一种结晶葡萄糖清洁生产工艺.pdf

本发明属于葡萄糖生产技术领域，公开了一种结晶葡萄糖清洁生产工艺，其包括如下步骤：步骤1）分离废液，步骤2）制备生物载体，步骤3）制备生物制剂，步骤4）生物氧化处理。本发明清洁工艺处理结晶葡萄糖废液简单可行，去除污染物效果好，成本低廉。

权利要求书
1.  一种结晶葡萄糖清洁生产工艺，其包括如下步骤：步骤 1）分离废液，步骤2）制备生物载体，步骤3）制备生物制剂，步骤4）生物氧化处理。

2.  根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤 1）分离废液：利用α-淀粉酶对淀粉乳进行糖化处理，获得葡萄糖液，浓缩至二分之一体积，浓缩后的料液进入结晶罐，离心机分离获得晶体和废液，将晶体干燥获得结晶葡萄糖。

3.  根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤2）制备生物载体：
A）按照重量份称取下述各原料备用，其中，秸秆1-2份，硅胶粉1-2份，甲壳素2-3份，高岭土3-4份，淀粉醚5-6份，聚丙烯酰胺7-9份，聚乙烯醇10-12份，水25-30份；
B）将秸秆用粉碎机粉碎，然后添加高岭土，混合均匀，研磨至100目的混合粉末；
C）将硅胶粉，甲壳素，淀粉醚，聚丙烯酰胺，聚乙烯醇以及水依次添加到搅拌反应器中，500转/min搅拌10min，然后添加步骤B）的混合粉末，500转/min搅拌3min，随后静置12小时，最后置于60℃烘干至水分含量5％，即得生物载体。

4.  根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤3）制备生物制剂：
将枯草芽孢杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×105个/ml的藻液；将上述培养的枯草芽孢杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液、斜生栅藻液以及小球藻液按照2：2：1：1：1的体积比混合，静置6小时，得到混合液体；将混合液体与步骤1）制备的生物载体按照1：2的质量比混合搅拌均匀，室温发酵24-36h，干燥至含水量为10％，即得。

5.  根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤4）生物氧化处理：
步骤1）的废液流经格栅，去除废液中的悬浮物，随后进入调节池，调节废水的pH为6.5-7，然后按照5g生物制剂：1立方米废液的添加量添加生物制剂，静置六天，排出。

