DE102014208270A1 - Verfahren zur Gewinnung von Tierproteinen - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von Tierproteinen Download PDF

Info

Publication number
DE102014208270A1
DE102014208270A1 DE102014208270.6A DE102014208270A DE102014208270A1 DE 102014208270 A1 DE102014208270 A1 DE 102014208270A1 DE 102014208270 A DE102014208270 A DE 102014208270A DE 102014208270 A1 DE102014208270 A1 DE 102014208270A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid
gas
proteins
foam
hydrogen gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102014208270.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Anmelder Gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE102014208270A1 publication Critical patent/DE102014208270A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23JPROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J1/00Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
    • A23J1/001Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from waste materials, e.g. kitchen waste
    • A23J1/004Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from waste materials, e.g. kitchen waste from waste products of dairy plant
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23JPROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J1/00Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
    • A23J1/001Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from waste materials, e.g. kitchen waste
    • A23J1/002Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from waste materials, e.g. kitchen waste from animal waste materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/465Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electroflotation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • C02F2001/46133Electrodes characterised by the material
    • C02F2001/46138Electrodes comprising a substrate and a coating
    • C02F2001/46147Diamond coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/4618Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water
    • C02F2001/4619Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water only cathodic or alkaline water, e.g. for reducing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/22Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of animals, e.g. poultry, fish, or parts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/32Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the food or foodstuff industry, e.g. brewery waste waters
    • C02F2103/327Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the food or foodstuff industry, e.g. brewery waste waters from processes relating to the production of dairy products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/02Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

Bei dem Verfahren zur Abtrennung oder Gewinnung von tierischen Proteinen aus einer wäßrigen Flüssigkeit, die tierische Proteine enthält, werden Gasblasen aus einem Gas in der Flüssigkeit erzeugt und ein Schaum gebildet, wobei das Gas Wasserstoff, ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch, ein in der Flüssigkeit elektrochemisch erzeugtes Gas, ein in der Flüssigkeit elektrochemisch erzeugtes Gasgemisch oder in der Flüssigkeit elektrochemisch erzeugter Wasserstoff ist. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Gewinnung nativer Proteine.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anreicherung von Proteinen aus einer wässrigen Flüssigkeit mit Hilfe eines Schaumes und die Verwendung eines Gases zur Erzeugung von Schaum aus einer Flüssigkeit, die Proteine enthält.
  • Beträchtliche Mengen an Proteinen sind in Abwässern und Prozesswässern enthalten, die bei der Lebensmittelverarbeitung anfallen, so zum Beispiel
    • – beim Betrieb von Schlachthäusern und Geflügelfarmen
    • – bei der Verarbeitung von Hühnereiern,
    • – sowie bei der Herstellung von Milch- und Molkeprodukten.
  • Aus solchen Resourcen könnte wertvolles Protein gewonnen werden, was durch die damit einhergehende Verringerung der Abwasserfracht einen zusätzlichen Nutzen hätte. Proteinhaltige Wässer der Verarbeitung tierischer Produkte werden bisher chemisch oder thermisch behandelt, um die Proteine durch Koagulation abzutrennen.
  • Nachteilig bei diesen und anderen angewandten Verfahren ist jedoch, dass nur minderwertiges, denaturiertes Protein gewonnen wird, das für viele Anwendungen, insbesondere im Lebensmittel- und Pharmabereich, unbrauchbar ist.
  • Native und damit besser brauchbare Proteine können mit Membranverfahren gewonnen werden. Diese Verfahren sind kostspielig und sehr aufwändig. Sie erfordern einen hohen Reinigungsaufwand zur Verhinderung von Membran-Fouling.
  • Manche Verfahren nutzen zur Abtrennung eine Flotation mit Luftblasen, auch als DAF (dissolved air flotation) bezeichnet. Hierbei wird in die zu behandelnde Flüssigkeit Luft unter hohem Druck eingepresst. Bei der Entspannung in einem speziellen Reaktor entstehen kleine Gasblasen, die suspendierte Teilchen und Koagulate an die Flüssigkeitsoberfläche transportieren. Die Behandlung von Abfallbrühen aus der Fleischverarbeitung werden in der AU 2006201373 beschrieben.
  • Ein einfaches Verfahren zur Gewinnung pflanzlicher Proteine ist aus der DE 660992 C1 bekannt. Mit Hilfe eines Gases wie Kohlendioxid wird z.B. in Kartoffelfruchtwasser ein Schaum erzeugt, in dem das Protein angereichert ist und mit dem Schaum abgetrennt werden kann. Ein solches Verfahren wird auch in der DE 960239 C1 beschrieben. Solche Verfahren sind als Zerschäumung oder Zerschäumungsanalyse (engl. Adsorptive Bubble Separation) bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines alternativen Verfahrens zur Gewinnung, Abtrennung oder Abreicherung von tierischen Proteinen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Prozesswässern und Abwässern aus der Verarbeitung tierischer Produkte. Gelöst wurde die Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen.
  • Das Verfahren zur Gewinnung, Abtrennung oder Abreicherung von Proteinen aus Flüssigkeiten, die tierische Proteine enthalten, ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines Gases oder Gasgemisches, insbesondere von Wasserstoffgas, Wasserstoffgas enthaltenden Gasen oder Gasgemischen oder elektrochemisch erzeugten Gasen oder Gasgemischen, zur Bildung eines proteinhaltigen Schaumes durch Einbringen des Gases oder Gasgemisches in die Flüssigkeit.
  • Die tierischen Proteine liegen im Allgemeinen vor und während der Schaumbildung in gelöster oder emulgierter Form vor, vorzugsweise in gelöster Form. Der Schaum wird im Allgemeinen durch Erzeugen von Gasblasen in einer Flüssigkeit mit gelösten oder emulgierten tierischen Proteinen erzeugt.
  • Der gebildete Schaum enthält tierische Proteine, die mit dem Schaum von der Flüssigkeit abgetrennt werden können. Schaum, der sich über der Flüssigkeit bildet, wird von der flüssigen Phase der Flüssigkeit abgetrennt, z.B. durch Abschöpfen oder Ableiten mit Hilfe eines Überlaufes.
  • Vorteilhaft lässt man die bei dem Begasen der Flüssigkeit entstehenden Schaumblasen zu einer Schaumsäule aufsteigen, z.B. in einem Rohr, einem rohrähnlichen Gebilde, einem Kanal oder einem geeigneten Bereich der eingesetzten Vorrichtung. Eine sich ausbildende Gasblasensäule und aus dem Schaum zurücklaufende Flüssigkeit führt zu einer Anreicherung von Proteinen in den Gasblasenwandungen, wodurch eine bessere Trennung erzielt wird.
