一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法
阅读说明：本技术 一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法 (Clean production method capable of industrially producing vegetable protein peptide ) 是由 于淼 于 2020-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明属于谷物类、杂豆类、块茎类深加工领域,尤其是一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法,针对现有的生产周期长、环境不友好、盐含量高、废水处理难度大、运行成本高的问题,现提出如下方案,其包括以下步骤：S1：浸泡磨浆：原料利用碱水,pH=9-11,温度20-50℃,液固比1：2-5,浸泡1-3h,组织松软后,湿法磨浆,80-200目；S2：碱液浸提：将S1中的浆液置于恒温搅拌罐内,温度20℃-50℃,搅拌浸提蛋白成分,2-4h；S3：离心分离；本发明能提高蛋白肽的提取效率,增加产量,降低了高有机物废水排放,减少环境污染,降低企业生产投入成本,具有极为广阔的市场前景。(The invention belongs to the field of deep processing of grains, beans and tubers, in particular to a clean production method capable of industrially producing vegetable protein peptide, aiming at the problems of long production period, environment unfriendliness, high salt content, high wastewater treatment difficulty and high operation cost, the following scheme is proposed, and the method comprises the following steps: s1: soaking and grinding: the raw materials are alkaline water, the pH is =9-11, the temperature is 20-50 ℃, and the liquid-solid ratio is 1: 2-5, soaking for 1-3h, and grinding the soft tissue into 80-200 meshes by a wet method; s2: alkali liquor leaching: placing the slurry in the S1 into a constant-temperature stirring tank, stirring and leaching protein components at the temperature of 20-50 ℃ for 2-4 h; s3: carrying out centrifugal separation; the method can improve the extraction efficiency of the protein peptide, increase the yield, reduce the discharge of high organic matter wastewater, reduce the environmental pollution and reduce the production input cost of enterprises, and has extremely wide market prospect.)
技术领域
本发明涉及谷物类、杂豆类、块茎类深加工技术领域，尤其涉及一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法。
