一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝。將配料用水的10-40%用電廠鍋爐濃水替代，原輔料配方和生產工藝與普通黃原膠一致，配置好的培養基經消毒、發酵、提取、烘干、粉碎、包裝得成品。本發明生產出合格的黃原膠產品，不僅節約了黃原膠生產中的用水量，同時減少了污水排放，減輕了環保壓力，降低了黃原膠的生產成本，實現了節能降耗。
【專利說明】一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及黃原膠生產【技術領域】，特別是涉及一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝。
【背景技術】
[0002]黃原膠是野油菜黃單胞桿菌以碳水化合物如玉米淀粉等為主要原料，經發酵生產的一種用途廣泛的微生物胞外多糖。具有高效增稠作用，獨特的流變性；良好的耐熱、耐鹽以及耐酸堿的穩定性；并與其它多種親水膠體，如淀粉、刺槐豆膠、瓜爾豆膠等，具有協同增效作用。作為一種高效的增稠劑和穩定劑，黃原膠以其獨特性能廣泛應用于醬料調味品、湯料、飲料等食品行業及石油、日化、紡織、印染等行業中。黃原膠生產過程中需要消耗大量蒸汽，主要在發酵環節培養基消毒和蒸餾環節酒精回收過程中，能源消耗量比較大，能源成本占總成本的比例較大，因此黃原膠生產企業一般都配備自己的動力車間，生產所需蒸汽由電廠工業鍋爐用去離子水制得。選擇能源豐富的地區對降低黃原膠的生產成本，提高市場競爭力具有重要意義，然而有些地區的地理缺陷是水資源匱乏，因此，如何充分的利用有限的水資源，不僅是保證公司連續正常生產的需要，而且也符合國家節能減排政策。
[0003]生產所需原水采用當地自來水或地下水，水的硬度較大，其中的鈣鎂離子含量較高，水的總可溶性固形物可達600ppm。原水經反滲透技術處理之后約有75%的去離子水作為鍋爐補給水用于產生蒸汽，剩余25-30%的經過濃縮的高離子含量的濃水由于硬度、重碳酸鹽和硫酸鹽等離子含量較高，影響其回收利用，基本作為廢水排放，少量作為循環冷卻水和消防用水使用，造成水資源浪費，同時給環保車間帶來一定壓力。這不僅造成水資源的浪費，也給環保處理帶來一定的壓力。因此考慮能否把電廠排出的這部分濃水進行二次利用。目前，黃原膠生產所用配料水都是一次水，生產工藝流程如說明書附圖圖1所示，尚沒有相關的技術和文獻將反滲透濃水用作發酵配料用水。
【發明內容】
`[0004]本發明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝。本發明不需要增加設備除去濃水中的離子，以適當比例直接添加用于黃原膠發酵培養基配料，降低了濃水處理成本和排放量，節約了水資源。本發明通過將鍋爐濃水回收利用作為黃原膠發酵用水，生產出合格的黃原膠產品，不僅節約了黃原膠生產中的用水量，同時減少了污水排放，減輕了環保壓力，降低了黃原膠的生產成本，實現了節能降耗。
[0005]原水采用當地自來水或地下水，原水經反滲透處理后作為補給水供給電廠鍋爐，剩余硬度、重碳酸鹽和硫酸鹽等離子含量較高的為電廠鍋爐濃水。
[0006]本發明所述一次水為自來水或地下水經殺菌消毒后制得。
[0007]本發明的一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝技術方案為，發酵培養基用水包括一次水和電廠鍋爐濃水。
[0008]發酵培養基包括:水和營養成分；其中，水包括按重量比的60-90%的一次水和10-40%的電廠鍋爐濃水；營養成分包括4.5-5.0%玉米淀粉、0.3-0.4%的大豆蛋白，配置好的培養基經消毒、發酵、提取、烘干、粉碎、包裝得成品。
[0009]優選的，發酵培養基用水中含有質量百分比為20%的電廠鍋爐濃水。
[0010]發酵培養基包括:水和營養成分；其中，水包括按重量比的0-80%的一次水和20-100%的電廠鍋爐濃水；營養成分包括4.5-5.0%玉米淀粉、0.3-0.4%的大豆蛋白，配置好的培養基經消毒、發酵、提取、烘干、粉碎、包裝得成品；其中電廠鍋爐濃水采用化學絮凝劑處理后用于發酵培養基配制。
[0011 ] 化學絮凝劑為0.2%的EDTA或0.3%的三聚磷酸鈉。
[0012]電廠鍋爐濃水中，溶解性總固體為1800mg/L，是一次水的接近3倍，鈣離子含量180-240mg/L,約為一次水的1.5-2倍，鎂離子含量70-90 mg/L,約為一次水的3倍，，總硬度800-1000mg/L(以CaC03計)，約為一次水的2倍。
