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大豆浓缩蛋白（Soy Protein Concentrate，SPC）是从大豆中提取的一种高蛋白产品，它包含了70%-90%的蛋白质（以干重计）。
SPC的生产过程主要涉及去除大豆中的可溶性糖类（如寡糖和单糖）、脂肪和其他非蛋白成分，以增加蛋白质的比例。
以下是生产大豆浓缩蛋白的基本步骤和原理：1. 原料准备首先选取质量合格的大豆作为原料。
大豆中含有20%-30%的蛋白质，35%-40%的碳水化合物，以及18%-20%的油脂。
2. 清洗与去皮对大豆进行清洗，去除杂质，然后进行去皮。
去皮可以降低产品中的纤维素含量，有利于后续提取。
3. 粉碎清洗去皮后的大豆需要被粉碎成小片或粉末，这有助于提高浸出效率。
4. 提取将粉碎后的大豆与水或者碱性溶液混合，进行提取。
这一步骤通常会在一定温度下进行，以利用水溶性的特性将蛋白质与其他可溶性物质如糖类分离。
5. 分离通过离心分离或者滤压等物理方法，将蛋白质与其他成分（如水溶性糖、溶剂等）分离开来。
分离后得到的蛋白质水解液含有较高浓度的蛋白质。
6. 脱脂利用溶剂（如己烷）提取大豆油，去除蛋白质中的脂肪成分。
脱脂后可以得到更纯净的蛋白质产品。
7. 浓缩将分离出来的蛋白质溶液进行浓缩，以去除多余的水分。
这一步通常使用蒸发或者超滤技术实现。
8. 干燥将浓缩后的蛋白质溶液进行干燥，得到粉末状的大豆浓缩蛋白。
干燥通常使用喷雾干燥或者冷冻干燥等技术。
9. 包装经过检验合格后，将干燥的大豆浓缩蛋白粉末进行包装，以供市场销售。
10. 质量控制在整个生产过程中，需要进行严格的质量控制，确保产品的蛋白质含量、纯度和安全性符合标准要求。
大豆浓缩蛋白是一种营养价值较高的食品原料，广泛应用于肉制品、乳制品、烘焙食品等多个领域。
通过上述的生产过程，可以得到具有较高蛋白质含量且口感好、营养价值高的大豆浓缩蛋白产品。
大豆低聚糖的研究摘要：综述了大豆低聚糖的化学结构以及在大豆中的含量及其理化性质。
大豆低聚糖具有的多种生理功能及其加工工艺的简介。
1 简介低聚糖又称为寡糖,是由2～10个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖,广泛存在于各种天然食品中,如水果、牛奶、蜂蜜、蔬菜等。
低聚糖可分类为普通低聚糖和功能性低聚糖两大类。
普通低聚糖包括蔗糖、麦芽糖、乳酸糖、海藻糖和麦芽三糖等,它们可被机体消化吸收;功能性低聚糖包括低聚异麦芽糖、大豆低聚糖、果糖低聚糖、低聚半乳糖、壳聚糖、壳低聚糖、低聚木糖等,因在人体肠道内不具备分解消化的酶系统,不能被人体胃酸和胃酶所降解,不能消化吸收,而是在人体发挥独特的生理功能。
大豆低聚糖是大豆籽粒中可溶性糖类的总称,是一种功能性甜味剂,能替代蔗糖应用在功能性食品或低能量食品中。
在成熟大豆中含量最高约占全大豆总量的10%,主要由水苏糖、棉籽糖和蔗糖组成。
此外,大豆低聚糖中还含有葡萄糖、果糖、半乳糖肌醇甲醚、右旋肌醇甲醚等,不能被胃酸及酶降解,它是一种功能性低聚糖。
大豆低聚糖主要来源于工业上生产大豆分离蛋白(SPL)和大豆浓缩蛋白(SPC)的副产物乳清中。
我国盛产大豆,大豆产量全世界排名第3,全国现有30多家规模较大的生产大豆蛋白的厂家,生产1 t大豆分离蛋白就要排放10 t大豆乳清,而大豆低聚糖存在于大豆乳清中,因此大豆低聚糖的资源十分丰富。
日本对大豆低聚糖的开发和应用位居世界的前列,其开发的大豆低聚糖的产品在1988年已推向市场,广泛应用于饮料、酸奶、水产制品、果酱、糕点和面包等食品中。
到目前为止,大豆低聚糖还是美国FDA唯一认可应用于食品中的功能性低聚糖。
我国对大豆低聚糖的研究尚属起步阶段,本文综述了大豆低聚糖的生理功能、分离和纯化、测量的研究进展。
典型的大豆低聚糖主要有水苏糖、棉籽糖、蔗糖三部分构成,此外,还含有少量其它糖类:如葡萄糖、果糖、松醇、毛蕊花糖、半乳糖松醇等。
表一详细列出了大豆低聚糖中各成分及其含量。
