JP2005087931A - Method and device for removing heavy metal from organism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一般に、水産物や農産物等の生物体に含まれる重金属を除去する方法及び装置に関する。より詳細には、本発明は、産業廃棄物として処理(埋立処理、焼却処理等)されているホタテ貝の中腸腺やイカの内臓に含まれるカドミウム等の重金属を除去する方法及び装置に関する。 The present invention generally relates to a method and apparatus for removing heavy metals contained in organisms such as marine products and agricultural products. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for removing heavy metals such as cadmium contained in the midgut gland of scallop shells and internal organs of squid that are treated as industrial waste (landfill treatment, incineration treatment, etc.).
従来、この種の技術としては、体内に重金属を含む生物体を酸性溶液に浸漬し、重金属を酸性溶液中に溶出させながら電解処理して、溶出した重金属を電圧が印加された陰極板上に析出させることによって、生物体から重金属を除去する方法がある(特許文献1参照)。また、上述の方法における電解効率の向上を図るため、重金属を含む生物体を破砕して酸性溶液に懸濁させた状態で電極板を挿入し、電極板間に通電せしめて、生物体から重金属を除去する方法が開示されている(特許文献2参照)。さらに、処理時間の短縮を図るため、重金属を含んだ生物体を脱脂した後、乾燥してから酸性溶液に懸濁させて重金属を溶出させ、電解処理を行う方法が開示されている(特許文献3参照)。 Conventionally, this type of technique involves immersing a living organism containing heavy metals in an acidic solution, electrolytically eluting the heavy metals into the acidic solution, and placing the eluted heavy metals on the cathode plate to which a voltage is applied. There is a method of removing heavy metals from living organisms by precipitation (see Patent Document 1). In addition, in order to improve the electrolysis efficiency in the above-described method, the biological material containing heavy metal is crushed and suspended in an acidic solution, and an electrode plate is inserted between the electrode plates. Has been disclosed (see Patent Document 2). Furthermore, in order to shorten the treatment time, a method is disclosed in which a biological material containing heavy metal is degreased, dried and then suspended in an acidic solution to elute heavy metal, and electrolytic treatment is performed (Patent Document). 3).
これらの方法では、重金属除去処理の初期段階においては、重金属を速やかに除去することができるが、除去処理を繰り返すにつれて、重金属が析出する陰極板上に、生物体を粉砕した微細な懸濁物や生物体に含まれる油脂分が付着して析出効率が低下し、これにより重金属を除去処理する時間が増加する。また、特許文献3に記載されている方法でも、油脂分は除去されるが、生物体が共存する酸性溶液を電解処理するため、処理中に破砕された微細な固形分が陰極板に析出し、重金属の析出効率が低下する。このような事態に対処するため、一定処理回数毎に、極板を電解槽から取り出し、高圧洗浄機やブラシを用いて擦る等の方法が行われている。また、電解液を交換して印加電圧の極性を反転させる極板洗浄方法も行われている(特許文献4参照)。さらに、油脂分離のため超音波振動による油脂分離槽を電解工程に付加した装置も提案されている(特許文献5参照)。 In these methods, heavy metals can be quickly removed in the initial stage of heavy metal removal treatment, but as the removal treatment is repeated, a fine suspension obtained by pulverizing organisms on the cathode plate on which heavy metals are deposited. And the fat and oil contained in the living organisms adhere and the precipitation efficiency decreases, thereby increasing the time for removing heavy metals. Also, the method described in Patent Document 3 also removes fats and oils, but in order to electrolyze an acidic solution in which organisms coexist, fine solids crushed during the treatment are deposited on the cathode plate. , Heavy metal deposition efficiency decreases. In order to cope with such a situation, a method of taking out the electrode plate from the electrolytic cell and rubbing it with a high-pressure washing machine or a brush is performed every certain number of times. In addition, an electrode plate cleaning method is also performed in which the polarity of the applied voltage is reversed by changing the electrolyte (see Patent Document 4). Furthermore, an apparatus in which an oil separation tank by ultrasonic vibration is added to the electrolysis process for oil separation has been proposed (see Patent Document 5).