  • Der Verfahrensschritt des In-Kontakt-Bringens der Flüssigkeit mit einem Gas oder Gasgemisch dient der Bildung eines Schaumes mit gelösten oder emulgierten Proteinen. Der Verfahrensschritt mit Bildung eines Schaumes mit gelösten oder emulgierten Proteinen basiert auf dem Prinzip des Zerschäumens und ist keine Flotation.
  • Der abgetrennte Schaum wird in der Regel zur Gewinnung der enthaltenen Proteine weiter verarbeitet.
  • Der Begriff „Gas“ umfasst im Folgenden reine Gase und Gasgemische.
  • Es wird unter dem Begriff „tierisches Protein" jedes Protein verstanden, das tierischen Ursprungs ist. Flüssigkeiten, die tierische Proteine enthalten, werden im Folgenden als proteinhaltige Flüssigkeiten bezeichnet.
  • Unter dem Begriff „Protein" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedes Molekül verstanden, das mindestens zehn Aminosäuren umfasst. Damit werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Peptide, Oligopeptide und Polypeptide vom Begriff „Protein" umfasst.
  • Tierisches Protein oder tierische Proteine stammen beispielsweise aus Prozessen, die Eier, insbesondere Hühnereier, Fleisch, Geflügel, Fisch, Krabben, Muscheln oder Schnecken verarbeiten, sowie deren Abfällen und Abfalllösungen, sowie aus Blut, Knochen, Gräten, Tierhäuten und Tierschalen, aber auch aus Abfalllösungen oder Flüssigkeiten aus der Verarbeitung von Milch, Molke und Käse.
  • Flüssigkeiten und Lösungen sind insbesondere Abwasser, Prozesswasser, Waschwasser, die bei der Verarbeitung von Tiermaterial oder Tierprodukten entstehen.
  • Proteinhaltige Flüssigkeiten enthalten emulgierte oder vorzugsweise gelöste Proteine. Gelöste oder emulgierte Proteine, vorzugsweise gelöste Proteine, insbesondere native Proteine, werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren aus der Flüssigkeit gewonnen. Sofern vorhanden, wird in der Regel ungelöstes Protein (z.B. Proteinflocken), aber auch andere ungelöste Bestandteile wie Fett und Feststoffe, aus der Flüssigkeit entfernt, bevor in dem Verfahren der Schaum gebildet wird.
  • Durch die vorherige Abtrennung von ungelösten oder koagolierten Proteinen aus der Flüssigkeit, wird verhindert, dass solche Proteine in den Schaum gelangen.
  • Das unmittelbar mittels Schaumbildung gewonnene Produkt enthält keine koagulierten Proteine oder proteinhaltige Teilchen, vorzugsweise nur lösliche Proteine, insbesondere nur native Proteine.
  • Proteinhaltige Flüssigkeiten oder Lösungen enthalten z.B. 0,01 bis 10 Gew.-% (Gewichtsprozent) Proteine, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-% Proteine oder 0,1 bis 3 Gew.-% Proteine. Flüssigkeiten mit niedrigem Proteingehalt sind in dem Verfahren ebenfalls verwendbar. Typisch ist der Einsatz von Flüssigkeiten oder Lösungen mit einem Proteingehalt im Bereich von 0,5 bis 3 Gew.-% (löslicher oder emulgierter Proteine).
  • Das Verfahren wird ohne eine Ausfällung von Proteinen durchgeführt. Es gelangen somit gelöste Proteine wie native und nicht denaturierte Proteine in den Schaum und werden dort aufkonzentriert. Der gebildete Schaum wird in der Regel teilweise oder vollständig abgeführt oder abgetrennt. In der Regel wird der gewonnene Schaum in eine gasblasenfreie Flüssigkeit umgewandelt. Dies kann durch Zerstörung der Schaumblasen erfolgen. In der aus dem abgetrennten Schaum gewonnenen Flüssigkeit (Produktflüssigkeit; flüssiges Produkt oder Zwischenprodukt) sind die tierischen Proteine angereichert.
  • Die Restflüssigkeit einer mit Gas behandelten Flüssigkeit, das ist eine abgereicherte Flüssigkeit, kann einer oder mehreren weiteren Behandlungen mit Gas (Schaumbehandlungen) unterzogen werden. Die Abreicherung von Proteinen in einer Flüssigkeit kann so in mehreren hintereinander geschalteten Prozessstufen erfolgen. Auch aus der gewonnenen Produktflüssigkeit kann durch ein- oder mehrmalige Schaumbehandlung eine Produktflüssigkeit mit höherer Proteinkonzentration gewonnenen werden.
  • Die Verwendung von Wasserstoffgas oder einem Wasserstoffgas enthaltenden Gasgemisch ist für Verfahren zur Anreicherung oder Gewinnung gelöster oder emulgierter tierischer Proteine aus Flüssigkeiten oder wässrigen Medien, insbesondere aus proteinhaltigen Lösungen, und für Verfahren zur Herstellung abgereicherter Flüssigkeiten besonders vorteilhaft. Nach bisherigen Ergebnissen zeigt Wasserstoff ein anderes Verhalten bei der Schaumbildung und Trennwirkung als andere Gase wie Luft oder Stickstoff. Es lassen sich mit Wasserstoff sehr kleine Gasblasen erzeugen, insbesondere wenn diese durch kathodische Wasserstoffentwicklung in der Flüssigkeit gebildet werden. Aber auch eine schonendere Abtrennung von Proteinen, wird durch Wasserstoffgas als schaumbildendes Gas bei schaumbildenden Verfahren wie der Zerschäumung ermöglicht. Die reduktiven Bedingungen bei der Schaumbildung mit Wasserstoffgas verhindern eine Schädigung des zu gewinnenden Produktes durch Luftsauerstoff. Es können oxidationsempfindliche Proteine ohne Schädigung gewonnen werden. Zur Behandlung einer Flüssigkeit mit Wasserstoffgas wird das Wasserstoffgas vorzugsweise in der Flüssigkeit elektrolytisch gebildet, dabei entstehen Gasblasen aus Wasserstoffgas in der Flüssigkeit. Das elektrolytisch gebildete Wasserstoffgas führt zu einer Schaumbildung. Allgemein ist die Verwendung von einem elektrochemisch (elektrolytisch) erzeugten Gas oder Gasgemisch, insbesondere von elektrochemisch erzeugtem Wasserstoffgas, bei Verfahren zur Gewinnung oder Anreicherung von gelösten oder emulgierten tierischen Proteinen aus einer Flüssigkeit mit Hilfe eines Schaumes vorteilhaft, ebenso bei der Herstellung abgereicherter Flüssigkeiten. Die elektrochemisch erzeugten Gasblasen in der Flüssigkeit verhalten sich anders als normal gebildete Gasblasen, z.B. durch Gaseinleitung. Es wird vermutet, dass eine Polarisierung der Gasblasen bei der elektrochemischen oder elektrolytischen Gasblasenbildung bewirkt wird. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Gewinnung oder Anreicherung von gelösten oder emulgierten tierischen Proteinen aus einer Flüssigkeit mit Hilfe eines Schaumes, in dem mit Hilfe eines elektrolytisch erzeugten Gases oder Gasgemisches ein Schaum gebildet wird und Schaum abgetrennt wird. Die gewonnenen Proteine sind in der Regel wasserlöslich. Das macht die mit Schaum, insbesondere mit Wasserstoffgas-Schaum, gewonnenen Produkte für Anwendungen im Lebensmittelbereich sehr geeignet.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer abgereicherten Flüssigkeit aus der Flüssigkeit, die gelöste oder emulgierte tierische Proteine enthält, wo mit Hilfe eines elektrolytisch erzeugten Gases oder Gasgemisches, insbesondere mit elektrolytisch erzeugtem Wasserstoffgas, mindestens einmal ein Schaum gebildet wird und Schaum von der Flüssigkeit abgetrennt wird.
