CN206359453U - 一种白色玉米醇溶蛋白的中试生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种白色玉米醇溶蛋白的中试生产线，包括加料系统、提取系统、过滤系统、浓缩系统、真空干燥设备、粉碎机与真空包装机。其中提取系统包括三级连续逆流提取罐及超声波反应器，过滤系统包括刮刀式过滤器、陶瓷膜过滤器、超纳滤膜过滤器及相应的暂存罐；浓缩系统括超纳滤液蛋白浓缩设备、刮板真空浓缩设备及蛋白浓缩液暂存罐、溶剂回收暂存罐等。本实用新型的生产线对溶剂乙醇进行二次回收，实现了溶剂的可循环利用，避免了溶剂对环境造成污染，降低了生产成本；而且生产的玉米醇溶蛋白产品色泽白，品质高，无溶剂残留，绿色健康，提高了玉米蛋白粉的附加值，有利于玉米蛋白粉的综合开发利用。

Description

一种白色玉米醇溶蛋白的中试生产线

技术领域

本实用新型涉及一种白色玉米醇溶蛋白的中试生产线，属于玉米醇溶蛋白加工技术领域。

背景技术

某些药物和食品对玉米醇溶蛋白成膜后的透明度和色泽要求高，然而现有工业化玉米醇溶蛋白产品颜色为黄色，限制了玉米醇溶蛋白在食品和医药领域的应用。限制了玉米醇溶蛋白应用的另一个原因是生产玉米醇溶蛋白所需的乙醇量大，且难以回收，导致成本过高。针对玉米醇溶蛋白加工领域的上述问题，急需设计一条能降低生产成本的白色玉米醇溶蛋白中试生产线。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种白色玉米醇溶蛋白的中试生产线，以实现白色玉米醇溶蛋白的规模化生产。

本实用新型提供的一种白色玉米醇溶蛋白的中试生产线，包括加料系统、提取系统、过滤系统、浓缩系统、真空干燥设备、粉碎机与真空包装机。下面对各系统的结构和系统间的连接和配合进行详细说明。

加料系统，包括溶媒调配罐，溶媒调配罐的入口安装有溶剂过滤器，对加入到溶媒调配罐的乙醇溶液进行过滤。溶媒调配罐内安装有在线溶剂浓度测定仪及溶剂流变计，在线溶剂浓度测定仪用于测定溶媒调配罐中溶剂乙醇的浓度，溶剂流变计用于测定从溶媒调配罐加入到提取循环罐中溶剂的体积数量。溶媒调配罐通过离心泵将溶媒调配罐中的溶剂泵入提取系统。

提取系统，包括逆流提取罐，逆流提取罐内安装有搅拌装置，逆流提取罐外安装有与之联通的超声波反应器，使得逆流提取在超声条件下进行。超声波反应器可采用聚能式超声波反应器。为了提高提取效率，逆流提取罐采用三级连续逆流提取罐，且每级逆流提取罐间通过浓浆隔膜泵联通，最后一级逆流提取罐通过浓浆隔膜泵与过滤系统连接。

过滤系统依次包括刮刀式过滤器、粗滤液暂存罐、陶瓷膜过滤器、陶瓷膜滤液暂存罐、超纳滤膜过滤器、超纳滤液蛋白暂存罐，超纳滤液色素暂存罐七部分；其中刮刀式过滤器为两联刮刀式过滤器，刮刀式过滤器的出液口通过浓浆隔膜泵泵入粗滤液暂存罐；粗滤液暂存罐的液体通过浓浆隔膜泵泵入陶瓷膜过滤器；陶瓷膜过滤器的滤液通过高压离心泵泵入陶瓷膜滤液暂存罐；陶瓷膜滤液暂存罐的底部通过阀门和管线与超纳滤膜过滤器的物料进口端连接，超纳滤膜过滤器物料进口端的溶液通过浓浆隔膜泵泵入超纳滤膜元件中，使料液进膜过滤；超纳滤膜过滤器的渗透液出口端溶液通过高压离心泵泵入超纳滤液色素暂存罐，超纳滤膜过滤器的料液出膜浓缩液出口端溶液通过浓浆隔膜泵泵入超纳滤液蛋白暂存罐；超纳滤液蛋白暂存罐的底部通过阀门和管线与超纳滤液蛋白浓缩设备连接。