大豆低聚糖的膜法工艺大豆低聚糖是大豆中可溶性糖的总称，主要成份为水苏糖、棉籽糖和蔗糖等，占大豆中总碳水化合物的7—10%。
此外尚有少量的其它糖类，如：葡萄糖、果糖、右旋肌醇甲醚、半乳糖肌醇甲醚等。
大豆低聚糖对于人体的生理功能具有重要的作用，主要表现在：促进双歧杆菌的增殖、抑制病原菌、防止便秘、防止腹泻、保护肝脏功能、降低血清胆固醇、降低血压、增强免疫功能、抗癌作用、营养物质、预防和治疗乳糖消化不良、属于水溶性膳食纤维、低能量或能量为零、不会引起牙齿龋变、延缓衰老的作用。
因此，大豆低聚糖对于人类生理活性作用将会受到越来越多的重视，其发展前景广阔。
流程：大豆低聚糖是以生产浓缩或分离大豆蛋白时的副产物大豆乳清为原料，加水稀释后加热处理使残留大豆蛋白沉淀析出，上清液再经过滤处理进一步滤去残存的大豆蛋白微粒，经活性炭脱色后，用膜分离技术进行浓缩脱盐处理：在此工艺中，离心分离后的大豆乳清直接进行超滤，分离出乳清蛋白，透过液经活性炭脱色、去除异味后，采用纳滤脱除乳清中的盐份，同时进行浓缩，最后制成糖浆状低聚糖，或进一步喷雾干燥，制成白色粉末状产品。
和以往工艺相比，现有工艺特点为：1. 原有工艺中，离心分离后的大豆乳清加热，使乳清蛋白热变性沉淀，但在此工艺中无法有效地去除可溶性蛋白。
采用现有工艺后，大豆乳清直接进行超滤，可将蛋白完全去除，并可去除部分大分子的色素。
2. 膜分离是个物理分离过程，在常温下进行，无须加入其它物质，可保证低聚糖成份不被破坏。
3. 采用纳滤技术对产品进行脱盐和浓缩，可选择不同型号的膜以达到脱除盐份，或是在脱除盐份的基础上，进一步去除单分子糖份，以提高低聚糖纯度。
4. 与其它浓缩技术相比较，纳滤技术成本低，有效降低成本。
5. 膜分离为一封闭系统，可保证产品不受污染。
大豆低聚糖工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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大豆浓缩蛋白工艺流程
大豆浓缩蛋白是一种重要的植物蛋白质来源，广泛用于食品、饮料、保健品等行业。
下面将介绍一种典型的大豆浓缩蛋白工艺流程。
1. 原料准备：选择优质的大豆作为原料，通过去杂、筛选等工序，去除杂质，保证原料的质量。
2. 清洁处理：将初步处理后的大豆浸泡在水中，通过剪切和乱流的作用，去除大豆表面的杂质和水溶性物质。
3. 磨浆：将清洗后的大豆粉碎成细小的颗粒，破坏豆胶层，提高蛋白质的释放率。
4. 蛋白提取：将磨浆后的大豆与水混合，经过高温、高压下的蒸煮、酶解作用，释放出蛋白质。
然后通过过滤、沉淀、离心等步骤，分离出蛋白质。
5. 除杂：将提取的蛋白质溶液进行除杂处理，去除其中的杂质，如脂肪、纤维素等。
常用的除杂方法包括盐析、酸沉淀、离子交换等。
6. 浓缩：将除杂后的蛋白质溶液进行浓缩处理，去除大部分水分。
常用的浓缩方法有膜分离、真空蒸发等。
7. 干燥：将浓缩后的蛋白质溶液进行干燥处理，使其成为粉末状。
常用的干燥方法有喷雾干燥、冷冻干燥等。
8. 包装：将干燥后的大豆浓缩蛋白进行包装，通常采用密封、防潮的包装方式，以防止潮湿和氧化。
以上是大豆浓缩蛋白的典型工艺流程，每个步骤都需要严格控制条件和操作，以确保产品的质量和安全性。
在实际生产中，还可以根据不同需求进行工艺优化，如添加酶解剂、调节pH 值等，以改善产品特性。
大豆浓缩蛋白生产工艺
大豆浓缩蛋白是指从大豆中提取纯化蛋白质的产品，其主要用途是作为食品添加剂和营养补充剂。
大豆浓缩蛋白的生产工艺可以分为以下几个步骤：
1. 大豆磨碎：首先将大豆清洗干净后磨碎成粉末状。
这一步既可以手工完成，也可以使用机械设备如磨粉机进行。
2. 提取大豆油：使用溶剂如正己烷将大豆粉末中的大豆油提取出来。
溶剂方法是目前应用最多的方法，它可以高效地提取大豆油。
提取出的大豆油可以用于食用油或其他工业用途。
3. 溶解大豆蛋白：将去除大豆油后的残渣溶解在适量的溶剂中，使大豆蛋白质溶解在溶剂中。