しかしながら、極板を電解槽から取り出して洗浄する方法は、実用プラント規模の場合には、作業に多大の時間と手間を要する。また、電解液を交換して印加電圧の極性を反転させる方法では、付着した生物体の懸濁物及び油脂分と同時に析出した重金属を再溶解するので、これらの分離が必要になる等、後処理が煩雑になるうえ、高価な陽極板の損耗が激しく、処理コストの増加を招く。さらに、超音波振動により油脂分を分離する方法は、液を加温しないため分離が不十分となり、効果が少ない。このように、従来の技術には、課題があり、満足すべき方法が見当たらないのが現状である。 However, the method of removing the electrode plate from the electrolytic cell and cleaning it requires a great deal of time and labor in the case of a practical plant scale. In addition, the method of reversing the polarity of the applied voltage by exchanging the electrolyte solution re-dissolves the heavy metals deposited at the same time as the suspended matter of the attached organism and the oil and fat, so that it is necessary to separate them later. The processing becomes complicated, and the expensive anode plate is severely worn, resulting in an increase in processing cost. Furthermore, the method of separating fats and oils by ultrasonic vibration does not heat the liquid, so that the separation is insufficient and the effect is small. As described above, there is a problem in the conventional technology, and there is no satisfactory method at present.
したがって、本発明は、従来技術における課題を克服し、特に、電解槽の極板の清掃等を必要とすることなしに良好な重金属除去効率を有する、生物体から重金属を除去する方法及び装置を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention overcomes the problems in the prior art, and in particular, provides a method and apparatus for removing heavy metals from a living organism that has good heavy metal removal efficiency without requiring cleaning of the electrode plate of the electrolytic cell. It is intended to provide.
本願請求項1に記載の生物体から重金属を除去する方法は、前記生物体を硫酸及び塩酸の両方又はいずれか一方を含む酸性溶液に懸濁させて重金属を溶出させる溶出工程と、前記酸性溶液から分離した固形分に水を添加して攪拌する水洗工程と、前記溶出工程及び前記水洗工程を経て得られた重金属含有水溶液を電解処理することにより重金属を除去する電解工程とを含むことを特徴とするものである。 The method for removing heavy metals from an organism according to claim 1 includes an elution step of suspending the organism in an acidic solution containing sulfuric acid and / or hydrochloric acid to elute heavy metals, and the acidic solution A water washing step of adding water to the solid content separated from the mixture and stirring, and an electrolysis step of removing heavy metals by electrolytic treatment of the heavy metal-containing aqueous solution obtained through the elution step and the water washing step It is what.
本願請求項2に記載の生物体から重金属を除去する方法は、前記請求項1の方法において、前記溶出工程に先立って、前記生物体の油脂分を除去する脱脂工程を更に含むことを特徴とするものである。 The method for removing heavy metals from an organism according to claim 2 of the present application further includes a degreasing step for removing oil and fat from the organism prior to the elution step. To do.
本願請求項3に記載の生物体から重金属を除去する方法は、前記請求項1又は2の方法において、前記電解工程の後、水溶液中に残存する固形分を凝集処理により回収する後処理工程を更に含み、固形分を回収した前記水溶液を、前記溶出工程及び/又は水洗工程において再利用することを特徴とするものである。 The method for removing heavy metals from the organism according to claim 3 of the present invention is the method according to claim 1 or 2, wherein after the electrolysis step, a solid treatment remaining in the aqueous solution is recovered by a coagulation treatment. Further, the aqueous solution containing the solid content is reused in the elution step and / or the water washing step.
本願請求項4に記載の生物体から重金属を除去する装置は、前記生物体を硫酸及び塩酸の両方又はいずれか一方を含む酸性溶液に懸濁させて重金属を溶出させるための溶出装置と、重金属の溶出を促進するため、溶出処理後に分離した固形分に水を添加して攪拌するための水洗装置と、前記溶出装置及び前記水洗装置によって得られた重金属含有水溶液を電解処理するための電解槽とを備えていることを特徴とするものである。 An apparatus for removing heavy metals from an organism according to claim 4 of the present application is an elution device for suspending the organism in an acidic solution containing sulfuric acid and / or hydrochloric acid to elute heavy metal, and heavy metal In order to promote elution of water, a water washing device for adding water to the solid content separated after the elution treatment and stirring, and an electrolytic cell for electrolyzing the heavy metal-containing aqueous solution obtained by the elution device and the water washing device It is characterized by having.
本願請求項5に記載の生物体から重金属を除去する装置は、前記請求項4の装置において、前記溶出装置及び前記水洗装置によって処理する前に、前記生物体中の油脂分を除去するための脱脂装置を更に備えており、前記脱脂装置が、前記生物体を破砕するための破砕機と、破砕された前記生物体を加熱し攪拌するための加熱攪拌機と、加熱攪拌された前記生物体から油脂分を分離するための分離機とを有することを特徴とするものである。 The apparatus for removing heavy metals from the organism according to claim 5 of the present invention is the apparatus for removing fats and oils in the organism before the treatment by the elution apparatus and the water washing apparatus in the apparatus of claim 4. A degreasing device, wherein the degreasing device comprises a crusher for crushing the organism, a heating stirrer for heating and stirring the crushed organism, and the heated and agitated organism And a separator for separating oil and fat.
