CN102382167B - 软骨素生产过程中回收蛋白质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种软骨素生产过程中回收蛋白质的方法，可以得到高品质的蛋白粉，同时，还能将废液中难处理的无机盐脱掉后回收利用，大大缓解污水处理压力。本发明的一次投资较高，但后期持续经济效益可观。本发明能够实现零污水排放，不产生环境污染，实现绿色生产；透析液含有大量的NaCl，回收至软骨素生产中，减少了生产中精制盐的使用量，降低了生产成本；以处理56T塔釜残液为例，通过纳滤回收得到氯化钠溶液约50吨，可以直接作为软骨素生产中补水，且每批次可以减少用盐约400kg。降低污水处理压力，降低污水处理成本；可回收制得高品质蛋白粉。

Description

软骨素生产过程中回收蛋白质的方法
技术领域
本发明涉及一种蛋白质的生产方法，特别是一种软骨素生产过程中对蛋白质进行回收的方法。
背景技术
水解胶原蛋白又称胶原多肽，是以动物胶原蛋白为原料经过净化提纯、酶解、过滤、浓缩、喷雾干燥等处理而制成的粉术状产品。为生物科技产业最具关键性的原材料之一，也是需求量十分庞大的最佳生医材料。其应用领域包括生医材料、化妆品、食品工业和研究用途等。
由于软骨素生产废液中含有大量的NaCl和蛋白多肽，无论是回收还是废水处理，成本都比较高。另一方面，由于回收工艺不成熟，导致生产出的蛋白粉品质很差，故在国内企业中基本上都是做排放处理，一方面对环境造成极大的污染，另一方面也是严重的资源浪费。
传统的蛋白回收方法中，如专利号为：200810138335.4的发明专利“一种废水处理和蛋白质回收的方法”中使用膨润土对含有蛋白的软骨素生产废水中进行吸附，再加入壳聚糖让蛋白絮凝沉淀，最后得到的蛋白往往是品质较差的饲料级蛋白(色泽和气味都较差)，无论是营养价值还是经济价值都不高，而且剩余的废水依然需要处理，整体性价比不高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种减少污染排放，降低生产成本，实现清洁生产，并在生产过程中能够得到高品质水解胶原蛋白的方法。
本发明的技术方案为：一种软骨素生产过程中回收蛋白质的方法，所述的方法包括如下步骤：
1)将软骨素生产过程中产生的废液升温至40-50℃，升温过程中保持70-80rpm的速度匀速搅拌；
2)向废液中加入废液重量3‰的活性炭，搅拌速度≥120rpm的速度下搅拌30min，将废液充分脱色、除味；
3)加入上述脱色、除味后的溶液重量1％的硅藻土，于搅拌状态下通过0.1um等级的过滤器循环过滤，得到澄清的滤液；
4)滤液采用纳滤技术进行浓缩脱盐，滤液循环浓缩至原来重量的1/4后得到浓缩液，注入浓缩液重量1.4倍的纯水，再次进行纳滤，得到透析液和料液，透析液回收至软骨素浸提工段中再利用；
5)料液在≤90℃的条件下进一步浓缩至原有体积的50％后，经过130℃瞬时杀菌，将料液放入干燥塔喷粉；
6)调节干燥塔塔内压力调为-10～-40pa，进风温度达到155～175℃，调节高压泵压力12～20Mpa，控制排风温度在85～90℃；干燥塔下粉至流化床，在流化床进一步干燥、冷却，得到蛋白粉。
优选的是：所述的软骨素生产过程如下：
1)软骨破碎成直径约3mm颗粒，按照重量比1∶10加入纯水，升温至50℃，调节pH8.5，加入总量的3‰软骨素蛋白酶，搅拌下酶解4小时，再加入盐酸调节pH至5.5，升温至80℃灭活；
2)酶解液经过0.2μm级过滤器过滤至澄清，再经蒸发器浓缩至50％后得到浓缩液；
3)向浓缩液中加入浓度≥91％的酒精至料液酒精度为62％，静置分层后抽取上层清液；
4)剩余液体根据酒精与水的沸点不同，将乙醇与水以蒸馏的方式分离；回收乙醇供给软骨素生产，蒸馏出的废液作为蛋白生产的原料。
本发明的有益效果为：本发明的方法，可以得到高品质的蛋白粉，同时，还能将废液中难处理的无机盐脱掉后回收利用，大大缓解污水处理压力。本发明的一次投资较高，但后期持续经济效益可观。本发明能够实现零污水排放，不产生环境污染，实现绿色生产；透析液含有大量的NaCl，回收至软骨素生产中，减少了生产中精制盐的使用量，降低了生产成本；以处理56T塔釜残液为例，通过纳滤回收得到氯化钠溶液约50吨，可以直接作为软骨素生产中补水，且每批次可以减少用盐约400kg。降低污水处理压力，降低污水处理成本；可回收制得高品质蛋白粉。以下是通过本发明的方法与其他方法得到的蛋白粉品质对比：
  项目   蛋白质(以干基计)   灰分   水不溶物
  本方法   94.72％   1.84％   0.08％
  膨胀土回收方法   80.43％   12.5％   过于浑浊
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
软骨素生产过程如下：
1)软骨破碎成直径约3mm颗粒，按照重量比1∶10加入纯水，升温至50℃，调节pH8.5，加入总量的3‰软骨素蛋白酶，搅拌下酶解4小时，再加入盐酸调节pH至5.5，升温至80℃灭活；
2)酶解液经过0.2μm级过滤器过滤至澄清，再经蒸发器浓缩至50％后得到浓缩液；
3)向浓缩液中加入浓度≥91％的酒精至料液酒精度为62％，静置分层后抽取上层清液；
4)剩余液体根据酒精与水的沸点不同，将乙醇与水以蒸馏的方式分离；回收乙醇供给软骨素生产，蒸馏出的废液作为蛋白生产的原料。
一种软骨素生产过程中回收蛋白质的方法，所述的方法包括如下步骤：
1)将软骨素生产过程中产生的废液升温至40-50℃，升温过程中保持70-80rpm的速度匀速搅拌；
2)向废液中加入废液重量3‰的活性炭，搅拌速度≥120rpm的速度下搅拌30min，将废液充分脱色、除味；
3)加入上述脱色、除味后的溶液重量1％的硅藻土，于搅拌状态下通过0.1um等级的过滤器循环过滤，得到澄清的滤液；
4)滤液采用纳滤技术进行浓缩脱盐，滤液循环浓缩至原来重量的1/4后得到浓缩液，注入浓缩液重量1.4倍的纯水，再次进行纳滤，得到透析液和料液，透析液回收至软骨素浸提工段中再利用；
5)料液在≤90℃的条件下进一步浓缩至原有体积的50％后，经过130℃瞬时杀菌，将料液放入干燥塔喷粉；
6)调节干燥塔塔内压力调为-10～-40pa，进风温度达到155～175℃，调节高压泵压力12～20Mpa，控制排风温度在85～90℃；干燥塔下粉至流化床，在流化床进一步干燥、冷却，得到蛋白粉。
蛋白质收率及检测数据：
以青岛一软骨素生产公司为例：日产出软骨素3T，产生约56T废液，经过上述处理，得高品质水解胶原蛋白共2530kg，蛋白质含量≥94.0％(以干基计)，灰分＜2.0％，水不溶物≤0.015，完全满足特级产品的要求。
附检测数据的计算：
a、水分的计算： X 1 = m 1 - m 2 m 1 - m 3 × 100
X1——试样中水分的含量，单位为克每百克(g/100g)；
m1——称量瓶(加海砂、玻棒)和试样的质量，单位为克(g)；
m2——称量瓶(加海砂、玻棒)和试样干燥后的质量，单位为克(g)；
m3——称量瓶(加海砂、玻棒)的质量，单位为克(g)。
水分含量≥1g/100g时，计算结果保留三位有效数字；水分含量＜1g/100g时，结果保留两位有效数字。
b、蛋白含量的计算： X = ( V 1 - V 2 ) × c × 0.0140 m × V 3 × ( 1 - X 1 ) / 100 × F × 100
X——试样中蛋白质的含量，单位为克每百克(g/100g)；
X1——试样中水分的含量，单位为克每百克(g/100g)；
V1——试液消耗硫酸或盐酸标准滴定液的体积，单位为毫升(mL)；
V2——试剂空白消耗硫酸或盐酸标准滴定液的体积，单位为毫升(mL)；
V3——吸取消化液的体积，单位为毫升(mL)；
c——硫酸或盐酸标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
0.0140——1.0mL硫酸[c(1/2H2SO4)＝1.000mol/L]或盐酸[c(HCl)＝1.000mol/L]标准滴定溶液相当的氮的质量，单位为克(g)；
m——试样的质量，单位为克(g)；
F——氮换算为蛋白质的系数。
c、灰分的计算： X 1 = m 1 - m 2 m 1 - m 3 × 100
X——试样中灰分的含量，单位为克每百克(g/100g)；
m1——坩埚和灰分的质量，单位为克(g)；
m2——坩埚的质量，单位为克(g)；
m3——坩埚和试样的质量，单位为克(g)。
试样中灰分含量≥10g/100g时，保留三位有效数字；试样中灰分含量＜10g/100g时，保留二位有效数字。