6.  根据权利要求3所述的工艺，其特征在于，所述硅胶粉的粒径为200目；所述秸秆为玉米秸秆或者小麦秸秆。

说明书一种结晶葡萄糖清洁生产工艺
技术领域  
本发明属于葡萄糖生产技术领域，具体涉及一种结晶葡萄糖清洁生产工艺。
背景技术  
淀粉糖是产量最大的一类淀粉深加工产品。淀粉糖分液体淀粉糖和固体淀粉糖，液体淀粉糖包括葡萄糖浆、麦芽糖浆、含42％果糖的果葡糖浆和含55％果糖的高果糖浆；固体淀粉糖主要有结晶葡萄糖、结晶果糖、麦芽糊精及多元糖醇等。目前市场需求广泛的淀粉糖为结晶葡萄糖。结晶葡萄糖一般以淀粉为原料，经淀粉调浆、液化、糖化、除渣、脱色、树脂吸附、结晶、分离、烘干等工序加工而成。它是食品加工、医药产品、工业发酵等行业的重要原料，具有很强的实用性。中国淀粉糖产能扩展迅速，2011年淀粉糖产能1100万吨。
然而，结晶葡萄糖生产中，在结晶分离葡萄糖后，会存留大量的母液，这些母液干物浓度在50％左右，还原糖（DE值）含量在88％左右。由于该母液干物浓度低，极易发酵，存储期不能超过两天，加之其含水量50％左右，限制了远途运输，商品价值极低，而且成为新污染的可能又极大。母液回收重新结晶提取结晶葡萄糖，又会影响结晶葡萄糖的品质，不利用又会增加生产成本，造成极大的浪费。目前结晶葡萄糖生产企业中一部分将产生的母液返回糖化工序重新糖化、浓缩、结晶生产结晶葡萄糖，随着母液返回次数的增加，结晶葡萄糖的质量会大幅下降且保存过程中易结块，因此需定期外排母液；其余企业生产全糖粉，主要用于中低档食品的食品甜味剂、固体饮料及饼干中，但市场需求量不大且分布较散。中国专利CN 201310494180公开了一种节能环保的结晶葡萄糖生产方法，该方法减少了废水的排放，但是仍然对环境造成了一定污染，因此，开发一种结晶葡萄糖清洁生产工艺尤为重要。
发明内容  
为了解决上述问题，最大限度地减少污染，本发明提出一种结晶葡萄糖清洁生产工艺。
为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种结晶葡萄糖清洁生产工艺，其包括如下步骤：
步骤 1）分离废液：利用α-淀粉酶对淀粉乳进行糖化处理，获得葡萄糖液，浓缩至二分之一体积，浓缩后的料液进入结晶罐，离心机分离获得晶体和废液，将晶体干燥获得结晶葡萄糖；
步骤2）制备生物载体：
A）按照重量份称取下述各原料备用，其中，秸秆1-2份，硅胶粉1-2份，甲壳素2-3份，高岭土3-4份，淀粉醚5-6份，聚丙烯酰胺7-9份，聚乙烯醇10-12份，水25-30份；优选地，硅胶粉的粒径为200目；秸秆为玉米秸秆或者小麦秸秆；
B）将秸秆用粉碎机粉碎，然后添加高岭土，混合均匀，研磨至100目的混合粉末；
C）将硅胶粉，甲壳素，淀粉醚，聚丙烯酰胺，聚乙烯醇以及水依次添加到搅拌反应器中，500转/min搅拌10min，然后添加步骤B）的混合粉末，500转/min搅拌3min，随后静置12小时，最后置于60℃烘干至水分含量5％（重量份数），即得生物载体；
步骤3）制备生物制剂：
将枯草芽孢杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×105个/ml的藻液；将上述培养的枯草芽孢杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液、斜生栅藻液以及小球藻液按照2：2：1：1：1的体积比混合，静置6小时，得到混合液体；将混合液体与步骤1）制备的生物载体按照1：2的质量比混合搅拌均匀，室温发酵24-36h，干燥至含水量为10％（重量份数），即得。
步骤4）生物氧化处理：
步骤1）的废液流经格栅，去除废液中的悬浮物，随后进入调节池，调节废水的pH为6.5-7，然后按照5g生物制剂：1立方米废液的添加量添加生物制剂，静置六天，排出。
本发明所述菌种和藻类均可以从保藏中心等商业途径购买得到。
本发明所述的菌种和藻类均可通过常规的培养方法得到所需浓度的菌液或藻液，此并非本发明的创新点，限于篇幅，并不一一赘述。
本发明取得的有益效果主要包括：
本发明结晶葡萄糖清洁生产工艺简单可行，节能减排，废水处理效果好，符合环保标准；本发明提供的生物载体，采用不同粒径的原料，不仅能够扩大载体的比表面积，而且具有抗拉强度大、分布均匀、比表面积大，使用寿命长等特点；本发明提供的生物载体能够大大提高微生物的附着量，增加整体附着的生物膜量，反应槽中的微生物浓度得以提高，并且能够减少污泥产生量；本发明生物载体提供的厌氧、缺氧和好氧的多样环境的存在可以促进硝化反硝化效果，同时促进污泥的减量化，有利于废水中COD以及氨氮等污染物的去除；本发明的生物制剂将各种能形成优势菌群的菌种和藻类，配制成高效生物制剂，各微生物之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，生物量大，繁殖快；本发明生物制剂适于废水处理，使用量少，便于运输及保存，使用时更容易激活，运行成本低廉。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种结晶葡萄糖清洁生产工艺，其包括如下步骤：