4. 沉淀和过滤：将溶解的大豆蛋白溶液加入酸或者盐溶液中，使蛋白质发生沉淀。
然后通过过滤将沉淀分离出来。
5. 除去杂质：将分离得到的蛋白质沉淀经过多次洗涤和离心，除去杂质和溶剂。
6. 干燥：将洗涤好的蛋白沉淀通过烘箱或流化床干燥器进行脱水，直至获得所需的蛋白质干粉。
7. 浓缩：利用膜过滤、蒸发等技术将蛋白干粉中的水分去除，使其浓缩，并达到所要求的浓度。
8. 除味和调节PH值：M和R酸、碱或氧化剂等物质调节蛋白质的酸碱度，同时去除蛋白质中的异味，使其达到食品安全标准。
9. 包装和存储：将处理好的蛋白质产品进行包装，通常采用防潮、防氧化等包装材料，储存于干燥、避光的地方，以保持其质量和保质期。
大豆浓缩蛋白的生产工艺需要注意对溶剂的选择和使用，避免对环境和人体造成污染。
此外，工艺中的每一个步骤都需要控制好温度、时间、pH值等参数，以保证产品的质量和稳定性。
大豆低聚糖的发展现状及应用前景摘要：大豆低聚糖是一种新型的功能性低聚糖，它具有许多功能特性。
本文综述了大豆低聚糖的结构、理化性质、生理功能、分离纯化、开发现状并对大豆低聚糖的发展前景提出展望。
关键词：大豆低聚糖；生理功能；发展；前景随着社会经济的发展，生活节奏的加快，越来越多的人由于食糖或脂肪摄入过多，导致肥胖病、龋齿病、糖尿病和心脑血管疾病日益增多。
专家们对减少摄入脂肪和食糖的呼声日益强烈，因此研制开发脂肪代用品和健康糖源已成为营养保健学的当务之急。
大豆低聚糖是大豆中所含可溶性糖类的总称，其广泛存在于各种植物中，主要以豆类为主。
大豆低聚糖是一种新型的功能性低聚糖，其营养价值、保健功能愈来愈受到世界各国食品研究机构的重视。
因此。
大豆低聚糖具有非常广阔的应用前景。
1.大豆低聚糖的结构及分布大豆低聚糖是大豆籽粒中可溶性寡糖的总称，也可泛指其它豆科作物种子所含有的低聚糖总称，主要指大豆中的可溶性碳水化合物，其含量为10%。
大豆低聚糖主要由水苏糖、棉子糖和蔗糖所组成，其中水苏糖占2.7%-4.7%.棉子糖占1.1%-1.3%，蔗糖占4.2%-5.7%。
此外，还含有少量其他糖类，如葡萄糖、果糖、松醇、毛蕊花糖和半乳糖松醇等。
2.大豆低聚糖的理化性质大豆低聚糖黏度高于蔗糖和果葡糖浆，低于麦芽糖。
大豆低聚糖的甜味特性类似于蔗糖，甜度为蔗糖的70%。
大豆低聚糖具有良好的热稳定性，对酸的稳定性也略优于蔗糖。
在140℃短时间内加热不分解，ph值为3.0条件下、在20℃和37℃下存放120d，残留量分别为85%和60%以上，所以，大豆低聚糖可广泛应用于加热杀菌的罐头食品、酸性食品与饮料。
目前已经有学者如montilla等通过实验得出，600mg/ml水苏糖、60℃、ph为5.5、34u/ml针尾曲霉的条件下可合成五糖和六糖。
3.大豆低聚糖的生理功能3.1促进双歧杆菌生长繁殖，改善肠内菌群结构双歧杆菌属于厌氧性的革兰氏阳性菌是人体肠道菌群中唯一的一种既不产生内毒素又不产生外毒素，无致病性的、具有生理功能的有益微生物，对人体有保健作用。
大豆低聚糖的提取大豆低聚糖是一种天然的多糖类物质，它是由大豆中的淀粉分解而来的，具有多种生理活性和保健功能。
因此，大豆低聚糖的提取和应用已经成为当前食品和医药领域的研究热点之一。
大豆低聚糖的提取方法主要有以下几种：1. 酸解法酸解法是目前大豆低聚糖提取的主要方法之一。
该方法是将大豆粉末加入酸性溶液中，经过一定时间的反应，使淀粉分解成低聚糖。
然后通过离心、过滤、浓缩、脱色等步骤，最终得到大豆低聚糖。
2. 酶解法酶解法是利用酶的作用将大豆淀粉分解成低聚糖。
该方法具有反应速度快、产物纯度高等优点。
但是，酶解法的成本较高，不适合大规模生产。
3. 超声波法超声波法是利用超声波的作用将大豆淀粉分解成低聚糖。
该方法具有反应速度快、产物纯度高等优点。
但是，超声波法的设备成本较高，不适合大规模生产。
二、大豆低聚糖的生理活性和保健功能1. 降低血糖大豆低聚糖可以通过抑制肠道中α-葡萄糖苷酶的活性，减缓碳水化合物的消化和吸收，从而降低血糖水平。