  • Vorzugsweise wird das Gas oder Wasserstoffgas innerhalb der elektrochemischen Zelle (Elektrolysezelle) mit der zu behandelnden Flüssigkeit in Kontakt gebracht.
  • Die elektrochemische Zelle kann eine ungeteilte oder mittels Separator geteilte Zelle sein. In einer geteilten Zelle sind die Flüssigkeiten im Anoden- und Kathodenraum unvermischbar voneinander getrennt.
  • Die elektrolytisch erzeugten Gasblasen, insbesondere die Wasserstoff-Gasblasen, haben in der Regel einen Durchmesser von unter 50 µm. Es lassen sich Gasblasen mit einem Durchmesser unter 30 µm, insbesondere unter 25 µm, auf einfache Weise herstellen. Die elektrochemisch bevorzugt in der zu behandelnden Flüssigkeit erzeugten Gasblasen haben vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 1 bis 50 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 30 µm, insbesondere im Bereich von 5 bis 25 µm. Kleine Gasblasen sind sehr vorteilhaft. Sie verbessern die Stoffanreicherung im Schaum.
  • In der elektrochemischen Zelle werden für eine elektrolytische Wasserstofferzeugung als Kathodenmaterial bevorzugt solche Materialien eingesetzt, die keine Spurenverunreinigungen in für die spätere Anwendung der „Schaumprodukte“ schädlicher Konzentration verursachen und eine niedrige Wasserstoffüberspannung aufweisen. Verwendbare Kathodenmaterialien sind beispielsweise Platin oder platinierte Elektroden, sogenannte dimensionsstabile Kathoden mit Beschichtungen aus edelmetallhaltigen Oxiden, Elektroden deren Aktivschicht aus Glaskohlenstoff (glassy carbon), Grafit oder leitfähigen kohlenstoffhaltigen Materialien, insbesondere Carbon Nanotubes und Ruß gebildet ist. Platin-Kathoden sind vorzugsweise mit hochoberflächigem Platin beschichtet oder enthalten Platin mit erhöhter Oberflächenrauigkeit an der Elektrodenoberfläche.
  • Eine Grafit-Teilchen-Elektrode ist z.B. eine Grafitpartikelschüttung. Die Partikeldurchmesser liegen beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 5 mm. Die Partikel-Elektrode kann als Festbett- oder Wirbelbett-Elektrode ausgebildet sein.
  • Der Elektrolyt, insbesondere der Katholyt (Flüssigkeit im Kathodenraum bei geteilter Zelle), besitzt bevorzugt einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 9, bevorzugter von 5 bis 8,8, weiter bevorzugt von 5 bis 8,5, noch bevorzugter von 5 bis 8,2, besonders bevorzugt von 5 bis 8 und am meisten bevorzugt von 5 bis 7,5 oder um pH 5. Der pH-Wert der Flüssigkeit kann durch Zugabe von verdünnten Säuren oder Basen auf den gewünschten Wert eingestellt werden.
  • Die zu behandelnden Flüssigkeiten können sowohl direkt als auch verdünnt eingesetzt werden.
  • Der pH-Wert des Elektrolyten, d.h. der zu behandelnden Lösung, insbesondere des Katholyten bei Verwendung einer geteilten Zelle, kann während der Elektrolyse konstant oder veränderlich sein. Beispielsweise bleibt der pH-Wert bei diskontinuierlichem Betrieb (Batch-Betrieb) und ungeteilter Zelle konstant. Ein pH-Gradient bei der Zerschäumung kann auf elegante Weise durch Nutzung der pH-Drift in der proteinhaltigen Lösung während der Elektrolyse in geteilter Zelle im Batchbetrieb realisiert werden, da der Katholyt im Laufe der Elektrolyse alkalischer wird.
  • Die Gasblasenmenge (z.B. Wasserstoffgas) kann durch Veränderung der Stromdichte an der an der gasentwickelnden Elektrode (Kathode bei Wasserstoffgas) eingestellt werden. Vorteilhaft werden in dem Verfahren eine oder mehrere geteilte Elektrolyse-Zellen eingesetzt, die satzweise (diskoninuierlich) oder im Durchfluss (kontinuierlich) betrieben werden. Die Elektrolyse-Zelle kann z.B. eine Durchflusszelle oder eine Trogzelle sein. Zur Schaumbildung wird der Einsatz von Wasserstoffgas bevorzugt. Es kann der Einsatz von Wasserstoffgas mit einem oder mehreren verschiedenen Gasen, gleichzeitig oder nacheinander, kombiniert werden. Beispielsweise können die Gase Stickstoff, Sauerstoff. Kohlendioxid neben Wasserstoffgas eingesetzt werden. Es können inerte Gase oder reaktive Gase zusätzlich eingesetzt werden.
  • Vorteilhaft ist die Elektrolyse-Zelle nicht nur durch einen Separator oder eine Ionenaustauschermembran (z.B. Kationenaustauschermembran) in zwei Kompartimente geteilt, die in einer Vielzahl von Einzelelementen in einem Stapel zusammengefasst werden können, sondern auch so dimensioniert, dass die Zellenhöhe die Zellenbreite um ein Vielfaches übertrifft. Auch bei ungeteilten Zellen, z.B. einer Trogzelle, ist eine solche Dimensionierung vorteilhaft. Vorteilhaft werden Elektroden verwendet, deren Höhe-zu-Breite-Verhältnis mindestens einen Faktor 10 beträgt, um eine ausreichend lange und wirksame Blasensäule entlang der gasentwickelnden Elektrode, insbesondere der Kathode bei Wasserstoffgaserzeugung, zu gewährleisten.
