马铃薯淀粉生产细胞液中蛋白提取配方

摘要

马铃薯淀粉生产细胞液中蛋白提取配方；按重量计，配方包括202消泡剂、壳聚糖、尿素、HCI和催化剂构成处理马铃薯淀粉生产中的废水用的蛋白变性剂；由尿素60份～90份、壳聚糖3份～4.5份、202消泡剂12份～19份、三聚磷酸钠0.6～2.0份，和能把马铃薯淀粉生产中的废水的pH值调节到4.3－6.8的30%的盐酸，构成蛋白变性剂。可实现对马铃薯淀粉的生产废水的处理，淀粉提取率不小于95%；废水达到排放标准要求。

说明书

技术领域

本发明属于一种马铃薯淀粉生产细胞液中蛋白提取配方。

背景技术

马铃薯中的蛋白含有21种氨基酸，但主要含人体所需八种氨基酸，分别为：结氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸和色氨酸，这八种氨基酸组成的蛋白质的等电点PI在4.3～6.8之间。蛋白质是由多种氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，变性的作用使蛋白质受物理或化学因素影响，改变其分子内部结构和性质的作用，能使蛋白质变性的化学方法有加入强酸、强碱，重金属盐。

马铃薯淀粉生产废水中含有大量蛋白质、小颗粒淀粉、糖类及悬浮物，属高浓度酸性有机水，COD（是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量）含量在30000～45000mg/L，SS在4500～5500mg/L。由于目前全国大多数马铃薯淀粉厂生产的废水基本上处理不达标排放，严重污染环境。国内外处理马铃薯淀粉废水的方法有化学絮凝法、生物处理法、光催化氧化法等。近几年，国内主要是以生化法处理马铃薯淀粉废水较多，但在实际工程运行中并不理想。生化法在我国北方根本不适用，因为马铃薯淀粉生产期为9～12月份，气温低，生产时间短，运行成本高，很难达标排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种马铃薯淀粉生产细胞液中蛋白提取配方；解决马铃薯淀粉生产中产生的污水不能达标排放的问题。此蛋白变性提取技术，使马铃薯淀粉生产废水中蛋白质的提取率可达95%以上，达到降低COD的效果，实现达标排放要求。

技术方案：马铃薯淀粉生产细胞液中蛋白提取配方；按重量计，配方包括202消泡剂、壳聚糖、尿素、HCI和催化剂构成处理马铃薯淀粉生产中的废水用的蛋白变性剂；由尿素60份～90份、壳聚糖3份～4.5份、202消泡剂12份～19份、三聚磷酸钠0.6～2.0份和能把马铃薯淀粉生产中的废水的pH值调节到4.3－6.8的30%的盐酸，构成蛋白变性剂。

依据上述方案，在马铃薯淀粉生产中的每升废水中COD含量在30000～45000mg/L，废水中的蛋白含量3000㎎/L－ 4200㎎/L，按马铃薯淀粉生产中的每升废水中的COD含量的0.20～0.30%取蛋白变性剂的量，或按马铃薯淀粉生产中的每升废水中的蛋白含量的2.0～3.0%取蛋白变性剂的量，再按马铃薯淀粉生中的待处理废水总量的容积的升数乘以前述方式计算得到的蛋白变性剂量，得到处理这些废水需要的蛋白变性剂总量，接着按变性剂中尿素、202消泡剂、壳聚糖和三聚磷酸钠的配方数值范围取各组分的量备用，再向待处理的废水中按尿素、202消泡剂、壳聚糖、三聚磷酸钠的顺序，在搅拌状态下加入这四种组分，最后用30%的盐酸调节处理中的废水的pH值到4.3～6.8间即可。

按照上述方案，如待处理的马铃薯淀粉生产中的废水需要使用100公斤蛋白变性剂，依照尿素：壳聚糖：202消泡剂：三聚磷酸钠=77：3.35：18：1.65 ，取构成蛋白变性剂的各组分的量，再取30%的盐酸达到能使待处理的废水的pH值调节到4.5的盐酸量，组成处理马铃薯淀粉生产中的废水用的蛋白变性剂。

按照上述方法，利用尿素、壳聚糖、202消泡剂、三聚磷酸钠和足于使所处理的马铃薯淀粉加工中产生的废水的pH值调节到4.3～6.8的浓度30%的盐酸量，即可实现对马铃薯淀粉生产废水的处理，淀粉提取率不小于95%；废水达到排放标准要求。

