年产10吨菠萝蛋白酶提取工厂初步设计1(3)

2021-09-24 17:11

3.2.2果汁过滤

(1)粗过滤:用袋式过滤机过滤。

(2)一次过滤:用泵将榨好的果汁泵送到一级卧式过滤机进行过滤。

(3)二次过滤:将一级过滤的湿渣泵送到二级过滤机进行二次过滤,过滤滤出的湿渣在进行多次循环过滤,直到出汁量少于二级过滤初次出汁量的40%。滤液与一次滤液混合。加入滤液体积0.05%苯甲酸钠或者焦亚硫酸钠作防腐剂,搅拌10~15min,泵送至储罐。

3.2.3去除重金属离子

(1)配制螯合剂:浓度为13%的EDTA-2Na:按照100g溶液里含EDTA-2Na13g的比例放大配制。

(2)冷却:往滤液储罐冷却管中通入冷冻水,搅拌滤液,直到滤液温度为4摄氏度。

(3)沉淀:加入滤液体积0.05%EDTA-2Na螯合剂去除滤液里的重金属离子,静置0.5~1h。

(4)离心,过滤:将除去重金属离子的滤液用泵泵送至板框过滤机进行固液分离。在将清滤液泵至储罐。通冷冻水冷却至5℃。

3.2.4浓缩

(1)一次浓缩:用泵泵至管式超滤膜过滤机进行过滤,先用截留分子量为100K的膜脱去水分及有机小分子。过滤出的清液可以直接饮用,作为果汁生产添加用,外卖给果汁饮料生产厂家。浓缩液泵至储罐。

(2)二次浓缩:用泵讲一次浓缩液泵至二次浓缩的超滤机,用截留分子量为10K的膜过滤掉水分及有机小分子。过滤出的清液同一次浓缩处理。

(3)以上操作的压力在250kPa~300kPa之间。为了提高酶的回收率及合理的盐析蛋白浓度,选择浓缩后酶浓度为2.5%~3.0%。

(4)将二次浓缩液泵至储罐,通冷却水冷却到约20℃。

3.2.5层析

用浓度为30%的硫酸铵来沉淀酶,往浓缩液中直接加入硫酸铵固体,按照滤液体积加入相应比例的硫酸铵固体,使滤液中硫酸铵的饱和度为30%,边加边搅拌,搅拌速度要温和有规则,避免产生泡沫,静置6~8h。静置后,用管式离心机离心分离酶,废液排走回收。得到粗酶膏。

3.2.6.脱盐

将粗酶膏用水制成悬浮液,再用截留分子量为10K的膜进行脱盐。

3.2.7干燥

将脱盐后的酶膏液进行真空干燥,在真空度为200Pa,温度为10℃的条件下干燥。

3.2.8包装

自动包装机包装。纸板桶包装,内衬透明塑料袋,净重25公斤/桶。

3.2.9成品储存

推荐存放在阴凉干燥的地方,相对湿度低于60%,温度低于25℃,保存期

12个月;5~15℃阴凉、低温、干燥环境下保存期为24个月。

最好远离有异味物质存放。

3.3质量检测

酶活测定,用分光光度法测定。

4.物料衡算

菠萝生产通常有4个采收季节:春果,4~5月成熟;夏果,6~7月成熟;

秋果,10~11月成熟;冬果,12月~翌年1月成熟。可见几乎全年都有原料供应。

(1)本项目是年产十吨的菠萝蛋白酶工厂,其中酶的收率计为80%,菠萝汁含酶量为0.1%,菠萝下脚料的出汁率为50%,苯甲酸钠和EDTA的添加量均为0.05% 可计算出:

原需酶量 10÷80%=12.5t

菠萝汁 12.5÷0.1%=12500t

下脚料 12500÷50%=25000t

所需EDTA 12500×0.05%=6.25t

所需苯甲酸钠 12500×0.05%=6.25t

(2)按照全年持续生产,实行两班倒,以300工作日计。

每天产酶 10÷300=0.03333t

每天需菠萝汁 12500÷300=41.667t

每天处理下脚料 25000÷300=83.3333t

每天需EDTA 6.25÷300=0.0208t

每天需焦硫酸钠6.25÷300=0.0208t

(3)硫酸铵的用量

查资料确定使用饱和度为30%的硫酸铵沉淀菠萝蛋白酶。菠萝汁中的硫酸铵的初始饱和度为0,欲达到30%的饱和度,经查表,在25℃时,每1m3 需要添加固体

硫酸铵176千克。菠萝蛋白酶的最佳盐析浓度为1.2%----1.5%,而本项目中利用超滤浓缩,其中100K膜的浓缩倍数为两倍,10K膜的浓缩倍数为5倍,而原菠萝汁酶含量为0.1%,浓缩后浓度为1%,达到盐析要求。

即每年需要硫酸铵 12500×1/10×0.176=220t

5.主要设备选型

根据工艺流程和物料衡算选择以下设备。

5.1锤式破碎机

锤式破碎机具有较大的破碎能力,产品粒度均匀等特点。锤式破碎机主要是

靠冲击作用来破碎物料的。破碎过程:物料进入破碎机中,遭受到高速回转的锤头的冲击而破碎,破碎了的物料,从锤头处获得动能,从高速冲向架体内挡板,筛条,与此同时物料相互撞击,遭到多次破碎,小于筛条之间隙的物料,从间隙中排出,个别较大的物料,在筛条上再次经锤头的冲击,研磨,挤压而破碎,物料被锤头从间隙中挤出。从而获得所需粒度的产品。

每天需要处理菠萝渣83.333t,每天处理14小时,每小时约需处理5.95t

。而

设备因清洗维修等需要将利用率视为85%,所需要的设备生产能力为:5.95t÷85%=7.0,可选一下锤式破碎机1台。主要参数见表5.1

5.2双螺旋压榨机

双螺旋压榨机适用压榨破碎后的新鲜皮渣或含一定纤维的水果和蔬菜提汁。

压榨机为双螺旋,螺旋方向相反,对物料的压榨力大而均匀,出渣口锥形体由夜压缸或弹簧控制,调节油压或弹簧压力可改变对物料的施压效果,调整出汁率,其效果因物料不同会有一定差别。与物料接触部分采用不锈钢制造。

每天需要处理菠萝渣83.333t,每天处理14小时,每小时约需处理5.95t。以

85%的利用率计,需选取生产能力为:5.95÷85%=7.0,可选双螺旋压榨机1台。主要参数见表5.2

表5.2 旋压榨机的主要参数

型号:

电机功率:

生产能力: LCY 11kw 10t/h 螺旋直径: 外型尺寸 设备重量: 450mm 3740×1104×1785 mm 0.25t

5.3袋式过滤机

袋式过滤机处理量大、体积小、容污量大。

基于袋式过滤系统的工作原理和机构,更换滤袋时方便快捷,而且过滤机免清洗,省工省时。

滤带侧漏机率小,有力地保证了过滤品质。

袋式过滤机可承载更大的工作压力,压损小,运行费用低,节能效果明显。

滤袋过滤精度不断提高,目前已达到0.5um。

原理:袋式过滤机是一种新型的过滤系统,过滤机内部由金属网篮支撑过滤,液体由入口流进,经滤袋过滤后从出口流出,杂质被拦截在滤袋中,更换滤袋后可继续使用。

每天需要处理原果汁41.667t,每天处理14小时,每小时约需处理2.98m3。

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