[0013]本發明的有益效果為:本發明不需要增加設備除去濃水中的離子，以適當比例直接添加用于黃原膠發酵培養基配料，降低了濃水處理成本和排放量，節約了水資源。本發明通過將鍋爐濃水回收利用作為黃原膠發酵用水，生產出合格的黃原膠產品，不僅節約了黃原膠生產中的用水量，同時減少了污水排放，減輕了環保壓力，降低了黃原膠的生產成本，實現了節能降耗。產品得率比普通黃原膠生產工藝最高可提高13%，產品質量指標符合黃原膠國標 GB13886-2007。
[0014]濃水在黃原膠發酵中的綜合利用，一方面既可以減少黃原膠生產過程配料一次水的用量，另一方面可以減少向環保車間排放的廢水量，且利用濃水生產的黃原膠產品的各項質量指標符合黃原膠國標。在濃水添加比例較少時(20%左右)，可能濃水中的某些離子對黃原膠的生長發酵有益，其得率比普通黃原膠生產工藝有所提高。在保證產品質量的同時，大大降低了生產成本。該生產工藝對于能源豐富，而水資源相對匱乏地區黃原膠的生產尤其具有重要意義。具體如下:
1.現有黃原膠生產均采用一次水做配料用水，水的耗量比較大，采用部分濃水用作發酵用水后，可降低生產成本。
[0015]2.目前，電廠鍋爐產生的濃水因其離子含量較高，影響其回收利用，基本作為廢水排放。也有采用反滲透設備進行處理后再利用的，但成本較高。本發明實現了濃水的綜合利用，減少了鍋爐廢水的排放量，實現了企業的節能減排。
[0016]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1所示為現有技術工藝流程圖；
圖2所示為本發明工藝流程圖；
圖3所示為實施例1中的產品得率與現有生產工藝對比；
圖4所示為實施例2中的產品得率與現有生產工藝對比；
圖5所示為實施例3工藝流程圖；
圖6所示為實施例3中的產品得率與現有生產工藝對比。
[0017]【具體實施方式】: 為了更好地理解本發明，下面用具體實例來詳細說明本發明的技術方案。
[0018]本發明所述一次水為自來水或地下水經殺菌消毒后制得。
[0019]實施例1本發明工藝流程如說明書附圖圖2所示。
[0020]實施步驟: 1.培養基配制
以50方發酵罐為例，定容45方，4.5-5.0%的玉米淀粉，0.3-0.4%的大豆蛋白，先加入9方濃水(20%)，再加入36方一次水(80%)，混勻。
[0021]2.消毒
配制好的培養基用蒸汽130°C連續消毒15-20min后，冷卻降溫后進入50方發酵罐內。
[0022]3.發酵
將黃單胞桿菌菌種接種入種子罐中進行一、二級種子培養，在溫度為30±2°C，pH值7.2-7.8的條件下，培養16-18小時，然后按1:10比例轉入50方發酵罐中培養，溫度30±2°C，流加30%液體氫氧化鈉調節發酵液的pH7.2-7.8，培養時間60-72小時。
[0023]4.提取
將發酵結束的發酵液泵送至提取罐，加入0.2%-0.3%的氯化鈣，再加入約2倍發酵液體積的75-80度的酒精，攪拌至黃原膠沉淀析出。
[0024]5.烘干粉碎包裝
沉淀析出的黃原膠用離心機分離、成型機擠壓出來之后，65-75°C真空干燥至水分低于15%,最后粉碎、過篩、包裝得成品。
[0025]產品得率與現有生產工藝對比如說明書附圖圖3所示。由圖3可看出:本發明工藝所得產品得率可達3.90%，而現有工藝得率為3.45%，提高了 13%。粘度等其他質量指標符合黃原膠國標GB13886-2007。
[0026]成本效益核算(以50方罐為計算單位):
每罐使用濃水可節約一次水成本50元，消耗掉的濃水原來所需污水處理成本約50元，單罐產量原有工藝以3.45%計，可產出1550公斤產品，而采用該工藝產品得率為3.90%，提高了 13%，可產出1750公斤產品，以每公斤30元計，可增加6000元收益，則每罐可增加6100元經濟效益。
[0027]實施例2
本發明工藝流程如說明書附圖圖2所示。
[0028]實施步驟:
1.培養基配制
以50方發酵罐為例，定容45方，4.5-5.0%的玉米淀粉，0.3-0.4%的大豆蛋白，先加入15.8方濃水(35%)，再加入29.2方一次水(65%)，混勻。
[0029]2.消毒
配制好的培養基用蒸汽130°C連續消毒15-20min后，冷卻降溫后進入50方發酵罐內。
[0030]3.發酵
將黃單胞桿菌菌種接種入種子罐中進行一、二級種子培養，在溫度為30±2°C，pH值7.2-7.8的條件下，培養16-18小時，然后按1:10比例轉入50方發酵罐中培養，溫度30±2°C，流加30%液體氫氧化鈉調節發酵液的pH7.2-7.8，培養時間60-72小時。
[0031]4.提取
將發酵結束的發酵液泵送至提取罐，加入0.2%-0.3%的氯化鈣，再加入約2倍發酵液體積的75-80度的酒精，攪拌至黃原膠沉淀析出。
[0032]5.烘干粉碎包裝
沉淀析出的黃原膠用離心機分離、成型機擠壓出來之后，65-75°C真空干燥至水分低于15%,最后粉碎、過篩、包裝得成品。
