CN117247079B - 一种淀粉生产用过程水处理系统及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种淀粉生产用过程水处理系统及其工艺，涉及废水处理技术领域，具体包括增压反应器，用于通入压缩空气和过程水；原过程水罐，与增压反应器连通，用于接收增压反应器内具有空气的过程水；麸质罐，包括稀麸质罐和浓麸质罐；排气风机，与原过程水罐连接，本发明通过增压反应器在过程水中增加溶气，使得原过程水罐中的过程水内产生大量的微气泡并附着于过程水内形成的蛋白悬浮物，使得蛋白悬浮物絮团稳定快速的上升至原过程水罐的上部，并通过溢流排出至麸质罐内，提高了形成的蛋白悬浮物絮团的稳定性，提高了蛋白粉收率。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种淀粉生产用过程水处理系统及其工艺。
背景技术
淀粉是一种高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合而成的多糖，是人类粮食的最主要成分，同时也是中药的工业原料，目前淀粉主要由农作物通过光合作用，将太阳光能、二氧化碳和水转化而成，在通过玉米加工生产淀粉的过程中会产生过程水，过程水中含有少量淀粉、蛋白、细纤维、脂肪等，有可溶的和不可溶的，不可溶的部分一般称为过程水的悬浮物，即不可溶物，若将这部分不可溶物直接随过程水进行制酸，不仅降低了产品收率，且影响玉米浸泡效果。
现有一般通过过程水罐对过程水进行分级澄清提取，在分级提取时利用玉米蛋白质自身为两性电解质的特点，通过蛋白自动凝聚的趋势形成絮粒来进行分级澄清提取，但通过该种方式提取时，由于通过蛋白自动凝聚的絮粒较小，且由于絮粒表面带有相同电荷以及水化层的影响，使得形成的絮粒的稳定性较差，从而影响对于过程水中不可溶物的去除效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种淀粉生产用过程水处理系统及其工艺，解决了现有淀粉生产中的过程水在提取不可溶物时形成的絮粒稳定性较差而影响提取效果的问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种淀粉生产用过程水处理系统，具体包括：
增压反应器，用于通入压缩空气和过程水，并保持内部压力在预设值范围，以增加过程水溶气；
原过程水罐，与增压反应器连通，用于接收增压反应器内具有空气的过程水，并在内部对过程水进行分级澄清后输出至外部；
麸质罐，包括稀麸质罐和浓麸质罐，且均与原过程水罐连通，用于接收自原过程水罐中溢流排出的蛋白悬浮物絮团；
排气风机，与原过程水罐连接，并用于排出原过程水罐内的异味气体。
作为本发明的一种优选方案，所述增压反应器包括罐体，所述罐体的顶部和底部分别设置有出料口和进料口，所述罐体的外壁上分别开设有进气口和供工人进出检查维修的检查窗，所述罐体的内部设置有多个管道，每个所述管道的侧壁均设置有孔隙，且所述管道的孔隙用于供进气口通入的气体通过至管道内。
作为本发明的一种优选方案，所述原过程水罐包括由圆柱罐和锥形罐组成的水罐，且所述锥形罐位于圆柱罐的底部，所述圆柱罐内平行设置有两个与竖直面平行的隔板，每个所述隔板上均设置有开孔；
其中，两个所述隔板均沿竖直方向向下延伸至锥形罐内，并位于锥形罐上竖直中心线所在的竖直平面的一侧。
作为本发明的一种优选方案，两个所述隔板的底部与锥形罐的内侧壁之间的间距均大于零。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种淀粉生产用过程水处理系统的生产工艺，包括步骤：
S100，启动增压反应器，然后通入加压空气和过程水至增压反应器内，并维持增压反应器内的压强在预设值范围内，并将溶有气体的过程水通入原过程水罐内；
S200，原过程水罐对溶有气体的过程水进行处理，并通过隔板上的开孔对过程水进行一级或者两级澄清，并将过程水分层排出进行不同的处理；
S300，将原过程水罐内上部的蛋白悬浮物絮团通过收集管溢流排出至麸质罐内进行蛋白回收。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S200中，过程水分层排出进行不同的处理流程具体包括：