  • Der in der Elektrolysezelle, bei geteilter Zelle und Wasserstoffgaserzeugung insbesondere im Kathodenraum, entstehende Schaum oder die Schaum-Emulsion steigt z.B. in einem an der Elektrolysezelle angeordneten Rohr (Sammelrohr für den Schaum) auf. Das Rohr hat in der Regel eine Länge von mindestens 0,3 m, vorzugsweise von mindestens 0,5 m, besonders bevorzugt mindestens 0,8 m und insbesondere mindestens 1 m. Es bildet sich in dem Rohr eine Art Blasen-Adsorptions-Säule. Die Selektivität des Extraktionsprozesses wird dadurch erhöht. Der am Rohrende überlaufende Schaum wird z.B. in einen Schaumbrecher geleitet, wo er gesammelt oder zur Weiterverarbeitung abgezogen wird. Statt eines Rohres kann die Elektrolysezelle einen Bereich aufweisen, in dem gebildeter Schaum aufsteigen kann. Dieser Bereich hat vorzugsweise eine Länge von mindestens 0,3 m, insbesondere mindestens 0,5 m oder 1 m.
  • Bei einer kontinuierlich betriebenen geteilten Elektrolysezelle werden in der Regel Kathodenraum und Anodenraum mit Elektrolyt aus Behältern, insbesondere in einem Kreislauf angeordneten Behältern, mittels Pumpen versorgt. In der Regel dienen verdünnte Flüssigkeiten, die tierische Proteine enthalten, als Katholyt. Solche Flüssigkeiten, insbesondere nach Behandlung oder Abreicherung im Kathodenraum, dienen vorzugsweise als Anolyt (Flüssigkeit im Anodenraum bei geteilter Zelle). Je nach Art der verwendeten Elektrode ist es dann möglich, den Gehalt an organischen Verbindungen durch anodische Oxidation weiter zu verringern (Verringerung von CSB- und BSB-Wert der Flüssigkeit; CSB: chemischer Sauerstoffbedarf; BSB: biologischer Sauerstoffbedarf; Kennwerte bei der Abwasserbehandlung). Es kann aber auch vorteilhaft sein, andere Flüssigkeiten als Anolyt zu verwenden, je nach dem welche Anodenreaktion gewählt wird. Als Separator zwischen Kathodenraum und Anodenraum dient vorteilhaft eine Kationenaustauschermembran (z.B. vom Typ Nafion (R)). Als Kathode dient z.B. ein Edelstahl-Gitternetz und als Anode eine Elektrode aus Streckmetall mit bordotierter Diamant-Beschichtung (BDD-Beschichtung). Vorteilhaft wird über dem Kathodenausgang ein Rohr angeordnet, in dem sich eine Blasensäule oder Schaumsäule ausbilden kann. Im Anolyt oder Anolyt-Kreislaufbehälter mit der Flüssigkeit, z.B. Hühnerei-Schalen-Waschwasser oder kathodisch abgereichertem Eierschalenwaschwasser als Anolyt, stellt sich bei Verwendung einer geteilten Zelle in der Regel bald ein pH-Wert kleiner als 3 ein. Es kommt hier zur Ausfällung von organischen Substanzen, was zur Klärung und CSB-Verringerung in der Flüssigkeit genutzt werden kann. Bei dem Verfahren mit geteilter Durchflusszelle werden die Durchflussmengen der Elektrolyte vorteilhaft so eingestellt, dass die Verweilzeit des Anolyten in dem Anodenraum kleiner als die Verweilzeit des Katholyten im Kathodenraum ist. Besonders vorteilhaft ist die Verweilzeit des Anolyten in dem Anodenraum fünf bis zehnmal kleiner, vorzugsweise zehnmal kleiner, als die Verweilzeit des Katholyten im Kathodenraum.
  • Bei Wasserstoff-Gasblasenbildung wird die kathodische Stromdichte z.B. auf 5 bis 50 mA/cm2 eingestellt. Die Elektrolysezeit bei einem Katholytvolumen von V = 2,5 l beträgt z.B. 2 bis 10 Stunden bei Batch-Betrieb.
  • Die Elektrolyse erfolgt in der Regel bei einer Temperatur im Bereich von T = 0° C bis T = 40° C, vorzugsweise im Bereich von T = 10° C bis T = 30° C, insbesondere im Bereich von T = 15° C bis T = 30° C oder im Bereich von T = 15° C bis T = 25° C. Gewöhnlich erfolgt die Elektrolyse bei Raumtemperatur.
  • Alternativ zu einer anodischen Sauerstoffentwicklung oder anodischen Oxidation organischer Stoffe wird eine kathodische Wasserstofferzeugung vorteilhaft mit einer anodischen Wasserstoffoxidation kombiniert. Es wird vorzugsweise eine geteilte Zelle verwendet. Besonders vorteilhaft zur anodischen Wasserstoffoxidation sind Gasdiffusionselektroden. Eine gut geeignete Gasdiffusionselektrode wird z.B. durch Verpressen von platiniertem Russ und Polytetrafluorethylen mit einer Kationenaustauschermembran hergestellt, wobei beispielsweise eine 40–50 µm dicke Beschichtung auf der Kationenaustauschermembran entsteht. Solche Gasdiffusionselektroden und die Durchführung der anodischen Wasserstoffoxidation sind in der EP 0800853 A2 beschrieben, worauf hiermit Bezug genommen wird. Durch Kopplung der kathodischen Wasserstofferzeugung, insbesondere für eine Schaumbildung in einer Flüssigkeit mit einer anodischen Wasserstoffoxidation, kann der Energieverbrauch deutlich gesenkt werden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren, in dem für eine Schaumbildung in einer Flüssigkeit, z.B. ein Prozesswasser oder Abwasser, in einer elektrochemischen Zelle, vorzugsweise einer geteilten Zelle, kathodisch Wasserstoffgas erzeugt wird und als Gegenreaktion an der Anode Wasserstoff oxidiert wird.
