馬鈴薯淀粉加工過程中產(chǎn)生的工藝廢水（汁水）含有高濃度蛋白質(zhì)（總氮濃度達(dá)3000-4000mg/L），若直接排放不僅造成資源浪費(fèi)，還會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化問題。中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所等機(jī)構(gòu)研發(fā)的蛋白回收技術(shù)，通過物理分離與熱變性結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了廢水資源化利用，為行業(yè)提供了可持續(xù)解決方案。

技術(shù)原理與核心創(chuàng)新

該技術(shù)基于蛋白質(zhì)遇熱變性的特性，通過三步法實(shí)現(xiàn)高效回收：

預(yù)處理分離：采用兩級(jí)細(xì)纖維離心篩（轉(zhuǎn)速960-1100r/min）去除汁水中的細(xì)纖維和小顆粒淀粉，避免后續(xù)換熱器堵塞。這一設(shè)計(jì)解決了傳統(tǒng)工藝中因雜質(zhì)導(dǎo)致的設(shè)備故障問題。

熱變性沉淀：通過螺旋板式換熱器（設(shè)計(jì)溫度170℃）將汁水加熱至蛋白質(zhì)變性點(diǎn)，使蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)展開并析出。實(shí)驗(yàn)表明，該步驟可回收80%以上的可溶性蛋白。

離心脫水與干燥：利用臥螺離心機(jī)（分離因數(shù)3630）進(jìn)行固液分離，再經(jīng)氣流干燥管（長22.6m）制成蛋白副產(chǎn)品，蛋白含量達(dá)77.9%，水分低于12%。

工程應(yīng)用與效益分析

在寧夏固原某淀粉企業(yè)的工業(yè)化應(yīng)用中，該技術(shù)展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)：

資源回收：年處理3.67萬噸工藝廢水，回收蛋白副產(chǎn)品230噸（飼料級(jí)），相當(dāng)于節(jié)約大豆蛋白原料1500噸。

環(huán)境減排：COD去除率19.2%，SS去除率54.76%，減少廢水污染物排放量COD 6.64噸/年、SS 1.99噸/年。

經(jīng)濟(jì)效益：蛋白銷售收入覆蓋處理成本并創(chuàng)造61萬元/年凈利潤，同時(shí)減少污水處理費(fèi)用30%以上。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)與行業(yè)意義

與傳統(tǒng)生化處理工藝相比，該技術(shù)具有三大突破：

低碳高效：無需曝氣或添加藥劑，能耗僅為生化法的1/5，符合碳中和趨勢(shì)。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式：回收的蛋白可作為飼料添加劑，廢水經(jīng)處理后用于農(nóng)田灌溉（如甘肅地區(qū)冬春農(nóng)田試驗(yàn)顯示增產(chǎn)10%），形成“資源-產(chǎn)品-再生資源”閉環(huán)。

技術(shù)普適性：適用于西北地區(qū)90%以上的馬鈴薯淀粉加工企業(yè)，推動(dòng)行業(yè)從“末端治理”轉(zhuǎn)向“源頭減量”。

未來發(fā)展方向

盡管該技術(shù)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平，但仍需優(yōu)化以下環(huán)節(jié)：

開發(fā)低能耗換熱設(shè)備，進(jìn)一步提升熱利用率；

探索蛋白深加工路徑（如食品級(jí)純化），提高附加值；

擴(kuò)大應(yīng)用場景至木薯、紅薯淀粉加工領(lǐng)域。

結(jié)語

馬鈴薯淀粉廢水蛋白回收技術(shù)通過物理-化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新，解決了長期困擾行業(yè)的污染與資源矛盾。其“變廢為寶”的理念不僅為環(huán)保治理提供了新思路，更開辟了農(nóng)業(yè)廢棄物高值化利用的新途徑，對(duì)推動(dòng)我國農(nóng)產(chǎn)品加工綠色轉(zhuǎn)型具有示范意義。