CN107129068A - 一种从鱼糜加工废水中回收制备鱼油、鱼蛋白肽的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种从鱼糜加工废水中回收制备鱼油、鱼蛋白肽的方法，包括以下步骤：对鱼糜加工废水进行预处理；向预处理后的废水中加入絮凝剂，搅拌混合；采用气浮工艺处理絮凝后的废水，以分离出废水中的有机质；酶解有机质，离心分离，得到鱼油和鱼蛋白液；将鱼蛋白液过滤，接着，使用离子交换树脂或者超滤***去除鱼蛋白液中的絮凝剂小分子，浓缩；喷雾干燥成粉，获得鱼蛋白肽。该方法能够高效地从鱼糜加工废水中回收制备鱼油、鱼蛋白肽这两种合格的产品，同时使得该鱼糜加工废水的COD从16000～30000mg/L下降到2000～3000mg/L，解决了鱼糜加工废水容易堵塞管道而无法长距离输送的难题，同时变废为宝，具有显著的经济效益；该方法的处理过程快速、且投资成本较低。

Description

一种从鱼糜加工废水中回收制备鱼油、鱼蛋白肽的方法
技术领域
本发明涉及水产加工技术领域，具体涉及一种从鱼糜加工废水中回收制备鱼油、鱼蛋白肽的方法。
背景技术
鱼糜加工业是我国沿海地区的一种重要的水产品加工产业，该产业以多种鱼类，特别是海鱼为原料进行鱼糜加工，其提取宰杀后鱼肉中的凝胶性强的蛋白制备成鱼糜，其余大量可溶性的蛋白都在加工过程中进入水体，形成一种有机质含量极高的重污染水质。鱼糜加工废水中的COD通常在12000mg/L以上，远远超过生活污水COD500mg/L的水平，给污水处理厂造成极大地处理压力。如果能够将废水中的有机成分提取出来，不仅可以大大降低环保上的处理难度，同时还能废物利用，增加经济效益。在水产加工废水的蛋白质提取技术领域，国内现有技术主要包括：
中国专利申请CN201510199249.4公开了一种利用聚合氯化铝和聚丙烯酸钠从水产加工废水中絮凝沉淀蛋白，然后直接烘干成饲料的方法。然而，该方法忽视了聚合氯化铝和聚丙烯酸钠对动物的毒害作用，对饲料安全和食品安全带来极大地危害，因此，对人类的安全和健康存在相当大的隐患。
中国专利申请CN201310301925.5公开了一种生产鱼类蛋白质的方法及生产鱼类蛋白肽的方法，该方法利用所谓隔油设备除去油脂后，再用离心机进一步分离蛋白和油脂，分离得到的蛋白溶液经过膜浓缩、蛋白酶酶解后烘干得到蛋白肽。然而，通过分析发现，该方法忽视了鱼糜废水中的油与蛋白以结合态形式的存在，因此，简单的离心无法分离蛋白和鱼油，并且残存于蛋白中的油脂极易赌膜，从而使整个流程无法顺利进行；尤其是，大量的废水通过高速离心机，投资成本高、能耗大、设备清洗和维护难度极大。
众所周知，鱼糜加工废水中的有机质含量极高，一般COD在12000mg/L以上，COD在16000-30000mg/L之间最为常见；而且，鱼糜生产厂家的出水量大、出水快，需要整个处理过程在极短时间内完成。因此，如何研发出一种能够从鱼糜加工废水中在线快速回收制备鱼油、鱼蛋白肽的方法，是本领域科研人员的研究重点与难点之一。
发明内容
为了克服现有技术中存在的种种缺陷，本发明旨在提供一种能够从鱼糜加工废水中在线快速回收制备鱼油、鱼蛋白肽的方法；发明人设计并实施的工艺，首先从鱼糜加工废水中回收有机质，再将有机质通过生物酶的方法制备成鱼油和鱼蛋白肽，该工艺展现出有机质回收彻底、出水水质好、处理过程快速、投资小、收益高的技术特点。
因此，本发明提供了一种从鱼糜加工废水中回收制备鱼油、鱼蛋白肽的方法，具体包括以下步骤：
S1：使用水力筛或离心机对鱼糜加工废水进行预处理，以去除大体积杂质；其中，所述的大体积杂质例如为鱼头、鱼骨、内脏和鱼鳍等等；
S2：向预处理后的废水中加入絮凝剂，搅拌混合；
S3：采用气浮工艺处理絮凝后的废水，以分离出废水中的有机质；
S4：酶解S3中分离出的有机质，然后离心分离，得到鱼油和鱼蛋白液；
S5：将所述鱼蛋白液过滤，接着，使用离子交换树脂或者超滤***去除所述鱼蛋白液中的絮凝剂小分子，浓缩；
S6：喷雾干燥成粉，获得鱼蛋白肽。
此外，可选地，在步骤S1中，去除废水中大体积杂质的同时，还可用刮板机收集废水表层的鱼油。
优选地，在上述方法的S5中所述的过滤采用袋式过滤器或微滤膜实施。
优选地，在上述方法的S2中所述的絮凝剂选自以下任一种或多种的组合：聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚丙烯酰胺。
其中，在上述方法的S3中，将分离出的上层的有机质(含鱼油等)用刮板机收集，而沉降到底部的有机质则用污泥泵抽出。