[0033]本發明產品得率與現有生產工藝對比如說明書附圖圖4所示。由圖4可看出:本發明工藝所得產品得率為3.55%，而現有工藝得率為3.45%，提高了 2.9%。粘度等其他質量指標符合黃原膠國標GB13886-2007。
[0034]成本效益核算(以50方罐為計算單位):
每罐使用濃水可節約一次水成本80元，消耗掉的濃水原來的處理成本為80元，單罐產量原有工藝以3.45%計，可產出1550公斤產品，而采用該工藝產品得率為3.55%，提高了
2.9%，可產出1595公斤產品，以每公斤30元計，可增加1350元收益，則每罐可增加1510元經濟效益。
[0035]實施例3
工藝流程如說明書附圖圖5所示。
[0036]實施步驟:
1.培養基配制
50方濃水加入0.2%的EDTA攪拌混勻后靜置24小時，取上清液45方用于培養基配制，加入4.5-5.0%的玉米淀粉，0.3-0.4%的大豆蛋白，混勻。
[0037]2.消毒
配制好的培養基用蒸汽130°C連續消毒15-20min后，冷卻降溫后進入50方發酵罐內。
[0038]3.發酵
將黃單胞桿菌菌種接種入種子罐中進行一、二級種子培養，在溫度為30±2°C，pH值7.2-7.8的條件下，培養16-18小時，然后按1:10比例轉入50方發酵罐中培養，溫度30±2°C，流加30%液體氫氧化鈉調節發酵液的pH7.2-7.8，培養時間60-72小時。
[0039]4.提取
將發酵結束的發酵液泵送至提取罐，加入0.2%-0.3%的氯化鈣，再加入約2倍發酵液體積的75-80度的酒精，攪拌至黃原膠沉淀析出。
[0040]5.烘干粉碎包裝
沉淀析出的黃原膠用離心機分離、成型機擠壓出來之后，65-75°C真空干燥至水分低于15%,最后粉碎、過篩、包裝得成品。
[0041]該實施例產品得率與普通生產工藝對比:
該實施例工藝所得產品得率為3.50%，現有工藝得率為3.45%，粘度等其他質量指標符合黃原膠國標GB13886-2007。
[0042]成本效益核算(以50方罐為計算單位): 每罐使用濃水可節約一次水成本225元，消耗掉的濃水原來所需污水處理成本約250元，單罐產量原有工藝以3.45%計，可產出1550公斤產品，而采用該實施例工藝產品得率為
3.50%，可產出1575公斤產品，以每公斤30元計，可增加750收益，采用EDTA處理增加的成本約1500元，則每罐需增加275元成本可將濃水全部利用。
[0043]100%濃水直接用于培養基配制發酵不可行，樣品得率很低，產品粘度指標低，不符合標準。
【權利要求】
1.一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝，其特征在于，發酵培養基用水包括一次水和電廠鍋爐濃水。
2.根據權利要求1所述的一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝，其特征在于，發酵培養基包括:水和營養成分；其中，水包括按重量比的60-90%的一次水和10-40%的電廠鍋爐濃水；營養成分包括4.5-5.0%玉米淀粉、0.3-0.4%的大豆蛋白，配置好的培養基經消毒、發酵、提取、烘干、粉碎、包裝得成品。
3.根據權利要求2所述的一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝，其特征在于，發酵培養基用水中含有質量百分比為20%的電廠鍋爐濃水。
4.根據權利要求1所述的一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝，其特征在于，發酵培養基包括:水和營養成分；其中，水包括按重量比的0-80%的一次水和20-100%的電廠鍋爐濃水；營養成分包括4.5-5.0%玉米淀粉、0.3-0.4%的大豆蛋白，配置好的培養基經消毒、發酵、提取、烘干、粉碎、包裝得成品；其中電廠鍋爐濃水采用化學絮凝劑處理后用于發酵培養基配制。
5.根據權利要求4所述的一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝，其特征在于，化學絮凝劑為0.2%的EDTA或0.3%的三聚磷酸鈉。
6.根據權利要求1所述的一種利用電廠鍋爐濃水發酵生產黃原膠的工藝，其特征在于，電廠鍋爐濃水中，溶解性總固體為1800mg/L，鈣離子含量180-240mg/L，鎂離子含量70-90 mg/L，總硬度以 CaC03 計為 800_1000mg/L。
【文檔編號】C12P19/06GK103710408SQ201310735057
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】李苗苗, 陳健, 杜金鎖, 任衍波, 王曉港, 石巖昌, 司書鋒, 朱永真 申請人:淄博中軒生化有限公司