一點尤為關鍵。
(3)蛋白分離貯箱的設置，進一步提高了料液中淀粉糊與蛋白絮狀物的分層程度， 參看附圖3，本發明設計的布料管，使得料液從蛋白分離貯箱底部平穩的流進，形成層流，料液在蛋白分離貯箱中靜置幾分鐘，蛋白絮狀物就會從料液中析出，漂浮在料液表面，使得后續的蛋白分離進行的更加徹底。
(4)本發明中，蛋白分離篩的篩孔規格為0.045毫米X4毫米，篩孔分布密度為每平方米均布10-13萬個，優選為11.64萬個，經過多次生產試驗的對比顯示，上述規格的蛋白分離篩具有最優的蛋白分離效果；如果超出上述規格范圍，蛋白分離效果將大大降低。導致這樣的情況的原因主要在于在蛋白分離之前，本發明的設備和工藝步驟已經對淀粉糖料液進行了一系列的處理，使其處于特定的濃度、粘度、酸堿度以及特定的分層狀態，上述規格的蛋白分離篩正好與上述前處理工藝相適應，從而能夠達到最佳的蛋白分離效果。
(5)當層流罐系統中或者蛋白分離貯箱中的料液停車時，能夠通過離心泵直接將料液打到蛋白分離篩上進行蛋白分離。
(6)在蛋白分離貯箱和蛋白分離篩上裝有吸風罩，這樣使淀粉糖料液的溫度從 97°C降到了 75°C，一萬噸生產能力的液化系統，每年可節省一次冷卻水(18°C井水)30000 噸以上。
(7)淀粉糖料液中的蛋白去除以后降溫設備不易堵塞，使用壽命加長，板式換熱器可從一年延長到三年；后續糖化工序糖液清澈透亮，不需要預涂層轉鼓過濾機，不需要硅藻土或珍珠巖；活性炭用量可減少20%，糖化酶加量可以減少10% ；減少設備投資和廠房面積，不需要大量面積的過濾設備，減少動力消耗；淀粉糖料液中分離出的蛋白形成副產品糖蛋白，是飼料中極佳的蛋白質添加劑。


圖1是淀粉糖液化液中蛋白分離設備的結構示意圖。
圖2是蛋白分離篩的結構示意圖。
圖3是蛋白分離貯箱內布料管的結構示意圖。
圖中1、層流罐；2、蛋白分離貯箱；21進料口、；22、溢流口 ；23、布料管；231、出料縫；3、蛋白分離篩；31、篩孔；4、閥門；5離心泵；6、吸風罩；7、蛋白輸送螺旋。
具體實施方式
以下實施例詳細說明了本發明。本發明所使用的各種原料及各項設備均為常規市售產品，均能夠通過市場購買直接獲得。
實施例1
參看附圖，本發明淀粉糖液化液中蛋白的分離設備，其結構中包括依次相接的層流罐系統、蛋白分離貯箱2和蛋白分離篩3;層流罐系統包括4個依次串接的層流罐1，按照料液流向前一層流罐1頂端與后一層流罐1底端通過管道相接通；最末端的層流罐1通過管道與蛋白分離貯箱2底端的進料口 21接通，蛋白分離貯箱2頂部設置溢流口 22，溢流口 22與進料口 21相對設置，蛋白分離篩3設置在溢流口 22下方，承接從溢流口 22流出的料液；蛋白分離貯箱2的體積不小于料液的10分鐘流量，且蛋白分離貯箱2與蛋白分離篩3 等寬；
蛋白分離篩3的篩孔31規格為0. 045毫米X4毫米；蛋白分離篩3的篩孔31分布密度為每平方米均布11. 64萬個；蛋白分離篩3曲度規格為R = 600mm ；蛋白分離篩3 — 體化成型，沒有后期加工連接點；
層流罐系統中每一個層流罐1的底端設置開口并連接有管道，每一管道上分別設置閥門4，這些管道匯集后末端開口在蛋白分離貯箱2的溢流口 22處，且在匯集后的管道上設置離心泵5 ；層流罐1底端的管道匯集后，除了通往蛋白分離貯箱2的溢流口 22外，另設分支并開口于下水道；蛋白分離貯箱2的底端設置開口并連接有管道，此管道上設置有離心泵5，且此管道的末端開口在蛋白分離貯箱2的溢流口 22處；通過管道合理布局，使蛋白分離貯箱2與層流罐1共用一個離心泵5 ；