S201，将原过程水罐内中部偏上部分因含蛋白和脂肪较多而浑浊的过程水排出至外部进行纤维洗涤；
S202，将原过程水罐内处于中间的过程水排出至外部进行制酸；
S203，将原过程水罐内处于位于底部和隔板中间区域的过程水排出至外部进行胚芽洗涤；
S204，将原过程水罐内位于底部的过程水排出至外部进行磨料。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S300中，蛋白悬浮物絮团通过大量微气泡快速上浮至原过程水罐内上部，并根据浓度分别溢流排出至稀麸质罐或者浓麸质罐内。
在所述步骤S100中，压强预设值范围为0.02-0.08MPa
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过增压反应器在过程水中增加溶气，使得原过程水罐中的过程水内产生大量的微气泡并附着于过程水内形成的蛋白悬浮物，使得蛋白悬浮物絮团稳定快速的上升至原过程水罐的上部，并通过溢流排出至麸质罐内，提高了形成的蛋白悬浮物絮团的稳定性，提高了蛋白粉收率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供增压反应器的侧面剖视结构示意图；
图2为本发明实施例提供增压反应器的俯视剖视结构示意图；
图3为本发明实施例提供原过程水罐的侧面剖视结构示意图；
图4为本发明实施例提供原过程水罐的俯视剖视结构示意图；
图5为本发明实施例提供一种淀粉生产用过程水处理系统的流程示意图；
图6为本发明实施例提供一种淀粉生产用过程水处理系统的生产工艺的流程示意图。
图中的标号分别表示如下：
1、增压反应器；2、原过程水罐；
101、罐体；102、出料口；103、进料口；104、进气口；105、检查窗；106、管道；201、圆柱罐；202、锥形罐；203、隔板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1至图5所示，本发明提供了一种淀粉生产用过程水处理系统，具体包括：
增压反应器1，用于通入压缩空气和过程水，并保持内部压力在预设值范围，以增加过程水溶气。
原过程水罐2，与增压反应器1连通，用于接收增压反应器1内具有空气的过程水，并在内部对过程水进行分级澄清后输出至外部。
麸质罐，包括稀麸质罐和浓麸质罐，且均与原过程水罐2连通，用于接收自原过程水罐2中溢流排出的蛋白悬浮物絮团。
排气风机，与原过程水罐2连接，并用于排出原过程水罐2内的异味气体。
本发明在实际使用时所使用的过程水为淀粉生产中所产生的，具体是玉米通过湿法加工时产生的原浆经浓缩后提高浓度，并通过溢流排出工艺水，底流经主分离机分离，底流为粗淀粉乳，溢流为稀麸质（蛋白），粗淀粉乳经十二级旋流洗涤，十二级洗涤为逆流洗涤，一级进粗淀粉乳，十二级加洗水，粗淀粉乳中的大部分蛋白、脂肪及部分细纤维经一级溢流排出（十二级中一级进粗淀粉乳流量加十二级进洗水流量一定等于一级溢流流量加十二级底流流量），一级溢流浓度一般在3-5波美，十二级的底流为精制淀粉乳，可以去生产淀粉糖或其他深加工，也可以脱水、干燥生产商品淀粉；主分离溢流稀麸质，经浓缩机浓缩，底流为浓麸质，溢流为过程水，过程水还包括澄清机、预浓缩、浓缩机溢流及板框压滤机滤液，一直作为胚芽、纤维洗涤水循环使用，这部分水统称为过程水。
而过程水中含有少量淀粉、蛋白质、细纤维、脂肪等，有可溶的和不可溶的，不可溶物是需要进行提取的，如果不进行提取，不可溶物会与过程水一起浸泡玉米进行制酸，使得不可溶物被水解成可溶物，从而导致损失产品收率，且影响玉米的浸泡效果。
而过程水中所包含的玉米蛋白质为两性电解质，其等电点约为PH4.0-4.8，淀粉乳的pH值正好为蛋白质的等电点，因此蛋白质具有自动凝聚的趋势，这种凝聚方式形成的絮粒很小，同时由于絮粒表面带有相同电荷及水化层的影响，絮粒很不稳定。
在本发明中，将过程水和压缩空气一同通入增压反应器1内以增加过程水溶气，在此过程中，增压反应器1内的压力保持为0.02-0.08MPa，使得压缩空气与过程水混合，同时保持一定压力以增加过程水溶气，使得蛋白悬浮物絮团附着有大量的微气泡。
当过程水进入原过程水罐2后，蛋白悬浮物絮团在周侧附着的微气泡的作用下快速上浮，并聚集在原过程水罐2内的上部空间中，然后通过溢流进入麸质罐内部进行蛋白回收。