背景技术
传统的蛋白提取方式是采用“碱溶酸沉法”，获得分离蛋白后再经过酶制剂的水解制得水解蛋白肽，生产周期长；环境不友好：工业生产过程中使用大量的酸和碱，会造成一定程度的环境污染；废水量大：传统工业化生产方法的废水排放量大，盐含量高，废水处理难度大，运行成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在生产周期长、环境不友好、盐含量高、废水处理难度大、运行成本高的缺点，而提出的一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法，包括以下步骤：
S1：浸泡磨浆：原料利用碱水，pH=9-11，温度20-50℃，液固比1：2-5，浸泡1-3h，组织松软后，湿法磨浆，80-200目；
S2：碱液浸提：将S1中的浆液置于恒温搅拌罐内，温度20℃-50℃，搅拌浸提蛋白成分，2-4h；
S3：离心分离：通过卧式螺旋离心机将S2中的提取液固液分离，重相渣返回湿法磨浆步骤重复提取一次，轻相液进入下道工序；
S4：提取液净化：将S3中所述的轻相料液经过微滤膜A，孔径范围：0.010um-0.100um，实现浓缩净化碱溶性的蛋白成分，该部分蛋白主要是以胶束或聚集在一起的蛋白分子基团形式存在，过滤过程被微滤膜截留，分离出可溶性的小分子蛋白和多糖类以及灰分成分；微滤膜透过液再经过超滤膜，截留分子量：1000Da-10000Da，截留回收可溶性的小分子蛋白成分，与微滤膜浓缩液合并，透过液排放至水处理工序；
S5：蛋白酶水解：将S4中所述的浓缩液标准化，用净水或回用水、碱液调配浓度至10%-30%，温度：40℃-55℃，pH：9-11，按固形物含量的0.05%-0.2%添加复合蛋白酶制剂，搅拌水解3-6h；
S6：蛋白肽的分离纯化：将S5中所述的蛋白水解液，经过微滤膜B，孔径范围：0.100um-0.500um，将可溶性的蛋白肽、氨基酸和未水解的不可溶成分分离，未水解部分干燥加工成蛋白类副产品或返回前道工序再次水解，可溶性蛋白肽部分再经过纳滤膜浓缩，浓缩至可溶性固形物浓度含量10%-20%，纳滤膜透过液回用至前道碱提工序；
S7：真空浓缩：将S6中所述的蛋白肽浓缩液，经真空浓缩系统进一步浓缩至可溶性固形物浓度含量40%-50%，蒸发冷凝水回用至前道碱提工序；
S8：澄清过滤：将S7中所述的浓缩液经过微滤膜C过滤澄清，孔径范围：0.050um-0.200um，浓液部分返回水解反应工序；
S9：干燥制粒：将S8中所述的澄清透过液经喷雾干燥系统干燥造粒成蛋白肽粉产品。
优选的，所述S1中，原料包括但不限于大米、小麦、燕麦、荞麦、藜麦、青稞、玉米、马铃薯、红薯、大豆、鹰嘴豆、豌豆、绿豆。
优选的，所述S1中，碱水为氢氧化钠或氢氧化钾与净水或回用水配置而成。
优选的，所述S5中，复合蛋白酶制剂包括但不限于碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶。
优选的，所述S1中，原料利用碱水，pH=10，温度30℃，液固比1：3，浸泡2h，组织松软后，湿法磨浆，100目。
优选的，所述S2中，碱液浸提：将S1中的浆液置于恒温搅拌罐内，温度35℃，搅拌浸提蛋白成分，3h。
优选的，所述S4中，将S3中所述的轻相料液经过微滤膜A，孔径：0.05um，实现浓缩净化碱溶性的蛋白成分，该部分蛋白主要是以胶束或聚集在一起的蛋白分子基团形式存在，过滤过程被微滤膜截留，分离出可溶性的小分子蛋白和多糖类以及灰分成分；微滤膜透过液再经过超滤膜，截留分子量：2000Da，截留回收可溶性的小分子蛋白成分，与微滤膜浓缩液合并，透过液排放至水处理工序。
优选的，所述S5中，用净水或回用水、碱液调配浓度至15%，温度：45℃，pH：10，按固形物含量的0.1%添加复合蛋白酶制剂，搅拌水解4h。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
生产效率提升：省去了传统蛋白提取”碱溶酸沉”工艺中的酸沉及清洗步骤，将蛋白质的提取和水解合并为一道工序进行，生产周期大大缩短；