优选地，在上述方法的S4中，实施酶解之前：(1)先将分离出的有机质脱除气泡；或者(2)先将分离出的有机质脱水至含水量为20～50wt％。
优选地，在上述方法的S4中，于40～60℃下酶解S3中分离出的有机质。
进一步优选地，在上述方法的S4中，先加入1～50ppm的EDTA，再升温至40～60℃实施酶解。
优选地，在上述方法的S4中，使用固含量0.1～0.8％的复合蛋白酶实施酶解。
进一步优选地，在上述方法中，所述复合蛋白酶选自以下任意两种或两种以上的组合：胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、碱性蛋白酶、枯草芽孢杆菌蛋白酶、风味蛋白酶、氨肽酶、羧肽酶。
优选地，在上述方法的S5中，采用纳滤***和/或真空浓缩设备实施浓缩。
进一步优选地，在上述方法的S5中，将所述鱼蛋白液的固含量浓缩至30～50％。
相对于现有技术，本发明所提供的技术方案所具备的技术优势包括：
第一，本发明所提供的方法能够高效地从鱼糜加工废水中回收制备鱼油、鱼蛋白肽这两种合格的产品，同时使得该鱼糜加工废水的COD从16000～30000mg/L下降到2000～3000mg/L；第二，所述方法显著降低了鱼糜加工废水浓度，解决了鱼糜加工废水容易堵塞管道而无法长距离输送的难题，同时变废为宝，具有显著的经济效益；第三，所述方法使得有机质回收彻底、出水水质好，便于后续进一步处理排放；所述方法的处理过程快速、且投资成本较低；第四，按照本发明所提供的方法回收的鱼蛋白肽不含任何有害的金属离子，产品安全可靠。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案进一步详细阐述。
一种从鱼糜加工废水中回收制备鱼油、鱼蛋白肽的方法，包括以下步骤：使用水力筛或离心机对鱼糜加工废水进行预处理，以去除大体积杂质；接着，向预处理后的废水中加入絮凝剂，搅拌混合；然后，采用气浮工艺处理絮凝后的废水，以分离出废水中的有机质；酶解分离出的有机质，然后离心分离，得到鱼油和鱼蛋白液；将所述鱼蛋白液过滤，再使用离子交换树脂或者超滤***去除所述鱼蛋白液中的絮凝剂小分子，浓缩；最后，喷雾干燥成粉，获得鱼蛋白肽。
在一个优选实施例中，所述的过滤采用袋式过滤器或微滤膜实施。
在一个优选实施例中，所述的絮凝剂选自以下任一种或多种的组合：聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚丙烯酰胺。
在一个优选实施例中，实施酶解之前：(1)先将分离出的有机质脱除气泡；或者(2)先将分离出的有机质脱水至含水量为20～50wt％。
在一个优选实施例中，于40～60℃下酶解分离出的有机质。
在一个进一步优选的实施例中，先加入1～50ppm的EDTA，再升温至40～60℃实施酶解。
在一个优选实施例中，使用固含量0.1～0.8％的复合蛋白酶实施酶解。
在一个进一步优选的实施例中，所述复合蛋白酶选自以下任意两种或两种以上的组合：胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、碱性蛋白酶、枯草芽孢杆菌蛋白酶、风味蛋白酶、氨肽酶、羧肽酶。
在一个优选实施例中，采用纳滤***和/或真空浓缩设备实施浓缩。
在一个进一步优选的实施例中，采用纳滤***和/或真空浓缩设备实施将所述鱼蛋白液的固含量浓缩至30～50％。
实施例1
按照以下步骤从鱼糜加工废水中回收制备鱼油和鱼蛋白肽：
S1：使用水力筛对鱼糜加工废水进行预处理，去除鱼头、鱼肠、鱼骨、鱼鳍等大体积杂质，然后将废水输入缓冲池暂存，同时采用刮板机收集废水表层的鱼油；
S2：缓冲池的下层水流入搅拌池，再加入絮凝剂，搅拌混合；其中，絮凝剂投加顺序为先加聚合氯化铝、再加聚丙烯酰胺；其中，聚合氯化铝的投加浓度为100～300ppm，聚丙烯酰胺的投加浓度为30-100ppm；
S3：采用气浮工艺处理絮凝后的废水，分离出废水中的有机质；将分离出的上层的有机质用刮板机收集，而沉降到底部的有机质则用污泥泵抽出；其中，经过气浮工艺处理后的出水COD在2800mg/L左右；
S4：将分离出的有机质汇集到一起，缓慢搅拌，脱除气泡；将固含量调节至30％，再加入30ppm的EDTA，接着升温至40～60℃，加入固含量0.3％的复合蛋白酶(木瓜蛋白酶和风味蛋白酶)酶解3小时；酶解结束后，料温升高到85～95℃，保温15～40分钟灭酶；然后，酶解液经过离心机离心分离，去除不溶物，并将上清液通过碟片式离心机分离，得到鱼油和鱼蛋白液；
S5：使用袋式过滤器过滤所述鱼蛋白液，接着，使用离子交换树脂去除所述鱼蛋白液中的铁离子和氯离子等、以及絮凝剂小分子，采用纳滤***浓缩；
