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泡沫分离回收马铃薯淀粉废水中蛋白质的工艺

作　者: 刘宗民
导　师: 吴兆亮
学　校: 河北工业大学
专　业: 生物化工
关键词: 泡沫分离富集比马铃薯蛋白排液吸附
分类号: X792
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

马铃薯淀粉生产过程中会产生大量的蛋白废水，导致COD高达20000mg/L。如果将大量的淀粉废水直接排放，会给环境带来极大危害，同时造成蛋白质资源的浪费。本文采用两级泡沫分离技术，以马铃薯淀粉废水体系为研究对象，对废水中蛋白质的回收工艺进行了研究。为了得到较好的富集效果，在测定了马铃薯淀粉废水溶液性质的基础上，首先对蛋白质在液相的吸附和泡沫相的排液行为进行了研究，结果表明操作条件（如温度、pH）对马铃薯蛋白在液相吸附和泡沫相排液影响不尽相同，例如随着温度的升高表面过剩减小，即温度较低时，马铃薯蛋白在液相的吸附较好；随着温度升高出口持液率下降，即温度越高越有利于马铃薯蛋白的排液。此外，螺旋塔和直塔的对比结果表明，螺旋塔的出口持液率低于相同条件下的直塔出口持液率，螺旋构件确实有强化排液的效果。在两级泡沫分离提取废水中的蛋白质部分，两级泡沫分离装置选用了带有螺旋构件的泡沫分离塔，即螺旋塔，同时确定了第一级泡沫分离的最佳操作条件，在温度为45oC，pH为7，装液量为300mL，气体体积流量为100mL/min时，蛋白质富集比为4.69；在保证较大富集比的基础上，为简化操作第二级泡沫分离只改变气体体积流量。从而，两级泡沫分离提取废水中的蛋白质的总富集比为4.69，回收率为85.3%。通过与大豆蛋白泡沫分离的数据对比，结果表明泡沫分离的操作条件对马铃薯蛋白和大豆蛋白影响趋势比较接近。因此，研究了泡沫分离操作条件对马铃薯蛋白和大豆蛋白富集的规律和差异，同时对泡沫分离塔塔型和内部构件强化排液的作用进行了分析，结果表明一方面马铃薯蛋白和大豆蛋白泡沫分离效果随温度和气体体积流量的变化有相同的趋势，两种溶液都是在表面张力最小时，即pH=7，其富集效果最好，虽然倾斜泡沫分离塔和螺旋泡沫分离塔强化排液手段不同，但是都有效的降低了持液率；另一方面，温度对马铃薯淀粉废水的粘度影响程度更大，随着温度的升高马铃薯淀粉废水起泡性更差，而泡沫稳定性较高，同时螺旋泡沫分离塔强化浓度高、粘度大的物系的泡沫相排液好于倾斜泡沫分离塔。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
符号说明  8-9
第一章绪论  9-19
  §1-1 马铃薯淀粉废水简介  9-12
    1-1-1 马铃薯生产概况  9
    1-1-2 马铃薯淀粉废水的来源及其水质特征  9-10
    1-1-3 马铃薯淀粉废水中蛋白质的回收价值  10-11
    1-1-4 马铃薯淀粉废水处理方法  11-12
  §1-2 泡沫分离技术介绍  12-16
    1-2-1 传统泡沫分离技术  12-13
    1-2-2 提高泡沫分离效率的方法  13-16
  §1-3 泡沫分离技术回收马铃薯淀粉废水的必要性与可行性  16-18
  §1-4 本论文研究内容  18-19
    1-4-1 马铃薯蛋白在泡沫分离塔中的吸附和排液性能  18
    1-4-2 两级泡沫分离法处理马铃薯淀粉废水工艺  18
    1-4-3 泡沫分离回收蛋白质的规律分析  18-19
第二章马铃薯蛋白在泡沫分离塔中的吸附和排液性能  19-37
  §2-1 引言  19
  §2-2 实验目的  19
  §2-3 材料和方法  19-26
    2-3-1 实验材料与仪器  19-20
    2-3-2 实验装置  20-24
    2-3-3 实验方法  24-26
  §2-4 结果与讨论  26-35
    2-4-1 马铃薯淀粉废水溶液性质  26-29
    2-4-2 泡沫分离操作参数对马铃薯蛋白在液相吸附的影响  29-32
    2-4-3 泡沫分离操作参数对马铃薯蛋白在泡沫相排液的影响  32-35
  §2-5 小结  35-37
第三章两级泡沫分离法处理马铃薯淀粉废水工艺  37-49
  §3-1 引言  37
  §3-2 实验目的与原理  37
  §3-3 材料和方法  37-39
    3-3-1 实验材料与仪器  37-38
    3-3-2 实验装置  38
    3-3-3 实验方法  38-39
  §3-4 结果与讨论  39-48
    3-4-1 螺旋构件对蛋白质泡沫分离效果的影响  39-40
    3-4-2 温度对蛋白质泡沫分离效果的影响  40-41
    3-4-3 pH对蛋白质泡沫分离效果的影响  41-42
    3-4-4 气体体积流量对蛋白质泡沫分离效果的影响  42-43
    3-4-5 装液量对蛋白质泡沫分离效果的影响  43-44
    3-4-6 鼓泡时间对蛋白质泡沫分离效果的影响  44
    3-4-7 正交实验  44-46
    3-4-8 两级泡沫分离塔的设计及实验  46-48
  §3-5 小结  48-49
第四章泡沫分离回收蛋白质的规律分析  49-56
  §4-1 引言  49
  §4-2 操作条件对泡沫分离回收蛋白质的影响规律分析  49-54
    4-2-1 温度对泡沫分离回收蛋白质的影响规律分析  49-51
    4-2-2 pH对泡沫分离回收蛋白质的影响规律分析  51-53
    4-2-3 气体体积流量对泡沫分离回收蛋白质的影响规律分析  53-54
  §4-3 塔型及内部构件对泡沫分离回收蛋白质的影响规律分析  54
  §4-4 小结  54-55
  §4-5 问题与展望  55-56
第五章结论  56-58
参考文献  58-62
攻读学位期间所取得的相关科研成果  62-63
致谢  63

泡沫分离回收马铃薯淀粉废水中蛋白质的工艺

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