酶工程的应用.ppt

1、西北师范大学生命科学学院,6、从马铃薯淀粉废水中提取蛋白的工艺设计,在马铃薯淀粉的生产过程中会产生大量的废水，其中含有可观的马铃薯蛋白。 查阅文献设计从淀粉废水中分离提取蛋白质的不同工艺，并从中优选一条可工业化实施的提取工艺。,从马铃薯淀粉废水中提取蛋白的工艺设计,生产马铃薯淀粉会排放大量废水，马铃薯蛋白是其中的主要成分。国内外研究表明，马铃薯蛋白是一种全价蛋白，适合研究开发马铃薯蛋白产品。 国内的淀粉生产，对马铃薯蛋白往往不加回收，直接随废水排放，不仅造成资源浪费，还将导致环境水体污染。 淀粉废水中马铃薯蛋白的回收及开发利用研究具有十分重要的作用。,概述：,提取工艺:,我们组通过查阅相关文献

2、，总结出从淀粉废水中分离提取蛋白质的不同工艺，并以此为基础，优选出一条可工业化实施的提取工艺。 沉淀分离 气浮分离 膜过滤法 泡沫分离,沉淀分离,该法是依据蛋白质沉淀特性，通过调节pH 值，加热，加入絮凝剂等方法，使蛋白质聚集沉淀，从而达到分离的目的。 有实验人员通过滴加稀盐酸调节pH值，也有实验人员在沉淀池中铺设加热装置, 通过对废水加热升温, 以达到使蛋白质沉淀的效果。 絮凝沉淀法运行成本低、沉淀时间快、操作简单等优点, 因此, 其作为一种成本较低的水处理方法得到了广泛的应用。,工艺流程图：,缺点：,加入酸碱增加生产成本, 增加工作量, 更会对沉淀池及设备造成腐蚀，不适合规模小、生产期短的

3、淀粉生产企业。 加热也增加了生产成本, 且增加的成本远大于产生的效益, 同样不可取。 絮凝沉淀法对浓蛋白液等工艺生产废水效果不理想, 无法解决蛋白液起泡等技术问题。同时对于分子量较小和水溶性的有机污染物, 去除效果较差。,气浮分离,蛋白质为两性电解质，在等电点附近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。 加入无机高分子凝聚剂中和絮粒上的电荷，使絮粒易于靠近凝聚成较大的絮粒，加入有机高分子絮凝剂，可使絮粒之间通过吸附架桥作用形成较稳定的大絮团。两者联合使用絮凝效果好而且可大大降低絮凝剂的用量。在加入无机高分子凝聚剂及有机高分子絮凝

4、剂的同时，溶入适量的空气，使絮团附着大量的微气泡，絮团的比重小于水，即可实现气浮分离。,分离机理：,先加无机凝聚剂中和电荷，然后再加有机絮凝剂生成絮团，两者联合使用絮凝效果好而且可大大降低絮凝剂的用量.,PAC，聚合氯化铝：无机高分子凝聚剂 PAM，聚丙烯酰胺：有机高分子絮凝剂,过程：,淀粉废水从射流混合器中加入PAC 进行混合凝聚， PAM 从射流絮凝器中加入进行絮凝，反应混合液通过射流溶气器产生微气泡，流入气浮池进行气浮分离，气浮分离的湿蛋白采用板框压滤机进行脱水，脱水后的淀粉蛋白经管束烘干机制成蛋白饲料，气浮分离排出的清液进行后续生物处理。,可以实现连续化生产 容易实现自动控制 得到的蛋

5、白絮体含水量较小对后续的脱水与烘干有利 操作简单/ 运行稳定。,气浮法与沉淀法相比具有以下优点：,膜过滤法,膜分离技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能, 又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征, 已广泛应用于各行业中。 优点： 处理效果好, 整个过程是纯物理过程, 不会引入新的化学试剂而造成二次污染, 是一种较为环保的水处理方法。,工艺流程,在用超滤膜处理马铃薯淀粉生产废水回收蛋白质时, 膜阻塞是一个经常遇到而又难以解决的问题。 成因：溶液中的大分子吸附在膜表面造成膜孔径堵塞和孔径的减小 形式：主要有膜表面覆盖阻塞和膜孔内阻塞2种 解决方法：经常进行膜清洗 膜清洗有碍于

6、生产的连续性, 严重的膜阻 塞使得膜法分离工艺在实际废水处理时很难应用。,缺点：,泡沫分离,定义： 泡沫分离的过程是在泡沫分离柱的底部通入某种气体或使用某种装置产生泡沫,收集泡沫就得到了某种产物的浓缩液。 分离机理: (1) 表面吸附机理,很多蛋白质分子具有较强的表面活性,它可以在泡沫的气液界面吸附。 (2) 泡沫水分外排机理,即泡沫层中的泡沫上升过程中水分和蛋白质都会从泡沫中流出,但蛋白质的流出速度比水的流出速度要慢,这使得蛋白质在泡沫中富集,同时小泡沫之间的合并也促使水分流出,这也有利于蛋白质的富集。,适合于低浓度产品的分离 分辨率高 富集率高 运行成本低 操作简便,优点：,参考工艺,缺点：,影响分离的因素较多 泡沫蛋白的活性有明显的影响 需在分离时对蛋白的性质做一些分析,工艺设计,对马铃薯淀粉生产产生的高浓度有机废水而言, 单一处理很难达到废水处理标准。所以在实际的应用中, 经常将几种方法组合, 以使其发挥最大处理效果。 我们组以以上文献中的不同蛋白质提取工艺为基础，优选出了一条自认为可行的提取工艺。,后续处理,马铃薯淀粉废水中除