产品得率提高：本方案中的水解工序蛋白酶作用的底物均为碱溶部分的蛋白成分，水解效率相较于传统直接水解蛋白的方法效率更高，尤其是含有谷蛋白等不溶于水的蛋白比例较高的原料，水解蛋白得率提升更明显；并且碱提、浓缩过滤等步骤的物料均返回前道工序重复利用；
节能减排：本方案排放水是经超滤膜过滤后的透过水，相较于传统”碱溶酸沉”方法的排放水，水中有机物含量大大降低，节约了污水处理成本；纳滤膜透过液和蒸发冷凝水的回用，减少了水的用量，降低了生产成本；
本发明能提高蛋白肽的提取效率，增加产量，降低了高有机物废水排放，减少环境污染，降低企业生产投入成本，具有极为广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明提出的一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1，一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法，包括以下步骤：
S1：浸泡磨浆：原料（包括但不限于大米、小麦、燕麦、荞麦、藜麦、青稞、玉米、马铃薯、红薯、大豆、鹰嘴豆、豌豆、绿豆等），利用（氢氧化钠或氢氧化钾配置的）碱水，pH=9，温度20℃，液固比1：2，浸泡1h，组织松软后，湿法磨浆，80目；
S2：碱液浸提：将S1中的浆液置于恒温搅拌罐内，温度20℃，搅拌浸提蛋白成分，2h；
S3：离心分离：通过卧式螺旋离心机将S2中的提取液固液分离，重相渣返回湿法磨浆步骤重复提取一次，轻相液进入下道工序；
S4：提取液净化：将S3中的轻相料液经过微滤膜A，孔径：0.010um，实现浓缩净化碱溶性的蛋白成分，该部分蛋白主要是以胶束或聚集在一起的蛋白分子基团形式存在，过滤过程被微滤膜截留，分离出可溶性的小分子蛋白和多糖类以及灰分成分等；微滤膜透过液再经过超滤膜，截留分子量：1000Da，截留回收可溶性的小分子蛋白成分，与微滤膜浓缩液合并，透过液排放至水处理工序；
S5：蛋白酶水解：将S4中的浓缩液标准化，用净水或回用水、碱液等调配浓度至10%，温度：40℃，pH：9，按固形物含量的0.05%添加复合蛋白酶制剂（包括但不限于碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶等），搅拌水解3h；
S6：蛋白肽的分离纯化：将S5中的蛋白水解液，经过微滤膜B，孔径：0.100um，将可溶性的蛋白肽、氨基酸等和未水解的不可溶成分分离，未水解部分干燥加工成蛋白类副产品或返回前道工序再次水解，可溶性蛋白肽部分再经过纳滤膜浓缩，浓缩至可溶性固形物浓度含量10%，纳滤膜透过液回用至前道碱提工序；
S7：真空浓缩：将S6中的蛋白肽浓缩液，经真空浓缩系统进一步浓缩至可溶性固形物浓度含量40%，蒸发冷凝水回用至前道碱提工序；
S8：澄清过滤：将S7中的浓缩液经过微滤膜C过滤澄清，孔径：0.050um，浓液部分返回水解反应工序；
S9：干燥制粒：将S8中的澄清透过液经喷雾干燥系统干燥造粒成蛋白肽粉产品。
实施例二
参照图1，一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法，包括以下步骤：
S1：浸泡磨浆：原料（包括但不限于大米、小麦、燕麦、荞麦、藜麦、青稞、玉米、马铃薯、红薯、大豆、鹰嘴豆、豌豆、绿豆等），利用（氢氧化钠或氢氧化钾配置的）碱水，pH=10，温度35℃，液固比1：3，浸泡2h，组织松软后，湿法磨浆，150目；
S2：碱液浸提：将S1中的浆液置于恒温搅拌罐内，温度35℃，搅拌浸提蛋白成分，3h；
S3：离心分离：通过卧式螺旋离心机将S2中的提取液固液分离，重相渣返回湿法磨浆步骤重复提取一次，轻相液进入下道工序；
S4：提取液净化：将S3中的轻相料液经过微滤膜A，孔径：0.05um，实现浓缩净化碱溶性的蛋白成分，该部分蛋白主要是以胶束或聚集在一起的蛋白分子基团形式存在，过滤过程被微滤膜截留，分离出可溶性的小分子蛋白和多糖类以及灰分成分等；微滤膜透过液再经过超滤膜，截留分子量： 5000Da，截留回收可溶性的小分子蛋白成分，与微滤膜浓缩液合并，透过液排放至水处理工序；
S5：蛋白酶水解：将S4中的浓缩液标准化，用净水或回用水、碱液等调配浓度至15%，温度：47℃，pH：10，按固形物含量的0.1%添加复合蛋白酶制剂（包括但不限于碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶等），搅拌水解4h；