蛋白分離貯箱2內部底端靠近進料口 21處設置有布料管23 ；此布料管23與蛋白分離貯箱2上進料口 21所在的貯箱側壁的寬度相當，布料管23管體中部設置進料開口，此進料開口與蛋白分離貯箱2的進料口 21接通；沿布料管23管壁軸向開設有出料縫231，布料管23的兩管頭封閉；料液從蛋白分離貯箱2直接進入此布料管23，并從其出料縫231流進蛋白分離貯箱2;
蛋白分離貯箱2和蛋白分離篩3上方設置有吸風罩6 ；蛋白分離篩3末端設置蛋白輸送螺旋7。
實施例2
參看附圖，利用上述設備進行淀粉糖液化液中蛋白分離的方法，其步驟包括
A、淀粉糊化液的制備淀粉調漿至19. 5波美度，同時用食用碳酸鈉調節PH值為 5. 5-5. 8，然后加入百奧·格林公司生產的BiotherMosizeFC α -淀粉酶，添加量為每噸淀粉干物加425毫升α -淀粉酶，再經高溫噴射液化器對淀粉乳進行105-110°C液化，得淀粉糊化液；
B、淀粉糊化液經層流罐系統處理得一次液化液淀粉糊化液依次流經4個串接的層流罐1，淀粉糊化液從每個層流罐1底端流入、頂端流出；淀粉糊化液進入層流罐1后在 95-97°C溫度下保溫1. 5-2. 5小時，得一次液化液；
C、一次液化液從層流罐1溢流進入蛋白分離貯箱2進行分層2 —次液化液從蛋白分離貯箱2底部的布料管23進入，由于布料管23出料縫231的設計，形成層流，料液在蛋白分離貯箱2中靜置IOmin后，蛋白會從料液中析出，漂浮在料液表面；
D、一次液化液從蛋白分離貯箱2進料相對方向的頂部溢流到蛋白分離篩3面上， 液體通過篩孔落下，蛋白無法通過篩孔，實現分離，分理處的蛋白經蛋白輸送螺旋7送走， 分離出的料液進入下道工序；
當層流罐系統中或者蛋白分離貯箱2中的料液停車時，通過離心泵5直接將料液打到蛋白分離篩3上；制備工藝過程中，利用蛋白分離貯箱2和蛋白分離篩3上方的吸風罩 6對料液進行降溫處理。
上述描述僅作為本發明可實施的技術方案提出，不作為對其技術方案本身的單一限制條件。
權利要求
1.一種淀粉糖液化液中蛋白的分離設備，其特征在于結構中包括依次相接的層流罐系統、蛋白分離貯箱⑵和蛋白分離篩⑶；所述層流罐系統包括2-6個依次串接的層流罐 (1)，按照料液流向前一層流罐(1)頂端與后一層流罐(1)底端通過管道相接通；最末端的層流罐(1)通過管道與蛋白分離貯箱( 底端的進料口接通，蛋白分離貯箱( 頂部設置溢流口(22)，溢流口 0 與進料口相對設置，蛋白分離篩C3)設置在溢流口 02) 下方，承接從溢流口 0 流出的料液。
2.根據權利要求1所述的淀粉糖液化液中蛋白的分離設備，其特征在于所述蛋白分離篩(3)的篩孔(31)規格為0. 045毫米X4毫米。
3.根據權利要求1所述的淀粉糖液化液中蛋白的分離設備，其特征在于所述蛋白分離篩(3)的篩孔(31)分布密度為每平方米均布10-13萬個。
4.根據權利要求2或3所述的淀粉糖液化液中蛋白的分離設備，其特征在于所述篩孔(31)長邊的分布方向與料液在蛋白分離篩(3)上的流向垂直；所述蛋白分離篩(3)的曲度規格為R = 600mm。