具体实施方式

以下给出实施例：

实施例1：

COD值为42577㎎/L的液体1000ml，测蛋白含量为4089㎎，加入83克的尿素，4.2克的壳聚糖，12克的消泡剂，0.8克的三聚磷酸钠，再加入能使处理的废水的pH调节为4.5左右，浓度30%的HCI。变性后测水质中的COD的含量为1070mg/L，蛋白质的含量为53.5 mg/L.提取率98.7%。 

实施例2：

COD值为40836㎎/L的液体10L，测蛋白含量为3879㎎/L；在搅拌状态下依次加入800克的尿素，38克的壳聚糖，150克的202消泡剂， 12克的三聚磷酸钠，再加入能使处理的废水的pH调节为4.5左右，浓度30%的HCI。变性后测水质中的COD的含量为1140mg/L，蛋白质的含量为57.3 mg/L。提取率98.5%。

实施例3：3189㎎/L－ 4089㎎/L

COD值为34661㎎/L的马铃薯生淀粉生产中的废水20L，测蛋白含量为3189㎎/L ;在搅拌状态下依次加入1560克尿素，68克的壳聚糖，340克的202消泡剂，32克的三聚磷酸钠，再加足于使处理后的废水的pH值调节为4.5左右，浓度30%的HCI。变性后测水质中的COD的含量为1040mg/L，蛋白质的含量为52.0mg/L. 提取率98.61%。

由以上实施例可见，所述蛋白变性剂能有效地处理马铃薯淀粉生产废水，使主要污染物COD降低，为马铃薯淀粉生产废水后续处理奠定了基础。

上述废水中的蛋白质测定采用考马斯亮蓝法；COD测定采用快速密闭催化消解法。

1、具体操作方式：取一定量的马铃薯淀粉生产废水，加入蛋白变性剂，用HCI调PH在4.3～6.8之间，搅拌1分钟，测定上清液的蛋白质含量和COD浓度。如下表：

2、温度对蛋白变性剂析出率的影响

取COD为42577㎎/L的原液，蛋白含量为4089㎎，改变废水温度，其它试验条件不变，不同温度对蛋白变性析出率的影响见下表：

序号温度（℃）蛋白的析出率（%）备注1-594.6 2094.8 31095.1 42095.2 52595.2 

由上表可以看出：温度在-5℃～25℃之间，对蛋白质变形后偶废水中的COD浓度基本无影响。

马铃薯淀粉的生产是解决当地农民卖薯难、提高收入、脱贫致富的主要途径，但马铃薯淀粉生产废水中含有大量蛋白质、小颗粒淀粉、糖类及悬浮物，属高浓度酸性有机水，COD（是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量）含量在30000～45000mg/L。目前大多数马铃薯淀粉厂生产的废水基本上不能达标排放，对环境污染严重。国内外处理马铃薯淀粉废水的方法有化学絮凝法、生物处理法、光催化氧化法等。近几年，国内以生化法处理马铃薯淀粉废水较多，但在实际工程运行中并不理想。生化法在我国北方根本不适用，因为马铃薯淀粉生产期为9～12月份，气温低，生产时间短，运行成本高，很难达标排放。

我国西南地区生产厂家有应用实例，但在工程运行中并不理想。本发明采用蛋白变性提取技术使废水中的COD由30000～45000mg/L降到5000mg/L左右，为后续废水处理达标提供了技术保障。

马铃薯中的蛋白含有21种氨基酸，但主要含人体所需八种氨基酸，分别为：结氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸和色氨酸，这八种氨基酸组成的蛋白质的等电点PI在4.3～6.8之间。蛋白质是由多种氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，变性的作用使蛋白质受物理或化学因素影响，改变其分子内部结构和性质的作用。能使蛋白质变性的化学方法有加强酸、强碱，重金属盐。本发明中的复合变性剂中的尿素是物理变化，对原来的蛋白质特性没有破坏。马铃薯的天然蛋白质的严密结构在某些物理因素的作用下其特定的结构被破坏，从而导致理化性质和生物活性的丧失，使之溶解度降低，粘度增加而析出。尿素能使蛋白变性，但还是溶解性的，只有加入一种催化剂（三聚磷酸钠）能使蛋白马上析出而沉淀出来。盐酸主要是调节pH值，因为马铃薯变性的最佳等电点PI在4.3～6.8之间，202消泡剂（行业通用）抑制泡沫的生成，使变性更彻底，壳聚糖主要起絮凝作用。