S6：进一步采用多效蒸发器浓缩至固含量为30～50％后，喷雾干燥成粉，最终获得鱼蛋白肽粉；经检测，所获得的鱼蛋白肽粉包含：粗蛋白>65wt％，粗脂肪<0.5wt％，小肽>23wt％，水分<8wt％。
实施例2
按照以下步骤从鱼糜加工废水中回收制备鱼油和鱼蛋白肽：
S1：使用水力筛对鱼糜加工废水进行预处理，去除鱼头、鱼肠、鱼骨、鱼鳍等大体积杂质，然后将废水输入缓冲池暂存，同时采用刮板机收集废水表层的鱼油；
S2：缓冲池的下层水流入搅拌池，再加入絮凝剂，搅拌混合；其中，絮凝剂投加顺序为先加聚合氯化铁、再加聚丙烯酰胺；其中，聚合氯化铁的投加浓度为100～300ppm，聚丙烯酰胺的投加浓度为30-100ppm；
S3：采用气浮工艺处理絮凝后的废水，分离出废水中的有机质；将分离出的上层的有机质用刮板机收集，而沉降到底部的有机质则用污泥泵抽出；其中，经过气浮工艺处理后的出水COD在2600mg/L左右；
S4：将分离出的有机质汇集到一起，采用碟片螺旋挤压机将分离出的有机质脱水至含水量为35wt％；接着将固含量调节至25％，接着升温至40～60℃，加入固含量0.6％的复合蛋白酶(枯草芽孢杆菌蛋白酶和氨肽酶)酶解2.5小时；酶解结束后，料温升高到85～95℃，保温15～40分钟灭酶；然后，酶解液经过离心机离心分离，去除不溶物，并将上清液通过碟片式离心机分离，得到鱼油和鱼蛋白液；
S5：使用袋式过滤器过滤所述鱼蛋白液，接着，使用超滤***去除所述鱼蛋白液中的絮凝剂小分子，再采用纳滤***浓缩；
S6：进一步采用多效蒸发器浓缩至固含量为30～50％后，喷雾干燥成粉，最终获得鱼蛋白肽粉；经检测，所获得的鱼蛋白肽粉包含：粗蛋白>56wt％，粗脂肪<0.8wt％，小肽>30wt％，水分<10wt％。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种从鱼糜加工废水中回收制备鱼油、鱼蛋白肽的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：使用水力筛或离心机对鱼糜加工废水进行预处理，以去除大体积杂质；
S2：向预处理后的废水中加入絮凝剂，搅拌混合；
S3：采用气浮工艺处理絮凝后的废水，以分离出废水中的有机质；
S4：酶解S3中分离出的有机质，然后离心分离，得到鱼油和鱼蛋白液；
S5：将所述鱼蛋白液过滤，接着，使用离子交换树脂或者超滤***去除所述鱼蛋白液中的絮凝剂小分子，浓缩；
S6：喷雾干燥成粉，获得鱼蛋白肽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S5中所述的过滤采用袋式过滤器或微滤膜实施。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中所述的絮凝剂选自以下任一种或多种的组合：聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S4中，实施酶解之前：(1)先将分离出的有机质脱除气泡；或者(2)先将分离出的有机质脱水至含水量为20～50wt％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S4中，于40～60℃下酶解S3中分离出的有机质。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在S4中，先加入1～50ppm的EDTA，再升温至40～60℃实施酶解。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S4中，使用固含量0.1～0.8％的复合蛋白酶实施酶解。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述复合蛋白酶选自以下任意两种或两种以上的组合：胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、碱性蛋白酶、枯草芽孢杆菌蛋白酶、风味蛋白酶、氨肽酶、羧肽酶。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S5中，采用纳滤***和/或真空浓缩设备实施浓缩。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在S5中，将所述鱼蛋白液的固含量浓缩至30～50％。
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