浓缩系统包括超纳滤液蛋白浓缩设备、蛋白浓缩液暂存罐、溶剂回收暂存罐、刮板真空浓缩设备、螺旋缠绕管冷凝器、乙醇回收暂存罐及蛋白析出设备七个部分；其中超纳滤液蛋白浓缩设备的渗透液出口端溶液通过高压离心泵泵入溶剂回收暂存罐，其料液出膜浓缩液出口端溶液通过浓浆隔膜泵泵入蛋白浓缩液暂存罐；蛋白浓缩液暂存罐中的蛋白液通过浓浆隔膜泵泵入刮板真空浓缩设备；刮板真空浓缩设备的底部通过浓浆隔膜泵连接蛋白析出设备，其顶部通过管线连接螺旋缠绕管冷凝器，螺旋缠绕管冷凝器回收的乙醇经高压离心泵泵入乙醇回收暂存罐。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有以下特点：

1、本实用新型公布了一种白色玉米醇溶蛋白的中试生产线，填补了白色玉米醇溶蛋白的生产线的空白。本实用新型采用逆流超声提取设备与膜分离设备相结合生产玉米醇溶蛋白，生产出的玉米醇溶蛋白产品色泽白，品质高；

2、本实用新型提供的中试生产线对使用的溶剂乙醇进行二次回收，实现了溶剂的可循环利用（乙醇的回收率可达到97%~98%），避免了溶剂对环境造成污染，降低了玉米醇溶蛋白的生产成本，同时使得玉米蛋白粉产品中无溶剂残留，绿色健康。

附图说明

图1为本实用新型中试生产线加料系统及提取系统的结构布局图；

图2为本实用新型中试生产线提取系统三级连续逆流提取罐的结构布局图；

图3为本实用新型中试生产线过滤系统中刮刀式过滤器与粗滤液暂存罐的结构布局图；

图4为本实用新型中试生产线过滤系统中陶瓷膜过滤器、陶瓷膜滤液暂存罐的结构布局图；

图5为本实用新型中试生产线过滤系统中超纳滤膜过滤器、超纳滤液蛋白暂存罐及超纳滤液色素暂存罐的结构布局图；

图6为本实用新型中试生产线浓缩系统中超纳滤液蛋白浓缩设备、超纳滤液蛋白浓缩液暂存罐及溶剂回收暂存罐的结构布局图；

图7为本实用新型中试生产线浓缩系统中刮板真空浓缩设备、螺旋缠绕管冷凝器、乙醇回收暂存罐及蛋白析出设备的结构布局图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的白色玉米醇溶蛋白的中试生产线及其生产工艺作进一步说明。

（1）溶媒调配罐及溶剂调配

溶媒调配罐1的入口安装有溶剂过滤器，对加入到溶媒调配罐的乙醇溶液进行过滤。溶媒调配罐内安装有在线溶剂浓度测定仪及溶剂流变计，在线溶剂浓度测定仪用于测定溶媒调配罐中溶剂乙醇的浓度，溶剂流变计用于测定从溶媒调配罐加入到提取循环罐中溶剂的体积数量。溶媒调配罐通过离心泵2将溶媒调配罐中的溶剂泵入提取系统。

溶剂调配：在溶媒调配罐中，添加乙醇与水，将乙醇水溶液调配成体积百分数为60%~95%的溶液。

（2）三级连续逆流提取罐及其提取工艺

逆流提取罐采用三级连续逆流提取罐3，且每级逆流提取罐间通过浓浆隔膜泵6联通，最后一级逆流提取罐通过浓浆隔膜泵与过滤系统连接。每级逆流提取罐内安装有搅拌装置4，逆流提取罐外安装有与之联通的超声波反应器5，使得逆流提取在超声条件下进行。超声波反应器可采用聚能式超声波反应器。