2. 促进肠道健康大豆低聚糖可以作为益生元，促进肠道中有益菌的生长，抑制有害菌的生长，从而维护肠道健康。
3. 提高免疫力大豆低聚糖可以促进免疫细胞的增殖和活化，增强机体的免疫力。
4. 预防肥胖大豆低聚糖可以通过抑制脂肪的吸收和促进脂肪的代谢，从而预防肥胖。
5. 预防心血管疾病大豆低聚糖可以通过降低血脂和抑制血小板聚集，从而预防心血管疾病。
三、大豆低聚糖的应用1. 食品领域大豆低聚糖可以作为功能性食品添加剂，用于制作低糖、低脂、高纤维的食品，如饼干、面包、饮料等。
2. 医药领域大豆低聚糖可以作为药物辅料，用于制作降血糖、降血脂、增强免疫力等药物。
3. 养殖领域大豆低聚糖可以作为饲料添加剂，用于提高动物的免疫力、促进生长等。
四、大豆低聚糖的安全性大豆低聚糖是一种天然的多糖类物质，具有良好的安全性。
目前，国内外已经对大豆低聚糖的毒性、致癌性、致突变性等进行了广泛的研究，证明其安全性良好。
大豆低聚糖纳滤连续浓缩过程的控制王 磊1,邵 诚1,王 海2(1.大连理工大学先进控制技术研究所,大连116024; 2.中国科学院大连化学物理研究所,大连116023)摘 要:提出了一种利用纳滤膜来连续浓缩大豆低聚糖的新工艺.介绍了20t/h 大豆低聚糖纳滤连续浓缩工艺流程及控制要求,设计了基于PLC 的过程控制系统.控制系统结构采用Siemens 的TP170B 触摸屏作为人机界面,S7200PLC 、DR 20调节器和M M 430变频器作为控制核心.通过在山东谷神应用结果表明,该工艺流程经济适用、运行稳定可靠、自动化程度高,能够满足连续生产的要求,提高了膜分离装置的运行效率.关键词:膜分离;纳滤(NF);大豆低聚糖;过程控制;自动调节中图分类号:TP29;TQ028.8 文章标识码:B 文章编号:1007-8924(2009)01-0079-04 目前,大豆蛋白厂对大豆的处理大体上是三分之一提取大豆蛋白,三分之一废渣被低价处理,还有三分之一分离蛋白豆清废水被排放掉了.被排放掉的豆清废水,一方面含有具有高附加值保健功能的大豆低聚糖,另一方面高营养物质的排放又达不到环保的要求,给环境造成了严重的污染.因此,回收大豆低聚糖对解决困扰大豆蛋白厂多年的难题有一举两得的意义.膜分离浓缩过程是回收豆清废水中大豆低聚糖工艺的重要环节[1],而以往的工艺流程设计都是采用多套装置批处理不连续运行方式,设备投资较高,也使控制系统设计及操作过程相对复杂,装置的自动程序控制难以实现.本工作基于物料平衡原理,提出了一种新的大豆低聚糖浓缩工艺)即通过自动调节原料罐液位和排料量来实现单套纳滤浓缩装置的连续排料.此工艺流程及控制策略可以推广到食品、医药、化工及环保等领域的净化或资源回收的分离、纯化和浓缩过程[2].1 工艺过程及控制要求1.1 工艺过程一般而言,浓缩工艺可设计成两种方式.一种是多段连续式,即前段浓水作为下一段的进水.这种方式的好处是浓缩过程是连续的,理想状态下,最后一段的浓水一直就是所需浓度的产品.这种方式的难点是由于各段膜污染程度不一样,因而清洗时间也不一样,会给实际生产带来许多不确定因素.另一种是循环式,即将浓水再引回原料罐,直至达到所需浓度,这时膜装置停止运行,原料罐排一批料.这种批处理方式的好处是装置可按产品合格与否进行随机操作,对膜组件的清洗时间也可根据污染程度进行调整.这种方式对监控系统要求较高,常需要安装许多在线仪表和自动阀门,还需要编制复杂的自动程序.上述两种方式一般都要求有两套膜装置在清洗时互为备用.为实现初期投资最低,还要保证膜装置能长期稳定运行,本工作设计的山东谷神20t/h 大豆低聚糖纳滤连续浓缩工艺流程如图1所示.满足进纳滤装置要求的原料液(糖度:2.5%,pH:4.5,SDI [0.5,电导率[4000L S/cm)自上工段来,经一系列检测,合格后进入原料罐A (20t).