食品工业废弃物的处理与利用.ppt

发布时间：2025-06-30 19:56

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1、食品工业废弃物的处理与利用,第一节食品工业废弃物特点和利用途径,一、食品工业废弃物的特点二、食品工业废渣的利用途径三、食品工业废水的利用途径四、食品工业废气的利用途径,一、食品工业废弃物的特点,1.食品工业废弃物指食品加工企业在以动、植物为原料进行目标产品加工过程中产生的打算丢弃或已经丢弃的物质的总称. 2.废弃物的特点含有大量的蛋白质,碳水化合物和脂肪等有机物质. 含有大量悬浮固体物具有高生化需氧量或化学需氧量 pH变化范围大毒性相对较小,二、食品工业废渣的利用途径,植物源固体废弃物的利用途径动物源固体副产物的利用途径,粮食加工和果蔬加工、酿造等农副产品加工企业,在加工过程中会

2、产生大量的下脚料、废渣,如糠皮、麦麸、糟渣、豆渣、饼粕等,这些废弃物可以再度利用. 稻米加工副产品小麦制粉副产品油脂加工副产品大豆加工副产品花生加工副产品果蔬加工副产品,植物源固体废弃物的利用途径,稻米加工副产品,稻谷加工过程中产生的主要副产品是米糠、碎米和稻壳等,米糠的主要利用途径：提取米糠油；提取米糠蛋白；提取糠蜡；提取谷维素,提取谷缁醇提取植酸钙和肌醇生产饴糖生产干酪素加工饲料稻壳主要利用途径：制备活性碳、白碳黑和涂料以及亲和色谱填料生产木糖、木糖醇和糠醛等制备隔热、保温材料作燃料,主要副产品:麸皮和麦胚麸皮的主要利用途径: 作为酱油、醋、味精、酒等

3、酿造时的培养料食用纤维制取面筋麸皮和麦胚蛋白食用味精,2.小麦制粉副产品,制取木糖醇制取低聚糖提取麦胚油、维生素E 制备植酸提取-淀粉酶和植酸酶生产膨化饲料等,副产物:饼粕、油脚等. 饼粕是重要得植物蛋白资源之一,可为人来提供丰富的蛋白质,3.油脂加工副产品,花生、芝麻饼粕可以直接食用或饲用蛋白,大豆、菜籽、和棉籽饼粕都含有有毒成分,要经脱毒后方可加工成饲或食用产品. 油脚:水化油脚可制取卵磷脂和脑磷脂,用于医药,食品添加剂和皮革工业; 植物油脚主要含缁醇,可用于类固醇药品,维生素D和植物生长促进剂的合成,4.大豆加工副产品,大豆提油后得到的低变性脱脂豆粕,可加工成浓缩蛋白,

4、分离蛋白和组织蛋白;传统大豆制品产生的皮渣可生产核黄素等,或制取膳食纤维,5.花生加工副产品,副产品:花生壳和花生衣. 利用途径: 花生壳可用于食品,饲料,肥料,胶粘剂,复合材料,活性碳等多种领域. 花生衣可提取花生衣色素,维生素等,6.果蔬加工废弃物,果品,蔬菜种类多样,加工废弃物种类繁多,成分各异. 果实中的苹果酸,柠檬酸,酒石酸等果酸均为食品医药工业的主要原料. 葡萄酒的皮渣,酒脚,桶壁的结垢及白兰地蒸馏后的废渣可用于提取酒石. 柑橘种子,杏仁,桃仁,蕃茄种子和葡萄种子等榨取的油可供食用或医药,化工工业之需,二)动物固体物副产物的利用途径,动物屠宰产生的副产物:是指畜禽和水产品屠宰加工过

