TOP ABOUT Organization Team NEWS Transfer Download
中心动态/中心动态
 
首页 > 新闻中心>中心动态>正文
中心动态
看华理教授变魔术-【工博会专递】做个“滤网”,从大豆乳清废水里捞出低聚糖
作者:章田田      发表时间:2015-11-18 05:28:38     浏览量:Loading...
我们平常吃的鱼豆腐、火腿肠、蛋白粉等食物中,都不同比例地含有一种物质——大豆分离蛋白。这是一种以低温脱脂大豆粕作原料生产出的植物蛋白。在大豆分离蛋白中,蛋白质含量在90%以上,氨基酸种类近20种,而且不含胆固醇,是植物蛋白中生物效价最接近牛奶的品种。

    大豆分离蛋白受欢迎,但其生产过程中产生的大豆乳清废水却让众多厂家头疼不已。据介绍,目前,国内大豆分离蛋白产能每年达80万吨,由此排放的乳清废水量高达3000万~4000万立方米,其COD (Chemical Oxygen Demand,是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量)为18000 mg /升~20000mg/升,如果不能有效处理,将会造成严重的环境污染。而与此同时,在大豆乳清废水中,约含0.7%~2.0%左右的乳清蛋白和乳清球蛋白,以及0.7%~1.5%的大豆低聚糖,还有异黄酮、大豆皂甙、植酸、酚酸等物质。如果对此不加以利用,只是按照国家污水排放标准去处理,不仅会造成高额的处理费用,也大大地浪费了资源。

    令人高兴的是,本次工博会参展项目、华东理工大学赵黎明老师研发的“酶膜耦合高纯度大豆低聚糖制备关键技术”,其亮点就在于,除了回收大豆乳清废水中的乳清蛋白和进行中水回用之外,特别是能够将废水中的“宝贝”——大豆低聚糖的纯度提升,并让提取出来的低聚糖中的蔗糖、果糖、葡萄糖等总量不超过5%。

    大豆低聚糖是什么?这是一种在大豆中天然存在的,以棉子糖、水苏糖和毛蕊花糖为主的功能成分,能促进人体肠道内双歧杆菌的繁殖,改善肠道菌群分布,增强人体抗疾病能力,同时又不生成血糖,可以作为糖尿病人、肥胖病人的保健食品,并有减轻肝脏负担、降低血脂等功效。不过,由于大豆本身含有大量的蔗糖,按照传统的提取技术,蔗糖在大豆低聚糖产品中的含量很高,一般在50%~79%,这样,大豆低聚糖的功效就不能很好地发挥。所以,科研人员在处理大豆乳清废水的同时,还必须要将功能低聚糖和蔗糖等分离。

    而赵黎明老师从2006年开始,一共花了将近6年的时间,才解决了这个问题。

    2009年,赵老师和他的项目组在前期研究的基础上,建立了组合膜综合利用大豆乳清废水技术,通过不同孔径的膜的组合利用,回收废水里的有用物质,并实现中水回用,使大豆乳清废水处理达到资源综合利用,实现减排的效果。但是,在推广这项技术的过程中,他却屡屡碰壁。原来,即使运用了这项技术,由于回收的物质市场价值抵不过投资和运行成本,在当时环保理念还没那么深入人心、执法力度不是特别严的情况下,企业积极性不大。

    不过,赵黎明他们没有放弃。

    2010年,来到华东理工大学之后,赵黎明继续他的研究。从环境保护、资源循环利用的角度出发,也考虑企业的利益,经过两年的不懈努力,赵黎明和他的团队研究发明了高效酶膜耦合技术,实现了大豆乳清废水资源化的高值利用,既回收了大豆乳清蛋白和高纯度大豆低聚糖,也能循环利用中水。

    简单地说,赵黎明研发出来的这种技术,是以“基于分子修饰和物性调控的膜分离技术”共性技术体系为基础,针对大豆乳清废水中复杂的待分离组分的分子结构特征、理化性质、分子量差异等,利用酶技术,把需要分离的物质分子量差异扩大,再用合适的膜去有效分离这些物质,这样,就能像孔径大小不一的“滤网”一样,把不同的目标产物“滤出来”。而废水中的营养物质被提取出来后,大部分废水就可以作为中水循环利用了。

    2012年,这项技术在山东蓝山集团正式投入应用,效果喜人:大豆低聚糖回收率大于90%,产品中3、4糖含量大于95%(这种低聚糖还被厂家做成了甜蜜的大豆植物蜜);乳清蛋白回收率达到80%以上;废水COD总量减排90%以上,中水回用达到90%。经过2年多的工业化运行,该技术工艺稳定、成本低,副产品附加值高,有效解决了大豆蛋白加工废水的排放问题,取得了极好的经验和社会效益。

    赵黎明就是这样运用酶、膜技术这两个神奇的工具,让大豆乳清废水变废为宝,实现了“华丽蜕变”。

网站地图 | 首页 | 联系我们|