5.根據權利要求1所述的淀粉糖液化液中蛋白的分離設備，其特征在于所述蛋白分離篩C3)傾斜設置在所述溢流口 0 下方，蛋白分離篩C3) —端與溢流口 0 相接。
6.根據權利要求1所述的淀粉糖液化液中蛋白的分離設備，其特征在于所述蛋白分離貯箱O)內部底端靠近進料口處設置有布料管；此布料管與蛋白分離貯箱( 上進料口所在的貯箱側壁的寬度相當，布料管管體中部設置進料開口， 此進料開口與蛋白分離貯箱O)的進料口接通；沿布料管03)管壁軸向開設有出料縫031)，布料管的兩管頭封閉；料液從蛋白分離貯箱( 直接進入此布料管(23)，并從其出料縫031)流進蛋白分離貯箱0)。
7.利用權利要求1所述的設備進行淀粉糖液化液中蛋白分離的方法，其特征步驟包括A、淀粉糊化液的制備；B、淀粉糊化液經層流罐系統處理得一次液化液；C、一次液化液從層流罐(1)溢流進入蛋白分離貯箱( 進行分層；D、一次液化液從蛋白分離貯箱(2)溢流到蛋白分離篩(3)面上進行蛋白分離。
8.根據權利要求6所述的淀粉糖液化液中蛋白分離的方法，其特征在于步驟A中，所述淀粉糊化液的制備方法是淀粉調漿至18. 5-20. 5波美度，同時調節PH值為5. 5-6. 0，然后加入α-淀粉酶，添加量為每噸淀粉干物加350-500毫升α -淀粉酶，再經噴射液化器對淀粉乳進行105-110°C液化，得淀粉糊化液。
9.根據權利要求7所述的淀粉糖液化液中蛋白分離的方法，其特征在于淀粉的具體調漿濃度為19.5波美度；調節PH值為5. 5-5. 8，具體采用食用碳酸鈉進行調節；α-淀粉酶采用百奧·格林公司生產的BiotherMosizeFC型號的α -淀粉酶；所述噴射液化器為高溫噴射液化器。
10.根據權利要求6所述的淀粉糖液化液中蛋白分離的方法，其特征在于步驟B中，淀粉糊化液經汽液分離后依次流經2-6個串接的層流罐(1)，從每個層流罐 (1)底端流入、頂端流出；淀粉糊化液進入層流罐(1)后在95-97°C溫度下保溫1. 5-2. 5小時，得一次液化液；步驟C中，一次液化液從層流罐(1)溢流進入蛋白分離貯箱( 內的布料管(23)，并從其出料縫(231)平穩流出，在蛋白分離貯箱(2)內形成層流，料液在蛋白分離貯箱(2)中靜置5-15min后蛋白從料液中析出，漂浮在料液表面。
全文摘要
本發明公開了一種淀粉糖液化液中蛋白的分離設備，結構中包括依次相接的層流罐系統、蛋白分離貯箱和蛋白分離篩；層流罐系統包括2-6個依次串接的層流罐，最末端的層流罐通過管道與蛋白分離貯箱底端的進料口接通，蛋白分離貯箱頂部設置溢流口，蛋白分離篩設置在溢流口下方。利用此設備進行淀粉糖液化液中蛋白分離的方法，其步驟包括A、淀粉糊化液的制備；B、淀粉糊化液經層流罐系統處理得一次液化液；C、一次液化液從層流罐溢流進入蛋白分離貯箱進行分層；D、一次液化液從蛋白分離貯箱溢流到蛋白分離篩面上進行蛋白分離。本發明，首先對淀粉糖液化液進行一系列針對性的處理，并通過合理設置蛋白分離篩的篩孔大小和篩孔密度，實現淀粉糖液化液中蛋白的高效分離。
文檔編號C07K1/34GK102516354SQ201110366280
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者戎永新, 耿風玲, 趙建強 申請人:玉鋒實業集團有限公司