当原料罐液位达到90%以后,开启预压泵及高压泵(型号:CRN64,功率:37kW,供水量:64t/h)为纳滤膜组件(型号:DLNF-28,操作压力:1.0~ 1.5MPa,收稿日期:2007-09-07;修改稿收到日期:2007-10-27基金项目:国家/十五0科技攻关计划项目(No.2001BA204B01)和/辽宁省先进控制技术实验室0的支持作者简介:王 磊(1966-),男,辽宁大连人,博士,海南大学信息科学技术学院教授,研究方向为绿色过程与优化控制,E-mail:wanglei051111@第29卷 第1期膜 科 学 与 技 术Vol.29 No.12009年2月M EM BRAN E SCI EN CE AN D T ECHNOL OGY F eb.20091.豆清澄清液;2.豆清浓缩液;3.排料调节阀;4.排料泵;5.原料罐;6.浓缩调节阀;7.预压泵;8.高压泵;9.膜组件;10.水洗罐;11.碱洗罐;12清水图1大豆低聚糖纳滤浓缩的工艺流程F ig.1T he flow of nanofiltration concentration process操作温度:80e,28支Osmonics DE8040纳滤膜)供料,透过液排出界外,浓缩液返回原料罐.原料罐内料液被不断浓缩,当料液糖度达到6.0%以上,启排料泵(排料调节阀全开时排料量:20t/h),产品送出界外.当膜被确认严重污染后,设备进入清洗阶段:原料液由A罐切到B罐,装置停止浓缩,并继续排料,直至将A罐料液排净.B罐再重复A罐过程. 1.2基本控制要求纳滤浓缩工艺分4个不同阶段,各阶段有不同的控制要求.进料阶段:工艺操作,仪表显示.浓缩阶段:开启预压泵,然后开启高压泵,通过手动调节变频器和浓缩调节阀进行降液位操作,将液位降低到50%左右,投入液位自动调节.排料阶段:排料调节阀和浓缩调节阀均投入自动调节.清洗阶段:排料泵排料,预压泵清洗,仪表显示. 2控制策略及控制系统的设计2.1控制策略的实现纳滤浓缩过程有两个需要自动调节的系统,即液位自动调节系统和排料量自动调节系统,框图如图2所示.其中,液位自动调节系统的被调量x为原料罐A或B的液位,由一外部选择开关选择切换;排料量自动调节系统是一个随动调节系统,调节器上的内外给切换按钮置外给方式时,设定值可由上位系统提供目标排料量w e,以实现SCC二级控制[3].图2自动调节框图F ig.2Planning ex amples for auto-control2.2现场仪表阀门的选择现场仪表阀门选用进口或国产高品质产品,以保证装置运行的高可靠性:原料、透过和排料流量的检测选用+GF+SIGNET的流量计;原料液温度检测选用天津中环温度仪表有限公司的温度变送器;泵前、膜前、膜后和透过压力检测选用EJA压力变送器;原料罐液位检测选用EJA差压变送器;水洗罐和碱洗罐液位检测选用国产超声波液位计.所有检测信号(4~20mA)均通过现场仪表送至控制系统的I/O模块,并在触摸屏上显示.调节阀采用南京中鼎电动调节阀.2.3控制系统的配置控制系统的结构如图3所示.纳滤装置的控制系统是集成在一台控制柜的电控和仪控一体化的过程控制系统[4].电控系统主要实现泵控制的电气回路,其中高压泵采用Siemens 的M M430变频器控制;仪控系统主要由Siemens 的S7200系列的PLC和TP170B触摸屏来实现仪表信号的监测、泵站的监视及联锁报警逻辑,由DR 20调节器来实现PID自动调节功能.3结果与讨论3.1控制过程及主要计算物料平衡示意图如图4.其中,Q f(t/h)为原料液流量,C f(%)为原料液糖度,G1(t)为浓缩开始料液重量,G2(t)为排料开始料液重量,C(%)为产品液糖度,Q t(t/h)为循环液流量,Q p(t/h)为透过液流量,C p(%)为透过液糖度,Q c(t/h)浓缩液流量, C c(%)浓缩液糖度,Q(t/h)为排料量.进料过程:原料液流量Q f,原料液糖度C f,进原料罐A,经时间T1,原料罐A内料液重量达G1,其中,进料时间T1(h)可由式(1)确定:T1=G1/Q f(1)#80#膜科学与技术第29卷图3 控制系统的结构Fig.3 Configur atio n of co ntrolsystem图4 物料平衡示意图Fig.4 T he schematic of material balance processes浓缩过程:开启预压泵,然后开启高压泵,通过手动调节变频器可控制循环液流量Q t ,通过手动调节浓缩调节阀可进行降液位操作,将液位降低到50%左右,原料罐A 内重量达G 2,液位调节器投入自动.