[发明专利]采用膜过滤浓缩玉米浸泡水的方法

说明书

技术领域

本发明属于玉米浸泡水的处理，特别是指一种采用膜过滤浓缩玉米浸泡水的方法。

背景技术

玉米是我国传统的农作物，在我国的种植面积已超过2×10⁸ hm²，产量逾 3×10⁹t，占粮食总产量的27.6%，在国民经济的发展中具有举足轻重的地位。玉米80%以上成分为淀粉类物质，因此大量用于生产淀粉，当前我国很多玉米淀粉厂都具有相当的生产规模，在淀粉生产过程中，会产生大量的副产物如湿磨法生产玉米淀粉时，首先要将玉米粒放在水中浸泡，并加入一定的化学药品，如亚硫酸（浸泡时间一般在50-60h）。玉米粒浸泡后留下的废水称为玉米浸泡水或玉米浸渍水，通常每处理1t玉米就会产生0.35m³的浸泡水。

将玉米浸泡水加以浓缩后即可制得玉米浆，玉米浆中含有丰富的可溶性蛋白、生长素和必需的矿物质和维生素物质，含大约40%～50%固体物质。玉米浆是微生物生长普遍应用的有机氮源，它还能促进青霉素等抗生素的生物合成。将玉米浆制成干粉后用途更加广泛，目前被广泛用于抗生素工业（青霉素、红霉素、庆大霉素、大观霉素、金霉素等），维生素（Vc、VB2等），氨基酸（味精、赖氨酸、苯丙氨酸等），酶制剂（淀粉酶、糖化酶等）等发酵工业，在生物发酵过程中作水溶性植物蛋白及水溶性维生素等营养元素补充剂。

在20世纪80年代以前，淀粉行业的规模有限，玉米浸泡水几乎都被当做废水排放掉。80年代以后，随着淀粉行业的迅速兴起，产业规模不断壮大，在生产过程中产生的玉米浸泡水的量也增大了许多。起初人们采用CaCO₃沉淀法从玉米浸泡水中提取粗菲汀，菲汀又称为植物酸钙，是制取植酸、植酸钠和肌醇的主要原料，应用广泛，菲汀的含量占玉米浸泡水中干物质含量的7%。用CaCO₃沉淀法只是利用了玉米浸泡水中的植酸磷物质，玉米浸泡水中，除含有菲汀外，还含有2-3%蛋白质（氨基酸）、2%左右的乳酸、和1%左右的糖类（以还原糖为主）等有机成分。这些有机成分，一方面是造成玉米浸泡水高污染负荷的“元凶”，其中的COD和BOD含量极高，通常情况下COD和BOD分别高达100000-140000mg/L和20000-30000mg/L，属高浓度的有机废水，这些水若不进行有效处理，就会对环境造成严重的污染；另一方面，则又是宝贵的天然资源财富。目前，这些资源中，除提取工业菲汀作肌醇生产原料外，其余都未能得到合理、有效地开发利用，并转化为严重的污染源。显然，如果将这些资源成分最大程度地提取出来并转化成相应的产品，不仅可以实现资源的综合利用，增加新的经济效益，同时，变单纯末端治理为从源头治理，实现污染物的减排，从而大大减轻末端污染治理的负荷及治理成本，进而使玉米浸泡水的环保难题取得突破。

过去多数淀粉厂将玉米浸泡水作为废液直接排放掉或通过蒸发浓缩器浓缩为玉米浆。通常企业采用的是三效蒸发法对玉米浸泡水进行处理，即将第一个蒸发器产生的二次蒸汽再次当作加热源，引入另一个蒸发器，只要控制蒸发器内的压力和溶液沸点，使其适当降低，则可利用第一个蒸发器产生的二次蒸汽进行加热。此时，第一个蒸发器的冷凝处就是第二个蒸发器的加热处，这就是三效蒸发原理。每个蒸发器称为一效，通入生蒸汽的蒸发器为第一效，并由二次蒸汽通入方向依次为第二效、第三效等。

采用三效蒸发法进行处理存在着如下缺点：

1、消耗大量电能、热能，每产1吨玉米浆耗电25度，消耗蒸汽2吨；

2、温度为120℃时破坏玉米浆中的有机营养成分乳酸菌、氨氮物质等，损失10%-15%；

    3、生产效率较低，经济效益差。

近年来，随着环保国策的日益强化，各地环保部门将玉米浸泡水的污染纳入重点治理目标，并以前所未有的高压手段予以整治，强制要求淀粉生产企业将玉米浸泡水浓缩为玉米浆，而不得再将浸泡水直接出售。有些地方还强行关停、取缔了菲汀生产企业。这一举措，虽然解决了目前玉米浸泡水的污染问题，但对于玉米淀粉厂家，由于浓缩玉米浆需增加能源成本，而玉米浆由于总产量大增，不仅售价低得不足以弥补能源成本，且销路也不好。因而，厂家并无积极性。此外，对于肌醇行业，则因菲汀产量锐减，必将面临无米之炊的困境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用膜过滤浓缩玉米浸泡水的方法，具有低能耗、有机物质破坏较小的特点。

本发明的整体技术构思是：

采用膜过滤浓缩玉米浸泡水的方法，包括如下工艺步骤：

A、去杂