  • Wasserstoffgas oder ein anderes Gas kann kontinuierlich oder diskontinuierlich elektrolytisch erzeugt werden. Beispielsweise wird das Gas, z.B. Wasserstoffgas, in Pulsen erzeugt, vorzugsweise in der Flüssigkeit, aus der Protein extrahiert wird. In einem solchen Pulsbetrieb wird der Elektrolysestrom für eine bestimmte Zeit wiederholt ein- und ausgeschaltet. Solche Strompulse können von konstanter Dauer oder variabel in der Dauer sein. Vorteilhaft wird die Abfolge von Strompulsen mit Hilfe eines Steuergerätes oder einer Steuereinheit erzeugt. Das Steuergerät kann z.B. ein Pulsgenerator oder ein programmierbares Gerät sein. Die Länge eines Strompulses kann über eine Regeleinrichtung oder Sensorsteuerung bestimmt werden. Beispielsweise kann der Elektrolysestrom unterbrochen werden, wenn die Schaumbildung einen bestimmten Umfang oder die Flüssigkeit eine bestimmte Eigenschaft erreicht haben. Solche Regelgrößen sind z.B. die Höhe einer Schaumsäule in einem Rohr, optische Eigenschaften wie die Transparenz oder Leitfähigkeit der Flüssigkeit. Die Regelung des Elektrolysestromes kann mit Hilfe von optischen Sensoren (z.B. Photozelle, Photodiode, Phototransistor, Photowiderstand) oder elektrischen Sensoren (Leitfähigkeits-, Kapazitätssensoren) oder anderen geeigneten Sensoren erfolgen.
  • In dem Verfahren mit Schaumbildung zur Anreicherung, Gewinnung oder Abtrennung von in einer Flüssigkeit gelösten oder emulgierten tierischen Proteinen kann die Stromstärke oder Stromdichte während der elektrolytischen Gaserzeugung (z.B. Wasserstoffgaserzeugung) verändert werden. Bei kontinuierlicher Elektrolyse kann z.B. die Stromstärke erhöht, verringert oder variiert werden. Die Regelung kann wie für den Pulsbetrieb beschrieben, erfolgen. Die Variation der Stromstärke kann mit einem Pulsbetrieb kombiniert werden. Beispielsweise kann die Stromdichte von Strompulsen variiert werden, z.B. eine Abfolge von Pulsen konstanter Stromstärke mit variabler Höhe von Puls zu Puls oder eine Abfolge von Pulsen variabler Stromstärke mit konstanter Höhe von Puls zu Puls oder eine Abfolge von Pulsen variabler Stromstärke mit variabler Höhe von Puls zu Puls.
  • Mit in der Elektrochemie oft eingesetzten Gitternetzelektroden (z.B. Edelstahl, platiniertes Titan oder Mischoxidelektroden (DSA(R)) ist ein Dauerbetrieb schlecht durchzuführen, da bei vielen Flüssigkeiten die Elektroden mit organischen Stoffen belegt und dadurch blockiert werden. Außerdem ist über längere Zeit ein Abtrag der aktiven Elektrodenschicht an der Anode zu beobachten. Die Langzeitstabilität solcher Elektroden ist also in der Regel nicht gegeben.
  • Ein störungsfreier Betrieb lässt sich durch kontinuierliche Umpolung an besonderen Elektroden erreichen. Für diese Betriebsweise können Elektroden wie platinierte Titanelektroden oder Elektroden mit DSA-Beschichtung (Firma DeNora, Mailand, Italien) verwendet werden. Unter diesen Bedingungen erweisen sich Elektroden mit einer Beschichtung aus nanoskaligen Platin-Partikeln (Teilchen von Platin mit einem Teilchendurchmesser von 10 µm oder kleiner, z.B. im Bereich 1 bis 1000 nm, vorzugsweise 1 bis 100 nm) als günstig, wobei die veränderten Adsorptionseigenschaften der Nanokristalle eine entscheidende Rolle spielen. Besonders geeignet für einen Elektrolysebetrieb mit Umpolung sind Elektroden mit bordotiertem Diamant (in der Regel mit bordotiertem Diamant beschichtete Elektroden, BDD-Elektroden), die mit Platinpartikeln beschichtet sind (BDD/Pt-Elektroden). Die Herstellung der Elektrode ist z.B. beschrieben in Luong, John H. T.; Male, Keith B.; Glennon, Jeremy D.: „Boron-doped diamond electrode: Synthesis, characterization, functionalization and analytical applications", Analyst, 134, 10, S. 1965–1979.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung von mindestens einer Elektrode, die bordotierten Diamant enthält, in einem Verfahren mit elektrolytischer Schaumerzeugung zur Abtrennung von tierischen Proteinen aus einer Flüssigkeit. Vorteilhaft ist weiter die Verwendung von mindestens einer Elektrode, die bordotierten Diamant und Platin enthält, oder von mindestens einer Elektrode mit einer Beschichtung mit oder aus bordotiertem Diamant, die Platin oder Platin-Partikel enthält, in einem Verfahren mit elektrolytischer Schaumerzeugung zur Abtrennung von tierischen Proteinen aus einer Flüssigkeit. Die Elektrode, die bordotierten Diamant und Platin enthält, ist vorzugsweise eine Elektrode mit einer Beschichtung mit bordotiertem Diamant, die Platin oder Platin-Partikel enthält, oder eine Elektrode mit einer Beschichtung aus bordotiertem Diamant, die Platin oder Platin-Partikel enthält.
  • Die geringe Leitfähigkeit der Waschwässer (z.B. Eischalen-Waschwasser) ist für die Elektrolyse sehr ungünstig. Es empfiehlt sich die Verwendung einer SPE-Elektrolysezelle (SPE: Solid Polymer Elektrolyte). Vorteilhaft sind BDD/Pt-Elektroden.
  • Tierische Proteine können schlechte Schaumbildner sein.
  • Zur Verbesserung der Schaumbildung werden vorteilhaft pflanzliche Proteine, Flüssigkeiten oder Konzentrate, die pflanzliche Proteine enthalten, den zu behandelnden Flüssigkeiten zugesetzt. In der Regel genügt schon der Zusatz einer kleinen Menge pflanzlicher Proteine, um die Schaumbildung zu fördern. Vorteilhafte Zusätze sind Pflanzensäfte, Prozesswässer aus der Verarbeitung von Pflanzenteilen, Bier, Proteinpräparationen aus Bier oder Proteinpräparationen aus Flüssigkeiten, die Pflanzenproteine enthalten. Solche Proteinpräparationen und Konzentrate können vorteilhaft mittels Zerschäumung gewonnen werden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung von Flüssigkeiten, die Pflanzenproteine enthalten, oder daraus hergestellten Produkten, Präparationen oder Konzentraten als Zusätze zur Verbesserung des Schäumens in Verfahren zur Gewinnung oder Abtrennung von gelösten tierischen Proteinen aus Flüssigkeiten mittels eines Schaumes.