5、程中产生的毛皮骨和内脏等. 其中含有蛋白质必须氨基酸脂肪等,1.畜禽内脏,包括心肝胰等主要从中提取各种药物,如各种酶制剂,2.畜禽脑组织种骨头,脑组织中提取激素有促进皮质素促黄体激素促甲状腺激素等. 骨头可提取胶原蛋白磷酸钙碳酸钙等,水产加工副产物,利用途径有:加工鱼粉,提取鱼蛋白钙糖,鱼油,等,第二节,食品工业固体废弃物的处理与利用方法,食品工业固体废弃物包括那些,粮食加工企业、酿酒企业、农副产品加工企业，在价格管过程中产生了大量的下脚料、废渣，如玉米心、花生壳等；果品蔬菜加工时产生的固体废弃物富含可溶性糖、有机酸、果胶、纤维素等碳水化合物，叶绿素等色素，维生素、矿物质和微量元素等；动

6、物屠杀产生的副产物，如毛、皮、骨和内脏等,如何处理,直接焚烧,再度利用,焚烧炉,实验室,一、植物源固体废弃物的处理与利用方法（以米糠为例,一）提取蛋白质（二）制取膳食纤维（三）制取果胶（四）制取油脂,一）提取蛋白质,1.物理分离法：干法分离、湿法分离干法分离：脱脂米糠空气分级含蛋白质15的米糠湿法分离：碱抽提法、水抽提沉淀法、有机熔剂沉淀法脱脂米糠蛋白液可溶性蛋白质沉淀,pH11,搅拌1h后离心,pH5.5,沉淀,2.化学分离法脱脂米糠离心分离残渣上清液沉淀离心米糠蛋白,加0.05NaOH溶液,37度下搅拌2h,pH4.55.0,加1：25的85乙醇,室温

7、下搅拌1h,二）制取膳食纤维,从米糠或麦麸中制取膳食纤维时，首先需要分离出其中的淀粉和蛋白质等成分。用淀粉酶将淀粉降解为低分子的糖，从而与膳食纤维分离。柑橘、苹果等果渣经提取果胶、有机酸等物质后，还剩有占皮渣重60左右的残渣，这些残渣的主要成分为纤维及半纤维素。利用这些残渣或柑橘皮渣可提取膳食纤维,米糠5060热水天然植酸酶分解植酸加入蛋白酶分解米糠蛋白加入淀粉酶分解淀粉灭酶、杀菌清洗、过滤、压榨脱水烘干米糠纤维,pH5.0,搅拌6h,pH6.0,水温55度,时间34h,7075度,保持0.53h,95100度保持0.5h,分数次,三）制取果胶,1.原料选择与处理 2.提取：酸

8、解法微生物法离子交换法微波萃取法 3.分离 4.浓缩 5.沉淀：醇沉淀法盐析法 6.干燥、粉碎,四）制取油脂,米糠中含有1525%的油脂，米糠油中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比率为4：1. 用米糠直接制取的米糠油是毛糠油，其中含有糠蜡、磷脂、色素和较多的游离脂肪酸，影响人体对它的消化吸收。因此，它作为食用油还要进一步提纯精炼,制油工艺：提油过滤水化碱练水洗脱水脱色脱臭,有关设备,喷雾干燥装置,压滤机,振动筛,脱色罐,米糠油精炼设备,谢谢,五）制取维生素,1、制取谷维素,原料：毛糠油过程,萃取,补充皂化,甲醇碱液皂化、分离,酸析、分离,洗涤、干燥,2、制取维生素E,原料：大豆

9、饼粕粉过程：取大豆饼粕粉1kg，加入60g磷酸单酯和2L水，40水浴，搅拌8h，降温至20，加入250mL50NaOH和1L正己烷，振摇、静置、分离出正己烷，洗涤，加热浓缩。用2L丙酮加热溶解不造化物，冷却至15，过滤。水浴加热滤液，加入活性炭和白土，50下搅拌20分钟，趁热过滤，蒸馏滤液，回收丙酮后，即的VE,六）提取植物色素,过程,原料处理,萃取,过滤,浓缩,纯化,干燥,包装,七）提取芳香油,1、蒸馏法：适用于香精油的提取。过程：原料浸润、分层上料、蒸馏分离、提纯。 2、萃取法：适用于含有热敏性香气的香精油。过程：澄清、过滤、常压回收溶剂制成浓萃取液，再经减压浓缩脱除溶剂制得产品。