S6：蛋白肽的分离纯化：将S5中的蛋白水解液，经过微滤膜B，孔径：0.2um，将可溶性的蛋白肽、氨基酸等和未水解的不可溶成分分离，未水解部分干燥加工成蛋白类副产品或返回前道工序再次水解，可溶性蛋白肽部分再经过纳滤膜浓缩，浓缩至可溶性固形物浓度含量15%，纳滤膜透过液回用至前道碱提工序；
S7：真空浓缩：将S6中的蛋白肽浓缩液，经真空浓缩系统进一步浓缩至可溶性固形物浓度含量45%，蒸发冷凝水回用至前道碱提工序；
S8：澄清过滤：将S7中的浓缩液经过微滤膜C过滤澄清，孔径：0.2um，浓液部分返回水解反应工序；
S9：干燥制粒：将S8中的澄清透过液经喷雾干燥系统干燥造粒成蛋白肽粉产品。
实施例三
参照图1，一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法，包括以下步骤：
S1：浸泡磨浆：原料（包括但不限于大米、小麦、燕麦、荞麦、藜麦、青稞、玉米、马铃薯、红薯、大豆、鹰嘴豆、豌豆、绿豆等），利用（氢氧化钠或氢氧化钾配置的）碱水，pH=11，温度50℃，液固比1：5，浸泡3h，组织松软后，湿法磨浆，200目；
S2：碱液浸提：将S1中的浆液置于恒温搅拌罐内，温度50℃，搅拌浸提蛋白成分，4h；
S3：离心分离：通过卧式螺旋离心机将S2中的提取液固液分离，重相渣返回湿法磨浆步骤重复提取一次，轻相液进入下道工序；
S4：提取液净化：将S3中的轻相料液经过微滤膜A，孔径：0.100um，实现浓缩净化碱溶性的蛋白成分，该部分蛋白主要是以胶束或聚集在一起的蛋白分子基团形式存在，过滤过程被微滤膜截留，分离出可溶性的小分子蛋白和多糖类以及灰分成分等；微滤膜透过液再经过超滤膜，截留分子量：10000Da，截留回收可溶性的小分子蛋白成分，与微滤膜浓缩液合并，透过液排放至水处理工序；
S5：蛋白酶水解：将S4中的浓缩液标准化，用净水或回用水、碱液等调配浓度至20%，温度：55℃，pH：11，按固形物含量的0.2%添加复合蛋白酶制剂（包括但不限于碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶等），搅拌水解6h；
S6：蛋白肽的分离纯化：将S5中的蛋白水解液，经过微滤膜B，孔径：0.500um，将可溶性的蛋白肽、氨基酸等和未水解的不可溶成分分离，未水解部分干燥加工成蛋白类副产品或返回前道工序再次水解，可溶性蛋白肽部分再经过纳滤膜浓缩，浓缩至可溶性固形物浓度含量20%，纳滤膜透过液回用至前道碱提工序；
S7：真空浓缩：将S6中的蛋白肽浓缩液，经真空浓缩系统进一步浓缩至可溶性固形物浓度含量50%，蒸发冷凝水回用至前道碱提工序；
S8：澄清过滤：将S7中的浓缩液经过微滤膜C过滤澄清，孔径：0.100um，浓液部分返回水解反应工序；
S9：干燥制粒：将S8中的澄清透过液经喷雾干燥系统干燥造粒成蛋白肽粉产品。
实施例四
一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法，包括以下步骤：
S1：浸泡磨浆：原料（包括但不限于大米、小麦、燕麦、荞麦、藜麦、青稞、玉米、马铃薯、红薯、大豆、鹰嘴豆、豌豆、绿豆等），利用（氢氧化钠或氢氧化钾配置的）碱水，pH=9，温度20℃，液固比1：2，浸泡1h，组织松软后，湿法磨浆，80目，浸泡时通过搅拌机构对原料进行搅动，使杂质及不合格的原料漂浮起来，通过打捞机构将杂质及不合格的原料打捞起来，提高原料的质量；
S2：碱液浸提：将S1中的浆液置于恒温搅拌罐内，温度20℃，搅拌浸提蛋白成分，2h；
S3：离心分离：通过卧式螺旋离心机将S2中的提取液固液分离，重相渣返回湿法磨浆步骤重复提取一次，轻相液进入下道工序；
S4：提取液净化：将S3中的轻相料液经过微滤膜A，孔径：0.010um，实现浓缩净化碱溶性的蛋白成分，该部分蛋白主要是以胶束或聚集在一起的蛋白分子基团形式存在，过滤过程被微滤膜截留，分离出可溶性的小分子蛋白和多糖类以及灰分成分等；微滤膜透过液再经过超滤膜，截留分子量：1000Da，截留回收可溶性的小分子蛋白成分，与微滤膜浓缩液合并，透过液排放至水处理工序；