每级提取工艺：在逆流提取罐中加入玉米蛋白粉，再按照玉米蛋白粉与乙醇溶液以1:3~1:25kg/L的固液比泵入乙醇水溶液。再开启聚能式超声波反应器及提取装置，在避光密闭条件下进行超声提取，提取温度为30℃~60℃，超声频率为10KHz~30KHz ，提取时间为15min~120min；搅拌速率为30~150转/分。

（3）刮刀式过滤器及初过滤

采用两联刮刀式过滤器7对连续逆流超声提取罐的提取液进行粗过滤，以除去提取溶液中玉米蛋白粉等大颗粒杂质成分。刮刀式过滤器的滤网目数为60~120目，过滤压力为-0.02MPa~0.1MPa，刮刀速率为70~120转/分。刮刀式过滤器的出液口的滤液通过浓浆隔膜泵6泵入粗滤液暂存罐8。

（4）陶瓷膜过滤器及过滤

采用陶瓷膜过滤器9对粗滤液暂存罐中的液体进行过滤以除去提取溶液中的纤维与果胶等杂质。将粗滤液暂存罐8的液体通过浓浆隔膜泵6泵入陶瓷膜过滤器9进行过滤。陶瓷膜过滤的膜孔径为50~100um，压力范围0~10bar，温度：20℃~100℃。滤液通过高压离心泵泵入陶瓷膜滤液暂存罐10。

（5）超纳滤膜过滤器及过滤

采用超纳滤膜过滤器11将陶瓷膜滤液暂存罐10的液体进行过滤，使色素与玉米醇溶蛋白分开。打开陶瓷膜滤液暂存罐10底部的阀门，使其中的液体进入超纳滤膜过滤器11进行过滤。超纳滤膜过滤器11的膜孔径为10kDa~80kDa，压力范围0~40bar，温度：20℃~100℃。超纳滤膜过滤器11的渗透液出口端的液体通过离心泵2泵入超纳滤液色素暂存罐13；超纳滤膜过滤器11的料液出膜浓缩液出口端的液体通过浓浆隔膜泵6泵入超纳滤液蛋白暂存罐12。超纳滤液蛋白暂存罐12的底部通过阀门和管线与超纳滤液蛋白浓缩设备14连接。

（6）超纳滤液蛋白浓缩设备及蛋白浓缩与乙醇回收

采用超纳滤液蛋白浓缩设备14对超纳滤液蛋白暂存罐12中的玉米醇溶蛋白溶液进行浓缩。打开超纳滤液蛋白暂存罐12底部的阀门，使其中的玉米醇溶蛋白液进入超纳滤液浓缩设备14。超纳滤液浓缩设备14的膜孔径为360Da，压力范围0~40bar，温度为20℃~40℃。超纳滤液蛋白浓缩设备11的渗透液出口端通过离心泵2泵入溶剂回收暂存罐16进行回收，其料液出膜浓缩液出口端的液体通过浓浆隔膜泵6泵入蛋白浓缩液暂存罐15。

（7）刮板真空浓缩设备及蛋白的真空浓缩

采用刮板真空浓缩设备17对蛋白浓缩液暂存罐15中的液体进行真空浓缩。将蛋白浓缩液暂存罐15中的蛋白液通过浓浆隔膜泵6泵入刮板真空浓缩设备17，控制浓缩温度为30℃~45℃，压力为-0.02MPa~0.1MPa，浓缩时间为10 min~180 min，浓缩至浓缩液中酒精浓度为40%时泵入蛋白析出设备20，加水沉淀析出玉米醇溶蛋白湿粉。刮板真空浓缩设备17的顶部通过管线连接螺旋缠绕管冷凝器18，螺旋缠绕管冷凝器回收的乙醇冷却后经离心泵2泵入乙醇回收暂存罐19回收利用。