经时间T 2(h),循环液糖度由C f ,达到C ,其中,浓缩时间T 2可由式(2)确定T 2=(G 2@C -G 1@C f )/Q f @C f(2)浓缩过程透过液流量Q p 可由式(3)确定Q p =(Q f @(1-C f )@T 2+G 1@(1-C f )-G 2@(1-C ))/T2(3)浓缩液流量Q c 可由式(4)确定Q c =Q t -Q p (4)排料过程:开启排料泵,排料调节器投入自动.排料量Q ,排料糖度C ,并维持原料罐内的液位,排料量Q 和透过液流量Q p 恒定,从而保证产品糖度恒定.其中,排料量可由式(5)确定Q =Q f @C f /C(5)排料过程透过液流量Q p 可由式(6)确定Q p =Q t -Q(6)目标排料量w e 可由式(7)确定w e =(Q f @C f -Q p @C p )/C(7)当操作压力超过排料时操作压力的20%时,说明膜污染比较严重,需要对其进行清洗.这时,料液进原料罐B,装置停止浓缩,原料罐A 继续排料,直至排空.原料罐B 重复进行原料罐A 的过程.整套装置的控制时序如图5所示.其中,C (%)为产品液糖度(%),C f (%)原料液糖度(%),T 1(h)为进料时间,T 2(h)为浓缩时间,T 3(h)为浓缩与排料时间,T 4(h)为排料时间,T 5(h)为清洗时间.图5 控制时序图F ig.5 P rocessing procedures第1期王 磊等:大豆低聚糖纳滤连续浓缩过程的控制#81 #3.2工艺流程的特点纳滤膜分离过程无任何化学反应,无需加热,无相转变,对生物活性、风味、香味等成分破坏较小,因而可被应用于食品、医药等行业中的各种分离和浓缩过程[5].本工作的设计选择了耐高温的纳滤膜,因而不需要对高温的原料液进行降温操作和控制.本流程的最大特点是利用倒罐的间隙进行膜的清洗,并在浓缩和排料过程提出了相应的自动控制要求,从而实现了大豆低聚糖的连续浓缩过程.3.3控制系统的特点本装置通过PLC进行信号采集和处理,并实现联锁保护功能,通过触摸屏进行操作和显示[6],通过调节器自动调节液位和排料量.自动调节功能由调节器分担,提高了系统的可靠性.因此,本套控制系统的特点是:如果触摸屏故障,装置仍可在PLC 控制下自动运行;即使PLC故障,装置仍可通过调节器来操作,这就大大提高了过程控制系统的可用性,尽量避免因停车带来的损失.3.4重要参数分析操作压力:操作压力越高,透过膜的水通量越大.但是,高压又会导致膜的致密化反使水通量降低.本装置在浓缩阶段采用恒定压力操作法,膜的水通量会随着膜面污染而减少,导致实际处理量的降低;在排料阶段采用恒定通量操作法,会伴随糖度升高及膜面污染不断升高操作压力,从而可能导致膜的致密化.因此,当操作压力达到设定值时,就需要对膜进行清洗.另外,膜装置进出口的压力差变化也可直接反映膜组件内部的流动状况.操作温度:操作温度越高,透过膜的水通量也越大.但是,温度过高也可能导致膜的致密化.由于本装置是高温操作,虽然选用了耐高温膜,同样也得注意膜性能的评价.如果膜性能衰减过快,则应采取降温措施.操作流量:提高膜面流速有利于抑制膜面的浓差极化,但同时也增大了膜组件进出口的压力差,使得膜的有效操作压力降低.本装置可通过变频操作确定适宜的操作流量.另外,变频还有软启动功能,可避免水锤对膜的损害.3.5现场运行通过折光原理糖度仪手动定期检测原料液、浓缩液和透过液的糖度分别为2.5%、6%和0.2%,这三个数据相对比较稳定,并可通过触摸屏输入.原料液和透过液的流量是通过涡轮流量计在线检测的(如18.3t/h和15t/h).