10、3、压榨法：适用于柑橘类芳香油。过程：刺破果皮使精油释放，澄清、分离、过滤、除去胶体杂质，离心分出芳香油,八）提取单宁,单宁可用乙醚-乙醇混合液、含乙醇和水的乙醚、醋酸乙酯、丙酮等为溶剂提取。过程：除杂，用乙醚-乙醇（41）混合液为溶液，提取，置分液漏斗分层，分去乙醚，在水液层加入乙醚振摇，分出水层，减压得粗单宁，精制,九）提取异黄酮,过程：1、水、乙醇浸提 2、吸附分离 3、浓缩、干燥,制取植酸,植酸是以钙、镁盐的形式广泛存在于植物体内，特别是谷物种子的胚芽、米糠、麸皮之中,各物质中的植酸含量,大豆中含植酸盐：3.6% 小麦麸中含有：2%5% 米糠中含有：9.5%14.5,制取步骤,粉碎,

11、浸提,沉淀,精制,洗涤,浓缩,制取糖苷类物质,糖苷类是糖与醛、酚、醇等含羟基化合物构成的酯类化合物,常用糖苷类,柚皮苷,橙皮苷,柠檬苷,制取方法,1、碱液法 2、热酒精法,第三节食品工业废液的处理与利用方法,食品工业废液（主要是废水）处理包括废水储存，中和与净化以及污泥处理,在处理废水过程中利用（1）重力法分离废水中悬浮状态的污染物质，（2）氧化还原，吸附处理等方法分离转化破坏或回收废水中的污染物，（3）利用微生物代谢作用，使废液中溶解的和胶状的有机物被降解，并转化为对人类有益的或无害的物质，使废水的以净化,食品工业废液的处理方法,一）物理与化学处理法第一点重力分离法原理：废水中悬浮物或

12、胶体微粒的相对密度与水不同。相对密度大于1的杂质，在水中逐渐下沉后与水分开；相对密度小于1的杂质，上浮到废水表面后与水分开,方法：向废水中加入与其中的胶体微粒相互黏结和聚结的混凝剂和助凝剂。如铝盐铁盐以及膨润土等。可以加入腐酸类物质，可除去水中大部分Ca2+,Cu2+,Pb2+,Zn2+,hg2+,Cr3+,Fe3+等，淀粉黄原酸酯可除去废水中的等。壳聚糖作为高分子絮凝剂用于废水处理,第二点-酸碱中和法,原理：食品工业废水酸碱程度不一，通过酸碱中和反应使酸性或碱性废水变为中性。方法：酸性废水常用石灰水进行中和，碱性废水常用盐酸，或烟道气中和。实际应用：生产中采用酸性废水和碱性废水相混合的

13、方式，达到中和的目的，不足部分用药剂中和。可减少药剂投入量，减低成本,第三点-氧化还原法,原理：在废水中投入适量的氧化剂或还原剂，与废水中还原性或氧化性物质反应。应用：常用有空气氧化法，加氯氧化法，臭氧氧化法等。还原法有硫酸亚铁，石灰法，电解法,二）生物处理法,食品工业废水中含有的有机物能被微生物（主要是细菌）和藻类利用，使有机物氧化分解成无机物，使废水净化,1,利用自然界中存在的微生物和藻类及原生动物等生物，对废水中有机物进行氧化和分解，从而达到净化水的目的。自然生物处理废水常采用的方法是生物氧化塘法,自然生物处理法,2需氧生物处理法,在需氧生物处理过程中，废水中呈固体或胶体状的有