  • Bei der Reinigung oder Abreicherung mittels Schaumbildung von Abwasser oder Prozesswasser, das gelöste tierische Proteine enthält, kann vorteilhaft Abwasser oder Prozesswasser, das gelöste pflanzliche Proteine enthält, zugemischt werden.
  • Beispiele
  • Beispiel 1
  • Es wird eine Abfalllösung mit Proteinen, die vom Waschen von Schalen von aufgeschlagenen Hühnereiern herrührt, in eine elektrochemische Zelle eingefüllt. Die Elektroden sind symmetrisch aufgebaut und bestehen aus Niob-Streckmetallgittern, die mit bordotiertem Diamant beschichtet sind und mit einer 20%igen Beschichtung mit Platin-Nanopartikeln modifiziert wurden. Die Elektrodenflächen betragen jeweils 80 cm2. Als Elektrolyt wurde ein Volumen von V = 0,8 dm3 der oben genannten Lösung in die trogförmige Elektrolysezelle eingefüllt. Die Batch-Elektrolyse erfolgte bei einer Anfangstemperatur von T = 20° C und einer Endtemperatur von T = 25,5° C. Der Zellenstrom J betrug J = 1 A. Die Umpolung erfolgte zehnmal in einer Stunde. Nach 2 Stunden (t = 2 h) wurde die Elektrolyse beendet. Die Zellenspannung war auf 103% des Anfangswertes gestiegen.
  • Der entstehende (kompakte) Ei-Proteinschaum wird abgetrennt.
  • Beispiel 2
  • Es folgt die Wiederholung der Elektrolyse aus Beispiel 1, unter Verwendung einer stationären Elektrolyse-Zelle (Trog-Zelle) im Satzbetrieb (Batchbetrieb). Die Elektrolyse-Zelle enthält einen Elektrodenstapel aus aufeinandergepressten Kathoden- und Anoden-Gitterelektroden, die mit Kunststoffgitter-Abstandshaltern (Abstand d = 1mm) voneinander isoliert sind. Die Kathoden bestehen aus Edelstahlnetzen, die Anoden aus mit dotiertem Diamant beschichteten Streckmetall. Als Behälter der Elektrolyse-Zelle kann ein Becherglas oder ein rechteckiger Kunststoff-Behälter mit einem Volumen von 2,5 Liter verwendet werden. Die wirksame Anodenfläche beträgt zweimal 120 cm2. Als Flüssigkeit mit gelösten Proteinen wurde eine wäßrige Aufschlämmung zerstoßener Schalen von Hühnereiern eingesetzt.
  • Die Batch-Elektrolyse erfolgte bei einer Anfangstemperatur von T = 15° C und einer Endtemperatur von T = 22,5° C nach t = 2,7 Stunden. Der Zellenstrom betrug J = 2A. Die Zellenspannung stieg auf 175% des Anfangswertes.
  • Zur Aufarbeitung wurde Proteinschaum abgeschöpft.
  • Beispiel 3
  • Es werden Elektroden eingesetzt, die aus Titan-Streckmetallgittern bestehen, die mit edelmetallhaltigen Oxiden beschichtet wurden (Hypochrit-Synthese-Elektroden von Firma DeNora, Rodenbach, Hessen).
  • Der Versuch wird unter den Bedingungen von Beispiel 2 wiederholt, allerdings wird die Polarität in einem Zeitintervall von drei Minuten gewechselt (Umpolungen im Zeitabstand von 3 Minuten).
  • Die Zellenspannung stieg während der Elektrolysezeit von t = 2,7 Stunden auf 122% des Anfangswertes.
  • Beispiel 4
  • Eine Abfalllösung aus einem Schlachtbetrieb wurde entfettet und durch Filtration von suspendierten Fleischteilen gereinigt. Ein Volumen von V = 4,8 dm3 der vorgereinigten Lösung mit ca. 8000 mg CSB/dm3 und einem Proteingehalt von ca. 5000 mg/dm3 wurde in den Katholyt-Kreislauf einer Apparatur gefüllt, mit der eine oben beschriebene, mit einer Membran geteilten Elektrolysezelle betrieben werden konnte. Die Kathode bestand aus einer streckmetallförmigen dimensionsstabilen Kathode, DSK® (Firma DeNora, Rodenbach, Hessen), die an eine Nafion®-Membran gepresst wurde. Die Anode bestand aus einem Streckmetall aus Niob, das mit einer leitfähigen Diamantschicht beschichtet worden war. In den Anolytkreislauf wurde ein Volumen V = 9 dm3 der gleichen Lösung eingefüllt. Die geteilte Zelle mit einer Kathodenfläche EF = 1000 cm2 wurde mit einem Strom von J = 36 A für eine Zeit von t=3 h betrieben. Der kathodisch erzeugte Gasblasenschaum stieg in einem Rohr (Länge l = 100cm, Durchmesser d = 1cm) auf und wurde in einem Überlauf gesammelt. Die Pumpgeschwindigkeit betrug für den Katholyt: 50 cm3/min und für den Anolyt: 1000 cm3/min. Der gesammelte Schaum wurde im Rotationsverdampfer schonend getrocknet und das resultierende Pulver mit einem üblichen Protein-Assay untersucht. Es sind umgerechnet 19 g Protein isoliert worden. In der Anolyt-Lösung, deren pH-Wert während der Elektrolyse konstant gehalten wurde, ergab die CSB-Analyse einen um 50% reduzierten Wert.