（8）真空干燥

将玉米醇溶蛋白湿粉真空干燥，得到玉米醇溶蛋白粉。真空干燥温度为30℃~60℃，压力为0.2kPa~0.9kPa，干燥时间为60 min~360 min。

（9）粉碎

将玉米醇溶蛋白粉在20℃~50℃条件下，粉碎成100~200目的玉米醇溶蛋白粉。

（10）真空包装

将玉米醇溶蛋白粉真空包装，包装温度为20℃~50℃，真空压力为0.1Pa~0.1MPa，抽真空时间1s~30s，热封温度70℃~90℃，热封时间1s~10s。

上述生产线中所有的电机、隔膜浓浆泵与离心泵等电气设备均要求防爆。

上述生产线及工艺生产的玉米醇溶蛋白得率为35%~40%，其蛋白质含量为89%~92%，经检测其色度L值48~57（L值表黑白），a值为2~5（a值表红绿），b值为3~9（b值表蓝黄）。

Claims (4)

1.一种生产白色玉米醇溶蛋白的中试生产线，包括加料系统、提取系统、过滤系统、浓缩系统、真空干燥设备、粉碎机与真空包装机；

其中，加料系统包括溶媒调配罐（1），溶媒调配罐的入口安装有溶剂过滤器；溶媒调配罐通过离心泵与提取系统连接；

提取系统包括逆流提取罐（3），逆流提取罐内安装有搅拌装置（4），逆流提取罐外安装有与之联通的超声波反应器（5）；逆流提取罐通过浓浆隔膜泵（6）与过滤系统连接；

过滤系统依次包括刮刀式过滤器（7）、粗滤液暂存罐（8）、陶瓷膜过滤器（9）、陶瓷膜滤液暂存罐（10）、超纳滤膜过滤器（11）、超纳滤液蛋白暂存罐（12）、超纳滤液色素暂存罐（13）七个部分；其中刮刀式过滤器（7）的出液口通过浓浆隔膜泵（6）泵入粗滤液暂存罐（8）；粗滤液暂存罐的液体通过浓浆隔膜泵（6）泵入陶瓷膜过滤器（9）；陶瓷膜过滤器（9）的滤液通过高压离心泵泵入陶瓷膜滤液暂存罐（10）；陶瓷膜滤液暂存罐（10）的底部通过阀门和管线与超纳滤膜过滤器（11）的物料进口端连接；超纳滤膜过滤器（11）的渗透液出口端溶液通过高压离心泵泵入超纳滤液色素暂存罐（13），超纳滤膜过滤器的料液出膜浓缩液出口端溶液通过浓浆隔膜泵（6）泵入超纳滤液蛋白暂存罐（12）；超纳滤液蛋白暂存罐（12）的底部通过阀门和管线与超纳滤液蛋白浓缩设备（14）连接；

浓缩系统包括超纳滤液蛋白浓缩设备（14）、蛋白浓缩液暂存罐（15）、溶剂回收暂存罐（16）、刮板真空浓缩设备（17）、螺旋缠绕管冷凝器（18）、乙醇回收暂存罐（19）及蛋白析出设备（20）七个部分；其中超纳滤液蛋白浓缩设备（14）的渗透液出口端溶液通过离心泵（2）泵入溶剂回收暂存罐（16），其料液出膜浓缩液出口端溶液通过浓浆隔膜泵（6）泵入蛋白浓缩液暂存罐（15）；蛋白浓缩液暂存罐（15）中的蛋白液通过浓浆隔膜泵（6）泵入刮板真空浓缩设备（17）；刮板真空浓缩设备（17）的底部通过浓浆隔膜泵（6）连接蛋白析出设备（20），其顶部通过管线连接螺旋缠绕管冷凝器（18），螺旋缠绕管冷凝器回收的乙醇经高压离心泵（2）泵入乙醇回收暂存罐（19）。

2.如权利要求1所述一种生产白色玉米醇溶蛋白的中试生产线，其特征在于：加料系统的溶媒调配罐内安装有在线溶剂浓度测定仪及溶剂流变计。

3.如权利要求1所述一种生产白色玉米醇溶蛋白的中试生产线，其特征在于：提取系统的逆流提取罐为三级连续逆流提取罐，且每级逆流提取罐间通过浓浆隔膜泵联通，最后一级逆流提取罐通过浓浆隔膜泵与过滤系统连接。

4.如权利要求1所述一种生产白色玉米醇溶蛋白的中试生产线，其特征在于：过滤系统的刮刀式过滤器为两联刮刀式过滤器。