14、机物被需氧细菌和兼性需氧细菌分泌的胞外酶分解后，与废水中原有的可溶性有机物一起渗入细菌体内。一部分有机物被氧化分解，并放出能量，另一部分有机物供微生物生长繁殖，从而达到去除水中有机物，降低BOD的值,需氧生物处理法可以分为（1）活性污泥法（2）生物膜法,生物膜法,生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纤维）为载体，在其表面形成一种特殊的生物膜，生物膜表面积大，可为微生物提供较大的附着表面，有利于加强对污染物的降解作用。其反应过程是：基质向生物膜表面扩散，在生物膜内部扩散，微生物分泌的酵素与催化剂发生化学反应，代谢生成物排出生物膜,1）活性污泥法,活性污泥：以水中有机污染物为底物，对废水

15、进行曝气，便可形成一种由大量繁殖的生物群体所构成的絮凝体。作用：它可以大量絮凝和吸附水中悬浮的或溶解的污染物，这些物质为菌体自身利用或被完全氧化，放出CO2，水和能量，从而使废水得以净化,3厌氧生物处理法,有机物质在厌氧条件下通过厌氧细菌和兼氧细菌的作用，最后转化成沼气。厌氧生物过程可分为酸性消化和碱性消化两个阶段,酸性消化阶段参与的微生物为酸性腐化菌或产酸菌，多糖类有机物水解成单糖类，蛋白质水解成肽和氨基酸，脂肪水解成甘油和脂肪酸等。在此过程中，有机酸将大量积累，使PH值下降至6左右，有的低至4,在碱性消化阶段主要是甲烷细菌参与作用。碱性消化阶段的产物进一步受甲烷细菌的氧化分解作用，产生甲

16、烷，CO2以及少量氨，氢和硫化氢等，此时PH值回升至6.5以上,几种食品工业废液的处理与利用,一、大豆饮料及牛奶加工废水处理二、果汁饮料加工废水处理三、鱼类产品加工废水处理四、小麦淀粉废液的利用五、玉米黄浆水的利用六、蘑菇预煮水的利用七、酿酒废液的利用八、畜禽血液的利用,大豆饮料及牛奶加工废水处理,生产大豆饮料及牛奶、奶酪等制品的企业所排放的废水中COD（即化学需氧量，是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂量，它是表示水中还原性物质多少的一个指标。）含量特别高，总氮的质量浓度高达78145mg/L。用活性污泥反应器来处理大豆饮料加工废水。经这一流程处理后，

17、95的COD、67的氮以及57的磷可被去除,乳制品加工的废水可用升膜式厌氧滤层处理。废水处理装置主要由PVC材料制成的柱子，柱内填有比表面积达90000/m3的多孔玻璃介质材料。柱子高度为1m，直径为20cm。废水由柱子下部逆流经过介质层,果汁饮料加工废水处理,由于水果中含有大量的有机酸，故生产果汁饮料的加工企业所排放的废水pH偏酸性，悬浮固体含量高，营养成分较单一。用生物法处理果汁饮料加工废水时，先应调整其pH及营养成分，以适应微生物的生长需求。国外处理果汁加工废水的厌氧消化系统的组成是：一个去除果皮、沙子等沉淀物的粗滤系统、两个调节pH和氮磷等营养素的缓冲池、一个升流式厌氧污泥床反应器以

18、及一个需氧池。国内的生物处理多采用好养厌氧处理工艺，厌氧部分一般采用厌氧滤池、UASB高效厌氧反应器、厌氧塘等工艺，好养部分可采用生物接触氧化法、循环式活性污泥法等工艺,絮凝法由于果汁饮料生产废水的有机污染物浓度高，需强氧化性的药剂与其反应来降低其BOD,COD值，一般采用添加次氯酸钠，二氧化氯等方法，但成本较高,鱼类产品加工废水处理,鱼类等水产品加工所产生的废水中有机物含量很高，其中氮和磷的含量特别高，废水COD值高达500050000mg/L,且含有高浓度的盐类。其中，Cl离子质量浓度达819g/L,Na离子达512g/L,SO4离子达0.62.7g/L。高浓度的Na离子是厌氧消化的不