  • Beispiele von Gegenständen der Erfindung
  • Das Verfahren zur Abtrennung oder Gewinnung von tierischen Proteinen aus einer wäßrigen Flüssigkeit, die tierische Proteine enthält, ist im Allgemeinen dadurch gekennzeichnet, dass Gasblasen aus einem Gas oder Gasgemisch in der Flüssigkeit erzeugt werden und ein Schaum gebildet wird, wobei das Gas Wasserstoffgas, ein wasserstoffgashaltiges Gasgemisch, ein in der Flüssigkeit elektrochemisch erzeugtes Gas oder Gasgemisch oder in der Flüssigkeit elektrochemisch erzeugtes Wasserstoffgas ist. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass die tierischen Proteine aus der Verarbeitung von Eiern, Fleisch, Milch, Molke oder den Flüssigkeiten und Abwässern stammen, die bei der Verwertung von geschlachteten Tieren oder Tierprodukten entstehen. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Gasblasen elektrochemisch erzeugt werden. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Gasblasen in einer ungeteilten oder geteilten Elektrolyse-Zelle erzeugt werden. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Gasblasen in einer Elektrolyse-Zelle im Batch-Betrieb oder Durchflussbetrieb erzeugt werden. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Gasblasen an mindestens einer Elektrode, enthaltend Platin, Grafit, ein leitfähiges Kohlenstoffmaterial, leitfähiger Diamant, erzeugt werden. Das Verfahren ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass ein Produkt aus dem Schaum gewonnen wird, das einen höheren Gehalt an tierischen Proteinen enthält als die ursprüngliche Flüssigkeit. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung eingesetzt wird, die ein Rohr, ein rohrähnliches Gebilde, einen Kanal, einen Hohlraum mit unterer und oberer Öffnung oder einen Bereich aufweist, worin gebildeter Schaum aufsteigen kann. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass aus der Flüssigkeit eine von tierischen Proteinen abgereicherte Flüssigkeit erzeugt wird, die einer direkten oder indirekten elektrochemischen Oxidation unterzogen wird. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass aus der Flüssigkeit eine von tierischen Proteinen abgereicherte Flüssigkeit erzeugt wird, die einer elektrochemischen Oxidation unterzogen wird, wobei mindestens eine Elektrode mit leitfähigem Diamant eingesetzt wird. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren der Flüssigkeit durch Schaumbildung tierische Proteine entzogen werden und gleichzeitig oder nachfolgend in der Flüssigkeit enthaltene organische Stoffe oxidativ abgebaut werden. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren der Flüssigkeit durch Schaumbildung tierische Proteine entzogen werden und nachfolgend in der Flüssigkeit enthaltene organische Stoffe oxidativ abgebaut werden. Das Verfahren ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Flüssigkeit ein Prozesswasser oder Abwasser aus der Verarbeitung von tierischen Produkten oder der Schlachtung von Tieren ist. Das Verfahren ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Flüssigkeit durch Waschen von Eischalen, die von Geflügel- oder Hühnereiern stammen, erzeugt wird. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass in einer Elektrolysezelle kathodisch Wasserstoffgas und anodisch Sauerstoffgas entwickelt werden. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Gasblasen in einer Elektrolyse-Zelle erzeugt werden und in der Elektrolyse-Zelle anodisch Wasserstoffgas oxidiert wird. Das Verfahren ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass aus der Flüssigkeit tierische Proteine durch Schaumbehandlung abgetrennt werden und der Gehalt der Flüssigkeit an organischen Stoffen zusätzlich durch anodische Oxidation reduziert wird. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit einen pH-Wert im Bereich von 4,0 bis 7,0 zu Beginn der Erzeugung von Gasblasen aufweist und der pH-Wert der Flüssigkeit während der Erzeugung von Gasblasen konstant gehalten oder verändert wird. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass während der Erzeugung von Gasblasen in der Flüssigkeit der pH-Wert verändert wird, wobei die Veränderung des pH-Wertes der Flüssigkeit durch eine Elektrolyse bewirkt wird. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass für eine Schaumbildung in der Flüssigkeit, z.B. ein Prozesswasser oder Abwasser, in einer elektrochemischen Zelle, vorzugsweise einer geteilten Zelle, kathodisch Wasserstoffgas erzeugt wird und als Gegenreaktion an der Anode Wasserstoff oxidiert wird. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass Wasserstoffgas elektrolytisch erzeugt wird und die Elektrolyse kontinuierlich oder diskontinuierlich, bei konstanter oder variabler Stromstärke, gesteuert, geregelt oder programmgesteuert, gepulst oder mit Elektrolyse-Strompulsen erfolgt. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas oder Gasgemisch durch Elektrolyse in einer Elektrolysezelle erzeugt wird und die Elektroden der Elektrolysezelle während der Elektrolyse ein oder mehrmals umgepolt werden. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass das Gas oder Gasgemisch durch Elektrolyse in einer Elektrolysezelle erzeugt wird, die mindestens eine Elektrode, die bordotierten Diamant und Platin enthält, oder mindestens eine Elektrode mit einer Beschichtung mit oder aus bordotiertem Diamant, die Platin oder Platin-Partikel enthält, aufweist. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeit pflanzliche Proteine oder eine Flüssigkeit mit pflanzlichen Proteinen zur Verbesserung der Schaumbildung zugemischt werden. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung von Wasserstoffgas oder einem Wasserstoffgas enthaltenden Gasgemisch für eine Erzeugung von Schaum in einer Flüssigkeit, die tierische Proteine enthält, bei der Gewinnung oder Entfernung von tierischen Proteinen aus der Flüssigkeit mittels Schaumbildung. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Wasserstoffgas oder einem Wasserstoffgas enthaltenden Gasgemisch für eine Erzeugung von Schaum aus einer Flüssigkeit oder in einer Flüssigkeit, die tierische Proteine enthält, zur Reinigung oder Abreicherung der Flüssigkeit von tierischen Proteinen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Wasserstoffgas oder einem Wasserstoffgas enthaltenden Gasgemisch zur Behandlung von Prozesswässern, Abwässern oder Lösungen, die tierische Proteine enthalten, unter Schaumbildung.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von mindestens einer Elektrode, die bordotierten Diamant enthält, von mindestens einer Elektrode, die bordotierten Diamant und Platin enthält, oder von mindestens einer Elektrode mit einer Beschichtung mit oder aus bordotiertem Diamant, die Platin oder Platin-Partikel enthält, in einem Verfahren mit elektrolytischer Schaumerzeugung zur Abtrennung von tierischen Proteinen aus einer Flüssigkeit.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • AU 2006201373 [0006]
    • DE 660992 C1 [0007]
    • DE 960239 C1 [0007]
    • EP 0800853 A2 [0042]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Luong, John H. T.; Male, Keith B.; Glennon, Jeremy D.: „Boron-doped diamond electrode: Synthesis, characterization, functionalization and analytical applications“, Analyst, 134, 10, S. 1965–1979 [0046]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Abtrennung oder Gewinnung von tierischen Proteinen aus einer wäßrigen Flüssigkeit, die tierische Proteine enthält, dadurch gekennzeichnet, dass Gasblasen aus einem Gas oder Gasgemisch in der Flüssigkeit erzeugt werden und ein Schaum gebildet wird, wobei das Gas Wasserstoffgas, ein wasserstoffgashaltiges Gasgemisch, ein in der Flüssigkeit elektrochemisch erzeugtes Gas oder Gasgemisch oder in der Flüssigkeit elektrochemisch erzeugtes Wasserstoffgas ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die tierischen Proteine aus der Verarbeitung von Eiern, Fleisch, Milch, Molke oder den Flüssigkeiten und Abwässern stammen, die bei der Verwertung von geschlachteten Tieren oder Tierprodukten entstehen.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung eingesetzt wird, die ein Rohr, ein rohrähnliches Gebilde, einen Kanal, einen Hohlraum mit unterer und oberer Öffnung oder einen Bereich aufweist, worin gebildeter Schaum aufsteigen kann.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Flüssigkeit eine von tierischen Proteinen abgereicherte Flüssigkeit erzeugt wird, die einer direkten oder indirekten elektrochemischen Oxidation unterzogen wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasblasen in einer Elektrolyse-Zelle erzeugt werden und in der Elektrolyse-Zelle anodisch Wasserstoffgas oxidiert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserstoffgas elektrolytisch erzeugt wird und die Elektrolyse kontinuierlich oder diskontinuierlich, bei konstanter oder variabler Stromstärke, gesteuert, geregelt oder programmgesteuert, gepulst, mit Elektrolyse-Strompulsen oder mit Umpolung der Elektroden erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas oder Gasgemisch durch Elektrolyse in einer Elektrolysezelle erzeugt wird, die mindestens eine Elektrode, die bordotierten Diamant und Platin enthält, oder mindestens eine Elektrode mit einer Beschichtung mit oder aus bordotiertem Diamant, die Platin oder Platin-Partikel enthält, aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeit pflanzliche Proteine oder eine Flüssigkeit mit pflanzlichen Proteinen zur Verbesserung der Schaumbildung zugemischt werden.