通过设置的增压反应器1增加过程水溶气，由于絮团的比重小于水，以此实现气浮分离，气体呈气泡状上浮并将蛋白质及其他轻的悬浮粒子尽快浮起通过溢流挡板排走，从而达到分离的目的，气泡粒径越小，效率越高，提高蛋白收率。
麸质罐用于接收溢流出的蛋白悬浮物絮团进行蛋白回收，根据溢流出的蛋白悬浮物絮团浓度来排出至稀麸质罐或者浓麸质罐。
排气风机用于排出原过程水罐2内产生的异味气体如二氧化硫等。
其中，图4中a所示为原过程水罐2外接排气风机的位置，f表示压缩空气的通入，g表示过程水的通入，h表示溢流处的蛋白悬浮物絮团通入麸质罐内。
增压反应器1包括罐体101，罐体101的顶部和底部分别设置有出料口102和进料口103，罐体101的外壁上分别开设有进气口104和供工人进出检查维修的检查窗105，罐体101的内部设置有多个管道106，每个管道106的侧壁均设置有孔隙，且管道106的孔隙用于供进气口104通入的气体通过至管道106内。
增压反应器1中，罐体101通过进料口103接收过程水进入多个管道106内，并通过进气口104通入压缩空气，压缩空气通过管道106上的孔隙进入管道106内部并溶入过程水内，从而增加了过程水溶气。
且进料口103位于出料口102的下方，更便于压缩空气溶入过程水内。
检查窗105用于供工人检查和维修时打开进入罐体101内部。
原过程水罐2包括由圆柱罐201和锥形罐202组成的水罐，且锥形罐202位于圆柱罐201的底部，圆柱罐201内平行设置有两个与竖直面平行的隔板203，每个隔板203上均设置有开孔。
其中，两个隔板203均沿竖直方向向下延伸至锥形罐202内，并位于锥形罐202上竖直中心线所在的竖直平面的一侧。
原过程水罐2在对过程水进行分级澄清时，过程水通过隔板103分成三个区域，水罐内的过程水通过两个隔板203上的开孔进行一级澄清或者二级澄清，且过程水内的蛋白和脂肪上浮，而淀粉则会下沉。
处于水罐中部偏上的过程水中含有部分脂肪和蛋白较为浑浊，因此，将此部分的过程水排出至外部进行纤维洗涤，如图4中e所示。
水罐中间部分的过程水几乎不含淀粉，较为澄清，将此部分的过程水排出至外部进行制酸，如图4中b所示。
而处于水罐底部和隔板中间区域的过程水中的淀粉含量较少，将此部分的过程水排出进行胚芽洗涤，如图4中c所示。
而淀粉最终都是下沉至水罐的底部，因此将底部含有淀粉较多的过程水排出至外部进行磨料，如图4中d所示。
顶部聚集的蛋白悬浮物絮团，经过收集管溢流至浓麸质罐或稀麸质罐，如图4中h所示。
圆柱罐201用于盛装过程水，而锥形罐202的底部呈锥形，便于过程水汇聚至一处进行排出。
通过设置的原过程水罐2对过程水进行分级澄清后再排出，既保证了产品收率，又避免了对玉米的浸泡效果产生影响。
在本实施例中，两个隔板203上开孔的高度相同，但在水平方向上开孔相互错位。
两个隔板203的底部与锥形罐202的内侧壁之间的间距均大于零。
即使得隔板203的底部与锥形罐202的内侧壁之间有一定间隙以供淀粉等下沉物通过，避免淀粉等下沉物堆积在隔板203和水罐内壁形成的区域内。
实施例2
如图6所示，本发明还提供了一种淀粉生产用过程水处理系统的生产工艺，包括步骤：
S100，启动增压反应器1，然后通入加压空气和过程水至增压反应器1内，并维持增压反应器1内的压强在预设值范围内，并将溶有气体的过程水通入原过程水罐2内；
S200，原过程水罐2对溶有气体的过程水进行处理，并通过隔板203上的开孔对过程水进行一级或者两级澄清，并将过程水分层排出进行不同的处理；
S300，将原过程水罐2内上部的蛋白悬浮物絮团通过收集管溢流排出至麸质罐内进行蛋白回收。
在步骤S100中，通过在增压反应器1内通入加压空气，并保持增压反应器1内部具有一定压力，从而使得过程水中溶入一定量的气体，此部分气体在原过程水罐2内以微气泡的形态附着在蛋白悬浮物絮团周侧，从而进行气浮分离以进行蛋白回收。
在步骤S200中，过程水分层排出进行不同的处理流程具体包括：
S201，将原过程水罐2内中部偏上部分因含蛋白和脂肪较多而浑浊的过程水排出至外部进行纤维洗涤；
S202，将原过程水罐2内处于中间的过程水排出至外部进行制酸；
S203，将原过程水罐2内处于位于底部和隔板中间区域的过程水排出至外部进行胚芽洗涤；
S204，将原过程水罐2内位于底部的过程水排出至外部进行磨料。