19、利因素，Na离子及SO4离子在产甲烷过程会产生毒性及抑制作用,国外采用中温（37）厌氧过滤器和高温（55）厌氧过滤器处理鱼类水产品加工废水。反应系统的主要部分是一根由PVC材料做成的柱子以及一个固液汽三相分离装置。柱子高48.9cm，直径4.96cm,总有效体积为0.922L,柱内填充具有较大比表面积的填料,小麦淀粉废液的利用,小麦淀粉加工过程中产生的废液中含有大量的淀粉酶，这些酶具有类似麦芽淀粉酶中的B-淀粉酶的最佳反应pH，酸碱稳定和最高极限温度等特点。从小麦淀粉废液提取的淀粉酶可替代麦芽淀粉酶用于饴糖、啤酒工业生产,取小麦淀粉废液100L，加入4L1%海藻酸钠，搅匀，用1.5N盐酸调pH

20、至4.0，静置使其充分沉淀，以3000r/min速度离心分离10min，弃上清液。向下层糊状沉淀中加入0.25N磷酸氢二钠，调节pH至7.0，离心10min，收集上清液。加入适量的20氯化钙至沉淀完全，再高速离心收集上清液，得淀粉酶,玉米黄浆水的利用,用玉米黄浆水提取的蛋白粉产品中含蛋白3040，是优质的饲料蛋白。一个日产180t玉米淀粉企业，每天约排出5000kg玉米黄浆水，可提取蛋白质饲料15002000kg。将固形物为13的玉米黄浆水浓缩液100L加热至50，加入有效氯含量为5的次氯酸钠1kg，反应10min后，用20的柠檬酸钠调节pH至4.6，搅拌均匀后进行脱水，然后在固体物中加水制

21、成100L分散液，加热至105后添加99的乙醇200ml，充分搅拌后离心脱水。用55的热风机烘干，磨细，得到饲料蛋白粉,蘑菇预煮水的利用,蘑菇预煮水中含有大量的氨基酸、维生素等营养物质，可用于生产蘑菇酱油、健肝片等。将蘑菇预煮水收集起来，经过滤除去蘑菇碎屑等夹杂物，然后在真空度为0.08MPa下真空浓缩至可溶性固形物含量达1819。蘑菇预煮水中含酸量较高（Ph4.5左右），可用碳酸钠溶液中和，调整pH至6.8左右,酿酒废液的利用,米、麦等谷物酿酒废液中，富含蛋白质、碳水化合物和有机酸。在其废液中接种曲霉，使淀粉糖化；同时，核酸酶能将核糖核酸分解，产生有鲜味的5”鸟甘酸。另外，谷物酿酒时，酒曲

22、霉产生的蛋白酶使大部分蛋白质水解成肽以及谷氨酸、精氨酸、赖氨酸和天门冬氨酸等，其回收率约9。因此，用米、麦等谷物酿酒废液制取的复合调味料，主要成分是葡萄糖、核苷酸、肽和氨基酸等,畜禽血液的利用,畜禽血液含有丰富的营养成分、矿物质、维生素和微量元素，是一种重要的营养资源。在我国，虽然畜禽血液资源丰富，但尚未得到充分合理利用，还有很大的潜力可挖。畜禽血液可以制备食用蛋白，提取氨基酸和提取血红素（详细反法见书上P339340,一、在饲料工业中的利用。其一：发酵血粉它是用畜禽血经微生物菌种发酵而制得。其二：滚筒干燥血粉将畜禽血液放进热交换容器中，用60-65.5的水蒸气将流体凝固，再用高速打碎机