S5：蛋白酶水解：将S4中的浓缩液标准化，用净水或回用水、碱液等调配浓度至10%，温度：40℃，pH：9，按固形物含量的0.05%添加复合蛋白酶制剂（包括但不限于碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶等），搅拌水解3h；
S6：蛋白肽的分离纯化：将S5中的蛋白水解液，经过微滤膜B，孔径：0.100um，将可溶性的蛋白肽、氨基酸等和未水解的不可溶成分分离，未水解部分干燥加工成蛋白类副产品或返回前道工序再次水解，可溶性蛋白肽部分再经过纳滤膜浓缩，浓缩至可溶性固形物浓度含量10%，纳滤膜透过液回用至前道碱提工序；
S7：真空浓缩：将S6中的蛋白肽浓缩液，经真空浓缩系统进一步浓缩至可溶性固形物浓度含量40%，蒸发冷凝水回用至前道碱提工序；
S8：澄清过滤：将S7中的浓缩液经过微滤膜C过滤澄清，孔径：0.050um，浓液部分返回水解反应工序；
S9：干燥制粒：将S8中的澄清透过液经喷雾干燥系统干燥造粒，造粒完成后将原料放进筛分设备内进行筛分，筛除的原料再经过粉碎机进行粉碎，使原料粒度均匀，粒度均匀的材料即为蛋白肽粉产品。
本实施例与实施例一的区别在于，在S1中加入搅拌和打捞步骤，浸泡时通过搅拌机构对原料进行搅动，使杂质及不合格的原料漂浮起来，通过打捞机构将杂质及不合格的原料打捞起来，提高原料的质量；
在S9中增加了筛分与粉碎步骤，造粒完成后将原料放进筛分设备内进行筛分，筛除的原料再经过粉碎机进行粉碎，并二次筛分，使产品的粒度粒径范围集中。
实施例五
一种可工业化生产植物蛋白肽的清洁生产方法，包括以下步骤：
S1：浸泡磨浆：原料（包括但不限于大米、小麦、燕麦、荞麦、藜麦、青稞、玉米、马铃薯、红薯、大豆、鹰嘴豆、豌豆、绿豆等），利用（氢氧化钠或氢氧化钾配置的）碱水，pH=9，温度20℃，液固比1：2，浸泡1h，组织松软后，湿法磨浆，80目；
S2：碱液浸提：将S1中的浆液置于恒温搅拌罐内，温度20℃，搅拌浸提蛋白成分，2h；
S3：离心分离：通过卧式螺旋离心机将S2中的提取液固液分离，重相渣返回湿法磨浆步骤重复提取一次，轻相液进入下道工序；
S4：提取液净化：将S3中的轻相料液经过微滤膜A，孔径：0.010um，实现浓缩净化碱溶性的蛋白成分，该部分蛋白主要是以胶束或聚集在一起的蛋白分子基团形式存在，过滤过程被微滤膜截留，分离出可溶性的小分子蛋白和多糖类以及灰分成分等；微滤膜透过液再经过超滤膜，截留分子量：1000Da，截留回收可溶性的小分子蛋白成分，与微滤膜浓缩液合并，透过液排放至水处理工序；
S5：蛋白酶水解：将S4中的浓缩液标准化，用净水或回用水、碱液等调配浓度至10%，温度：40℃，pH：9，按固形物含量的0.05%添加复合蛋白酶制剂（包括但不限于碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶等），搅拌水解3h；
S6：蛋白肽的分离纯化：将S5中的蛋白水解液，经过微滤膜B，孔径：0.100um，将可溶性的蛋白肽、氨基酸等和未水解的不可溶成分分离，未水解部分干燥加工成蛋白类副产品或返回前道工序再次水解，可溶性蛋白肽部分再经过纳滤膜浓缩，浓缩至可溶性固形物浓度含量10%，纳滤膜透过液回用至前道碱提工序；
S7：真空浓缩：将S6中的蛋白肽浓缩液，经真空浓缩系统进一步浓缩至可溶性固形物浓度含量40%，蒸发冷凝水回用至前道碱提工序；
S8：澄清过滤：将S7中的浓缩液经过微滤膜C过滤澄清，孔径：0.050um，浓液部分返回水解反应工序；
S9：将S8中的澄清透过液放进储液箱内，在储液箱的外侧盘绕导热管，导热管的一端与干燥室连通，导热管的另一端连接有净化器；
S10：干燥制粒：将S10中的澄清透过液经喷雾干燥系统干燥造粒成蛋白肽粉产品；
S11：干燥时产生的热气经过导热管排出，热气在经过导热管时，热气中的热量经导热管传递给储液箱，可以对储液箱内澄清透过液进行预热，提高干燥效率，通过净化器对气体进行净化，然后排出，避免污染。
本实施例与实施例一的区别在于增加了余热回收步骤，热气中的热量经导热管传递给储液箱，可以对储液箱内澄清透过液进行预热，提高干燥效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。