根据式(7),PLC可自动计算出目标排料量w e为7.13t/h,通过DR20调节器和调节阀即可实现排料量的自动控制.T1=G1/Q f=20/18.3=1.09h;T2=(G2@C-G1@C f)/Q f@C f=(10@6-20@2.5)/(18.3@2.5)=0.22h;T3=4~6h(根据膜污染情况确定);T4=G2/20=10/20=0.5h;最长T5=T1-T4=0.59h.4结论本装置实现了连续进料,浓缩和排料可同时进行,清洗也不影响进料和排料,操作弹性大,合理利用了有限的资源,最大限度地利用控制系统的功能.本装置不仅实现了工艺要求,还大大降低了操作人员的劳动强度和整个系统的运行成本,提高了装置的运行效率,为企业带来了显著的经济效益和社会效益,具有很好的推广应用前景.参考文献[1]M atsubara Y,Iw asaki K,N akajima M,et al.R ecoveryof oligosaccharides from str eamed soybean w aste w ater in tofu processing by reverse osmosis and nanofiltration mem-branes[J].Biosci Biotech Biochem,1996,60(3):421-428.[2]毕可英,刘玉荣.纳滤膜技术浓缩分离1,6-二磷酸果糖氯化钠水溶液的研究[J].水处理技术,1995,21(5): 271-273.[3]王慧.计算机控制系统[M].北京:化学工业出版社,2000:186-191.[4]牛立群,顾一鸣,赵冰,等.用PLC实现熔盐炉系统的自动控制[J].中南工业大学学报,2003,34(z1): 144-146.[5]任建新.膜分离技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2003:6-20.[6]陈贵友,孙同景,种麦英,等.麦芽烘干过程的控制系统设计[J].计算技术与自动化,2003,22(2):92-94.(下转第89页)#82#膜科学与技术第29卷第1期赵晶等:膜蒸馏海水淡化过程研究:三种膜蒸馏过程的比较#89#Seawater desalination by membrane distillation:a comparison of three processesZH A O Jing,W U Chunrui,L U ##X iaolong(Key Laboratory of Hollow Fiber M embrane M aterails and Membrane Process M inistry of Education, Institute of Biology and Chemistry Engineering,Tianjin Polytechnic University,T ianjin300160,China)Abstract:M icroporous hydrophobic polyvinylidene fluoride(PVDF)hollow fiber membrane w as employed in the seaw ater desalination ex periment,using3.5%NaCl aqueous solution as testing solution.T he desalination performances of vacuum(VMD),sweeping gas(SGM D),and direct contact mem brane distillation(DCM D)pro-cesses w ere compared.The effects of the temperature,velocity,and concentration of the feed solution,together w ith the condition of the permeate side on the performance of MD processes w ere studied.T he results shows that the flux of