23、打碎，然后压辊、粉碎或压碎过筛,二、在食品工业中的利用。全血的利用方法有物理脱色法、胶原蛋白脱色法、沉淀分离法和过氧化物脱色法。每公斤中制取170克-210克蛋白粉，产品率17%-21%产品可用于猪肉制品、肉罐头、各种乳制品和营养面食等,血浆的利用方法 (1)血浆粉。全血离心后得到的血经过处理干燥得到血浆粉。血浆粉在添加3-4倍水后，可作为制香肠的原料，代替5%-10%的瘦肉，也可添加到汉堡包中。 (2)冷冻血浆。经过冷冻后的血浆解冻后，以10%的比例加到香肠中，或以6%比例添加到火腿中，代替6%的冰水。 (3)血浆蛋白。血浆经过处理，得到血浆蛋白，可用于生产人造肉。血球的利用方法血液经分

24、离血浆后，血球常常被废弃。但实际上血球中的血蛋白占全血蛋白的80%，而且血球中的血红蛋白含有亚铁血红素。因此，如果使血细胞膜破裂，释放出血红蛋白，就能大大提高血的利用价值。其提取方法有水解分离法、萃解分离法、活性炭处理、酶解红血球法等,三、在医药工业中的利用。其一：制取胰岛素采用的原料是小牛血或猪血。先用水溶剂稀释，经调节PH值、冷却、中和等过程，制得产品。经试验，该胰岛素可以降低动物血中高血糖，用于治疗长期服用胰岛素或口服糖尿药造成的组织坏死。其二：制取伤口愈合剂原料最好是犊牛血液，经抗凝处理，脱除某些蛋白质，添加激肽类物质，活化血液中促进血液流通和伤口愈合的有效物质,食品工业废气的处理

25、与利用方法,主要内容介绍: 1.酒精发酵废气中CO2的处理方法 2.酒精发酵产生的CO2气体中的主要杂质 3.酒精发酵产生的CO2中杂质的去除方法,一.酒精发酵废气中的CO2,啤酒工业年回收CO2月20.41万吨酒精工业年回收CO299.9万吨但我国发酵工业CO2实际利用率不足15% 因此,利用食品发酵工业产生的废气产生的CO2有着巨大的潜力,工业上如何利用回收的CO2,CO2生产可降解塑料的研究 CO2产生纳米轻质碳酸钙的研究对国外对CO2作干洗剂的研究食品工业及超临界CO2萃取等生产,酒精发酵废气中CO2的处理方法,在低温低压下储存和运输液体CO2 必须预先将其除杂,净化和干燥

26、并且在适当的温度和压力下将其液化,酒精发酵产生CO2气体中的主要杂质,1.空气:是发酵废气中最主要的杂质之一. 2.水蒸气:水蒸气的存在影响活性炭吸收杂质的效果,同时在液化时结冰,堵塞管道,造成损失. 3.有机杂质:有机杂质的含量取决于气体的温度,压力以及与其相平衡的酒精含量,去除方法,1.空气去除法:用降温法和排气法减少CO2中的空气含量,使液化压力在临界范围内. 2.水蒸气去除法:主要有液体吸收法,氯话钙去除法,固体干燥剂法(硅胶,氧化铝) 3.有机杂质去除法:如使用活性炭,硅胶,分子筛等,酒精发酵废气生产CO2方法,1)低压法:需要的压力只有0.60.8Mpa 低压法需要的液化温度太低，因气体储存困难，仅在特殊场合使用，制冷能耗高 (2)中压法：压力为1.62.5Mpa.需要制冷设备或利用CO2自身蒸发系统来降温.需要的压力不高,液化温度不低,易实现操作,效率高,可得到高纯度的CO2,但每一次投资费用较高 (3)高压法:可在低于30(一般为2230)的常温下液化,需要的压力高达6.09.0Mpa.设备流程简单.是目前使用最多的方法.但劳动强度大,生产效率低

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