【摘 要】
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咸鸭蛋是我国传统特色美食,因其口感风味俱佳受到广泛喜爱。每年端午和中秋节,大量咸蛋黄被用于制作粽子和月饼,剩下的咸蛋清大多由于其高含盐量被遗弃。这不仅会导致蛋白质的浪费,也会因为排出的蛋清腐败分解造成环境污染。对咸蛋清脱盐能够有效降低咸蛋清中盐含量,回收其中优质蛋白质。为了实现工业化的咸蛋清脱盐,需要对咸蛋清脱盐装置进行研制。本文研制了一种咸蛋清脱盐装置,结合了超声波辅助咸蛋清超滤脱盐工艺,并开发
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咸鸭蛋是我国传统特色美食,因其口感风味俱佳受到广泛喜爱。每年端午和中秋节,大量咸蛋黄被用于制作粽子和月饼,剩下的咸蛋清大多由于其高含盐量被遗弃。这不仅会导致蛋白质的浪费,也会因为排出的蛋清腐败分解造成环境污染。对咸蛋清脱盐能够有效降低咸蛋清中盐含量,回收其中优质蛋白质。为了实现工业化的咸蛋清脱盐,需要对咸蛋清脱盐装置进行研制。本文研制了一种咸蛋清脱盐装置,结合了超声波辅助咸蛋清超滤脱盐工艺,并开发了控制系统,实现通过PC（计算机）控制咸蛋清自动高效脱盐,为企业中咸蛋清的回收利用提供了依据。本文主要内容包括咸蛋清脱盐工艺条件的研究、脱盐装置及控制系统的研制和对样机脱盐效果的优化与验证三个部分,具体内容如下。（1）研究咸蛋清脱盐最佳工艺及参数条件。首先根据咸蛋清脱盐技术及实际工业生产情况,选择咸蛋清超滤脱盐法。分析超声波对咸蛋清中蛋白质和盐的影响,结合超滤脱盐法中操作压力和稀释倍数两个重要指标,确定了以超声波功率、操作压力和稀释倍数三因素为参数的超声波辅助咸蛋清超滤脱盐工艺。其次通过试验确定了间歇恒容脱盐体积和脱盐次数分别为1L和3次时对脱盐效率的影响最小。然后以膜通量为指标,设计试验分析了装置清洗的必要性,并得出脱盐3次后清洗装置对膜污染最小。并以膜通量为指标,设计了单因素试验研究超声波功率、稀释倍数、操作压力对咸蛋清的影响。结果表明,膜通量随着超声波功率的增大而增大;在操作压力为0.2MPa以内,操作压力越大,膜通量越大;稀释倍数小于3倍时,稀释倍数增加,膜通量也增加,稀释倍数大于3倍时,稀释倍数增加膜通量反而下降。最后在单因素试验的基础上设计三因素三水平正交优化试验,结果显示,三因素对咸蛋清脱盐效率影响大小顺序由大到小分别是操作压力、稀释倍数、超声波功率;并得出最佳脱盐工艺参数为操作压力0.2MPa、稀释倍数3倍、超声波功率600W,此条件下咸蛋清脱盐率为83.76%,蛋白质回收率为76.56%。（2）研制超声波辅助咸蛋清超滤脱盐装备。首先根据超声波辅助咸蛋清超滤脱盐工艺需求和控制要点,设计超声波辅助咸蛋清超滤脱盐总体方案,从装置机械结构和控制系统两个方面进行设计。根据需求设计了通过不同阀门组合,实现正向脱盐和反向回收冲洗之间切换的装置;该装置正向回路能够实现脱盐功能,反向回路能够将管道及膜上残留的蛋清冲洗回收。其次对下位机控制器、扩展模块及传感器进行选型。根据控制要点对PLC的I\O口进行分配。用STEP 7 Micro WIN软件编写梯形图程序,设计系统工艺流程程序,实现基本控制功能。然后利用Win CC软件完成了主界面、参数界面、登录界面、报警界面等组态的设计,并利用PC Access软件完成了Win CC与PLC之间的通讯,实现了对设备状态的监控。最后完成了装备的研制,实现了通过PC控制咸蛋清自动脱盐。（3）样机优化与验证。首先,为实现咸蛋清含盐量的精准测量,利用一元线性回归分析得到咸蛋清电导率与盐含量之间的关系。结果显示:判定系数R~2为0.995693,电导率和盐含量强正相关;Significance F为5.77E-18,两者之间关系显著;P值趋近于0,回归方程系数具有显著性。然后以膜通量为指标,对本研究设计的超滤装置样机和前期试验RNM-UF-1装置进行脱盐效果对比,结果表明样机能够有效减缓膜污染速度,提高脱盐效率,增加膜的使用寿命。该样机在最佳脱盐工艺参数条件下脱盐率为85.40%,蛋白质回收率为77%,脱盐率有所提升,蛋白质回收率变化较小。该样机解决了咸蛋清超滤脱盐中膜污染的难题,并通过反向冲洗和控制系统提高了脱盐效率,能够满足咸蛋清脱盐工业化生产要求。
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