Claims (1)

1.一种软骨素生产过程中回收蛋白质的方法，其特征在于：所述的方法包括如下步骤： 
1)将软骨素生产过程中产生的废液升温至40-50℃，升温过程中保持70-80rpm的速度匀速搅拌；其中，废液的制备方法为：①、软骨破碎成直径约3mm颗粒，按照重量比1∶10加入纯水，升温至50℃，调节pH8.5，加入总量的3 ‰软骨素蛋白酶，搅拌下酶解4小时，再加入盐酸调节pH至5.5，升温至80℃灭活；②、酶解液经过0.2μm级过滤器过滤至澄清，再经蒸发器浓缩至50％后得到浓缩液；③、向浓缩液中加入浓度≥91％的酒精至料液酒精度为62％，静置分层后抽取上层清液；④、剩余液体根据酒精与水的沸点不同，将乙醇与水以蒸馏的方式分离；回收乙醇供给软骨素生产，蒸馏出的废液作为蛋白生产的原料； 
2)向废液中加入废液重量3‰的活性炭，搅拌速度≥120rpm的速度下搅拌30min，将废液充分脱色、除味； 
3)加入上述脱色、除味后的溶液重量1％的硅藻土，于搅拌状态下通过0.1μm 等级的过滤器循环过滤，得到澄清的滤液； 
4)滤液采用纳滤技术进行浓缩脱盐，滤液循环浓缩至原来重量的1/4后得到浓缩液，注入浓缩液重量1.4倍的纯水，再次进行纳滤，得到透析液和料液，透析液回收至软骨素浸提工段中再利用； 
5)料液在≤90℃的条件下进一步浓缩至原有体积的50％后，经过130℃瞬时杀菌，将料液放入干燥塔喷粉； 
6)调节干燥塔塔内压力为-10～-40pa，进风温度达到155～175℃，调节高压泵压力12～20Mpa，控制排风温度在85～90℃；干燥塔下粉至流化床，在流化床进一步干燥、冷却，得到蛋白粉。 
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