在步骤S200中，由于淀粉和脂肪以及蛋白的下沉和上浮的方向不同，因此，需要进行分级澄清后再分别排出以进行不同的工艺处理。
在原过程水罐2中设置有两个隔板203，且隔板203上设置有开孔，通过隔板203上的开口可以对过程水进行一级澄清或者二级澄清，且通过淀粉和脂肪以及蛋白的幅度不同进行分级澄清后排出。
其中，淀粉在过程水中一直处于下沉的运动趋势，因此，原过程水罐2内底部的淀粉含量最高，将此部分的过程水排出进行磨料，而处于原过程水罐2中部的过程水，由于淀粉下沉，且脂肪和蛋白上浮，因此较为澄清，所以将此部分的过程水排出进行制酸，将处于原过程水罐2内底部和中部之间的过程水排出去胚芽洗涤，将原过程水罐2内顶部的过程水排出至外部进行纤维洗涤。
在步骤S300中，蛋白悬浮物絮团通过大量微气泡快速上浮至原过程水罐2内上部，并根据浓度分别溢流排出至稀麸质罐或者浓麸质罐内。
在步骤S100中，压强预设值范围为0.02-0.08MPa。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (5)
1.一种淀粉生产用过程水处理工艺，其特征在于，包括步骤：
S100，启动增压反应器（1），然后通入加压空气和过程水至增压反应器（1）内，并维持增压反应器（1）内的压强在预设值范围内，并将溶有气体的过程水通入原过程水罐（2）内；
S200，原过程水罐（2）对溶有气体的过程水进行处理，并通过原过程水罐（2）内沿竖直方向平行设置的两个隔板（203）上的开孔对过程水进行一级或者两级澄清，并将过程水分层排出进行不同的处理；
S300，将原过程水罐（2）内上部的蛋白悬浮物絮团通过收集管溢流排出至麸质罐内进行蛋白回收；
在步骤S200中，过程水分层排出进行不同的处理流程具体包括：
S201，将原过程水罐（2）内中部偏上部分因含蛋白和脂肪较多而浑浊的过程水排出至外部进行纤维洗涤；
S202，将原过程水罐（2）内处于中间的过程水排出至外部进行制酸；
S203，将原过程水罐（2）内处于位于底部和隔板中间区域的过程水排出至外部进行胚芽洗涤；
S204，将原过程水罐（2）内位于底部的过程水排出至外部进行磨料。
2.根据权利要求1所述的一种淀粉生产用过程水处理工艺，其特征在于，在步骤S300中，蛋白悬浮物絮团通过大量微气泡快速上浮至原过程水罐（2）内上部，并根据浓度分别溢流排出至稀麸质罐或者浓麸质罐内。
3.根据权利要求1所述的一种淀粉生产用过程水处理工艺，其特征在于，在步骤S100中，压强预设值范围为0.02-0.08MPa。
4.根据权利要求1所述的一种淀粉生产用过程水处理工艺的系统，其特征在于，具体包括：
增压反应器（1），用于通入压缩空气和过程水，并保持内部压力在预设值范围，以增加过程水溶气；
原过程水罐（2），与增压反应器（1）连通，用于接收增压反应器（1）内具有空气的过程水，并在内部对过程水进行分级澄清后输出至外部；
麸质罐，包括稀麸质罐和浓麸质罐，且均与原过程水罐（2）连通，用于接收自原过程水罐（2）中溢流排出的蛋白悬浮物絮团；
排气风机，与原过程水罐（2）连接，用于排出原过程水罐（2）内的异味气体；
所述增压反应器（1）包括罐体（101），所述罐体（101）的顶部和底部分别设置有出料口（102）和进料口（103），所述罐体（101）的外壁上分别开设有进气口（104）和供工人进出检查维修的检查窗（105），所述罐体（101）的内部设置有多个管道（106），每个所述管道（106）的侧壁均设置有孔隙，且所述管道（106）的孔隙用于供进气口（104）通入的气体通过至管道（106）内；
所述原过程水罐（2）包括由圆柱罐（201）和锥形罐（202）组成的水罐，且所述锥形罐（202）位于圆柱罐（201）的底部，所述圆柱罐（201）内平行设置有两个与竖直面平行的隔板（203），每个所述隔板（203）上均设置有开孔；
其中，两个所述隔板（203）均沿竖直方向向下延伸至锥形罐（202）内，并位于锥形罐（202）上竖直中心线所在的竖直平面的一侧。
5.根据权利要求4所述的一种淀粉生产用过程水处理工艺的系统，其特征在于，两个所述隔板（203）的底部与锥形罐（202）的内侧壁之间的间距均大于零。
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