  9. Verwendung von Wasserstoffgas oder einem Wasserstoffgas enthaltenden Gasgemisch für eine Erzeugung von Schaum in einer Flüssigkeit, die tierische Proteine enthält, zur Gewinnung oder Entfernung von tierischen Proteinen aus der Flüssigkeit, zur Reinigung oder Abreicherung der Flüssigkeit von tierischen Proteinen, zur Behandlung von Prozesswässern, Abwässern oder Lösungen, die tierische Proteine enthalten.
  10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserstoffgas oder Wasserstoffgas enthaltende Gasgemisch in einer Elektrolysezelle gebildet wird, wobei die Elektrolysezelle mindestens eine Elektrode enthält, enthaltend bordotierten Diamant oder bordotierten Diamant und Platin.
DE102014208270.6A 2013-05-02 2014-04-30 Verfahren zur Gewinnung von Tierproteinen Ceased DE102014208270A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EPEP13166339 2013-05-02
EP13166339 2013-05-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014208270A1 true DE102014208270A1 (de) 2014-11-06

Family

ID=48190405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014208270.6A Ceased DE102014208270A1 (de) 2013-05-02 2014-04-30 Verfahren zur Gewinnung von Tierproteinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014208270A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE660992C (de) 1937-01-19 1938-06-08 Dr Albrecht Siehr Gewinnung von Eiweiss aus dem Fruchtwasser der Kartoffeln durch Kreislaufzerschaeumung
DE960239C (de) 1955-06-11 1957-03-21 August Mueller Verfahren zur Anreicherung und Isolierung oberflaechenaktiver, insbesondere biologisch wirksamer oberflaechenaktiver Stoffe
EP0800853A2 (de) 1996-04-09 1997-10-15 Degussa Ag Verfahren und Elektrolysezelle zur Reinigung von Gasen
AU2006201373A1 (en) 2005-03-31 2006-10-19 Pattle Delamore Partners Limited Wastewater treatment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE660992C (de) 1937-01-19 1938-06-08 Dr Albrecht Siehr Gewinnung von Eiweiss aus dem Fruchtwasser der Kartoffeln durch Kreislaufzerschaeumung
DE960239C (de) 1955-06-11 1957-03-21 August Mueller Verfahren zur Anreicherung und Isolierung oberflaechenaktiver, insbesondere biologisch wirksamer oberflaechenaktiver Stoffe
EP0800853A2 (de) 1996-04-09 1997-10-15 Degussa Ag Verfahren und Elektrolysezelle zur Reinigung von Gasen
AU2006201373A1 (en) 2005-03-31 2006-10-19 Pattle Delamore Partners Limited Wastewater treatment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Luong, John H. T.; Male, Keith B.; Glennon, Jeremy D.: "Boron-doped diamond electrode: Synthesis, characterization, functionalization and analytical applications", Analyst, 134, 10, S. 1965-1979

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1299608B (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Entfernung von Spuren von Metallen aus nichtmetallischen waessrigen Salzloesungen
DE2158791A1 (de) Verfahren zur Reinigung von wasserigen Flüssigkeiten, die mit störenden Stoffen belastet sind, durch Hmdurchleiten elek taschen Stroms und nachfolgendes Abschei den der störenden Stoffe
DE2616214A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum entwaessern von abfallstoffen aus der abwasserbehandlung
DE68902292T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur wasserbehandlung mittels elektrolytischen ozons.
EP3233229B1 (de) Gewerbewasseraufbereitungsverfahren
EP2844076B1 (de) Verfahren zur gewinnung von pflanzenproteinen
Sprinchan et al. Peculiarities of the electric activation of whey
DE2523117A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur regeneration einer dekapierloesung
EP0140226B1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Lignin aus alkalischen Lignin-Lösungen
EP1277831B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ernte mikrobieller Biomasse aus einem Kultivationssystem
DE102017119566B4 (de) Vorrichtung zur Gewinnung von Produkten der Elektrolyse von Alkalimetallchloridlösung
DE102014208270A1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Tierproteinen
DE2125741A1 (de) Verfahren zur Reinigung von Abwässern
DE60104879T2 (de) Verfahren zur erhöhung der reinheit von quaternären ammoniumhydroxiden mittels elektrolyse
DE102010017490A1 (de) Verfahren zur Aufbereitung eines salzhaltigen Rohwassers zur Herstellung eines Prozesswassers, damit hergestelltes Prozesswasser und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE383666C (de) Verfahren zur vollstaendigen oder teilweisen Reinigung von Wasser auf elektroosmotischem Wege
DE2607512A1 (de) Verfahren zur herstellung eines metallpulvers
EP0936188A1 (de) Verfahren zur Verringerung der Viskosität von Wasser durch Elektrolyse
DE19624023A1 (de) Verfahren zur Anhebung des pH-Wertes sauerer Wässer
EP3426825A1 (de) Elektrolytische raffination von rohgold
KR20150144771A (ko) 혼합 금속 산화물 전극에 있어서 일련의 반응기 튜브를 이용한 폐수의 오염물 제거 및 조류 바이오매스의 제조
DE4218399C2 (de) Verfahren zur Reduzierung der Peroxidzahl
DE202015104046U1 (de) Erntesystem für Mikroalgen
EP2239232A1 (de) Vorrichtung zum Behandeln von Lebensmitteln
RU2164554C1 (ru) Способ выделения благородных металлов из раствора

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final