VMD process is the hig hest,w ith21.8L/(m2#h),that of the DCM D process is moderate,and the SGM D is the lowest.In all the three processes,the flux increases w ith the enhancement of feed tempera-ture,and decreases w ith the increase of feed concentration.In VMD or SGMD process,the flux increases as the v acuum degree or sweeping gas velocity increases.But in our experiments,the flux of DCMD process hardly showed any variation as the w ater velocity of the permeate side increased.The rejection for salt in all the three processes was stable and kept near100%,as the operating parameters changed.Key words:membrane distillation;seaw ater desalination;polyvinylidene fluoride;hy drophobic hollow fiber membrane(上接第82页)Nanofiltration continuous process control:recovery ofoligosaccharides from streamed soybean waste waterWAN G L ei1,SH A O Cheng1,WAN G H ai2(1.Institute of Advanced Control T echnolog y,Dalian University of Technology,Dalian116024,China;2.Dalian Institute of Chem ical Physics,Chinese Academy of Sciences,Dalian116023,China)Abstract:A novel nanofiltration concentration process for recovery of oligosaccharides from streamed soybean w aste w ater is explored.Technical flow and control requirements for20t/h nanofiltration continuous process is introduced.One process control system based on PLC w as designed.The control system is integrated by Siemens TP170B as human machine interface(HM I),S7200,DR20and MM430as control center.It is proved by application in Shandong Gushen that the desig n can meet the technical requirements w ith av ailability,relia-bility and efficiency.Key words:membrane separation;nanofiltration(NF);soy oligosaccharide;process control;auto control /product/789.html。