步骤 1）分离废液：利用α-淀粉酶对淀粉乳进行糖化处理，获得葡萄糖液，浓缩至二分之一体积，浓缩后的料液进入结晶罐，离心机分离获得晶体和废液，将晶体干燥获得结晶葡萄糖；
步骤2）制备生物载体：
A）按照重量份称取下述各原料备用，其中，秸秆1份，硅胶粉1份，甲壳素2份，高岭土3份，淀粉醚5份，聚丙烯酰胺7份，聚乙烯醇10份，水25份；其中，硅胶粉的粒径为200目；秸秆为玉米秸秆；
B）将秸秆用粉碎机粉碎，然后添加高岭土，混合均匀，研磨至100目的混合粉末；
C）将硅胶粉，甲壳素，淀粉醚，聚丙烯酰胺，聚乙烯醇以及水依次添加到搅拌反应器中，500转/min搅拌10min，然后添加步骤B）的混合粉末，500转/min搅拌3min，随后静置12小时，最后置于60℃烘干至水分含量5％（重量份数），即得生物载体；
步骤3）制备生物制剂：
将枯草芽孢杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×105个/ml的藻液；将上述培养的枯草芽孢杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液、斜生栅藻液以及小球藻液按照2：2：1：1：1的体积比混合，静置6小时，得到混合液体；将混合液体与步骤1）制备的生物载体按照1：2的质量比混合搅拌均匀，室温发酵24-36h，干燥至含水量为10％（重量份数），即得。
步骤4）生物氧化处理：
步骤1）的废液流经格栅，去除废液中的悬浮物，随后进入调节池，调节废水的pH为7，然后按照5g生物制剂：1立方米废液的添加量添加生物制剂，静置六天，排出。
实施例2
一种结晶葡萄糖清洁生产工艺，其包括如下步骤：
步骤 1）分离废液：利用α-淀粉酶对淀粉乳进行糖化处理，获得葡萄糖液，浓缩至二分之一体积，浓缩后的料液进入结晶罐，离心机分离获得晶体和废液，将晶体干燥获得结晶葡萄糖；
步骤2）制备生物载体：
A）按照重量份称取下述各原料备用，其中，秸秆2份，硅胶粉2份，甲壳素3份，高岭土4份，淀粉醚6份，聚丙烯酰胺9份，聚乙烯醇12份，水30份；其中，硅胶粉的粒径为200目；秸秆为小麦秸秆；
B）将秸秆用粉碎机粉碎，然后添加高岭土，混合均匀，研磨至100目的混合粉末；
C）将硅胶粉，甲壳素，淀粉醚，聚丙烯酰胺，聚乙烯醇以及水依次添加到搅拌反应器中，500转/min搅拌10min，然后添加步骤B）的混合粉末，500转/min搅拌3min，随后静置12小时，最后置于60℃烘干至水分含量5％（重量份数），即得生物载体；
步骤3）制备生物制剂：
将枯草芽孢杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×107个/ml的菌液，将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×105个/ml的藻液；将上述培养的枯草芽孢杆菌液、鲍曼不动杆菌液、鞘氨醇单孢菌液、斜生栅藻液以及小球藻液按照2：2：1：1：1的体积比混合，静置6小时，得到混合液体；将混合液体与步骤1）制备的生物载体按照1：2的质量比混合搅拌均匀，室温发酵24-36h，干燥至含水量为10％（重量份数），即得。其中，枯草芽孢杆菌为（Bacillus subtilis）CGMCC NO： 2947(可参见CN101838621A)，鲍曼不动杆菌为(Acinetobacter baumanii) 为ATCC 19606（可参见Infect Immun. 2012 Mar;80(3):1015-24），鞘氨醇单孢菌为（Sphingomonas sp．） CGMCC NO.4589（可参见CN102168054A），斜生栅藻为（Scenedesmus obliquus）CGMCC No.8015（可参见CN103484374A），小球藻为（Chlorella sp.）CGMCC NO：3037（CN101565675A）。
步骤4）生物氧化处理：
步骤1）的废液流经格栅，去除废液中的悬浮物，随后进入调节池，调节废水的pH为7，然后按照5g生物制剂：1立方米废液的添加量添加生物制剂，静置六天，排出。
实施例3
本发明清洁工艺处理废液的效果试验：
对照组1：使用锯末载体；微生物类型和试验组相同；处理方式：连续投加三天后，每天5g/立方米，再静置六天，检测处理结果见表1。
对照组2：载体与实施例2相同，不同之处是，仅添加三种菌，但不添加藻类；处理方式：第一天投加5g/立方米，再静置六天，检测处理结果见表1。
试验组：按照本发明实施例2的工艺。
                      表1

结论：本发明清洁工艺处理结晶葡萄糖废液简单可行，去除污染物效果好，成本低廉；本发明制备的生物载体为大空网状结构，微生物附着效果好，而且投入次数和重量均减少，使用寿命长，无需多次投放，节约了成本，降低了污泥的产生量。本发明生物制剂中菌类和藻类合理配伍，能够有效地去除废水中的COD，SS以及氨氮类污染物。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。