本願請求項6に記載の生物体から重金属を除去する装置は、前記請求項4又は5の装置において、前記電解処理された水溶液中に残存する固形分を凝集処理するための凝集処理装置を更に備えていることを特徴とするものである。 The apparatus for removing heavy metals from a living organism according to claim 6 of the present application is the apparatus according to claim 4 or 5, further comprising a coagulation treatment apparatus for coagulating solids remaining in the electrolytically treated aqueous solution. It is characterized by having.
本発明の請求項1及び4に記載の方法及び装置によると、電解処理する前に、重金属含有水溶液中に懸濁する生物体の微細な破砕物を除去するため、電解処理において当該破砕物が陰極板に付着する事態が回避され、良好な重金属除去効率を保持することが可能になる。また、本発明の請求項2及び5に記載の方法及び装置によると、電解処理する前に、重金属生物の油脂分を除去するため、電解処理において当該油脂分が陰極板に付着する事態が回避され、良好な重金属除去効率を保持することが可能になる。さらに、本発明の請求項3及び6に記載の方法及び装置によると、水溶液中に残存する固形分が凝集処理により回収されるので、製品の歩留りが向上するとともに、固形分が回収された水溶液を溶出工程及び/又は水洗工程で再利用することにより、排水処理の負荷を軽減することが可能になる。なお、本発明により得られる乾燥物(製品)は、動物質タンパク源として有効利用するに際して、重金属含有量の規制値を下回っている。 According to the method and apparatus described in claims 1 and 4 of the present invention, before the electrolytic treatment, in order to remove the fine crushed material of the organism suspended in the heavy metal-containing aqueous solution, The situation of adhering to the cathode plate is avoided, and good heavy metal removal efficiency can be maintained. Moreover, according to the method and apparatus of Claim 2 and 5 of this invention, since the fats and oils of a heavy metal organism are removed before electrolysis, the situation which the said fats and oils adhere to a cathode plate in electrolysis is avoided. Thus, it becomes possible to maintain good heavy metal removal efficiency. Furthermore, according to the method and apparatus of claims 3 and 6 of the present invention, since the solid content remaining in the aqueous solution is recovered by agglomeration treatment, the yield of the product is improved and the aqueous solution from which the solid content is recovered By reusing in the elution step and / or the water washing step, it becomes possible to reduce the wastewater treatment load. In addition, the dried material (product) obtained by this invention is less than the regulation value of heavy metal content, when using effectively as a protein protein source.
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る重金属除去方法について詳細に説明する。図1は、本発明の好ましい実施の形態に係る重金属除去方法を概略的に示したフロー図である。 Next, a heavy metal removing method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart schematically showing a heavy metal removal method according to a preferred embodiment of the present invention.
まず、重金属を含有する生物体を、ミートチョッパーやフードプロセッサー等の破砕機を用いて、1mm程度に粉砕した後、加熱しつつ攪拌することにより、タンパク質を凝固させる。この際、油の酸化を抑制するため、加熱は、短時間で行うのが好ましい。また、攪拌は、エマルジョンの生成を防止するため、可能な限り空気を巻き込まないように密閉型の装置を用いるのが好ましい。このようにして加熱処理されたスラリー状生物体から、三相分離機又はデカンターと遠心分離機を用いて、油脂分を除去する(以下「脱脂工程」又は「前処理工程」という)。 First, an organism containing a heavy metal is pulverized to about 1 mm using a crusher such as a meat chopper or a food processor, and then stirred while heating to solidify the protein. At this time, heating is preferably performed in a short time in order to suppress oxidation of the oil. Moreover, in order to prevent the formation of an emulsion, stirring is preferably performed using a sealed apparatus so as not to entrain air as much as possible. From the slurry-like organisms thus heat-treated, oil and fat are removed using a three-phase separator or a decanter and a centrifuge (hereinafter referred to as “degreasing step” or “pretreatment step”).
なお、一般的に、ホタテ貝の中腸腺やイカの内臓等の魚介類の内臓処理においては、フィッシュミールの製造工程で行われるスクリュープレスによる脱脂方法は、それらの固形分が微細であり、スクリーンの孔から逃げてしまうので、不適当である。 In general, in the visceral treatment of fish and shellfish such as scallop midgut gland and squid viscera, the degreasing method by a screw press performed in the process of producing fish meal has a fine solid content. It escapes from the screen holes and is inappropriate.
次いで、硫酸及び塩酸の両方又はいずれか一方を含む酸性溶液に固形分を懸濁し、重金属を酸性溶液中に溶出させる(以下「溶出工程」という)。この溶出工程により、タンパク質と結合している重金属が解離される。なお、酸性溶液の酸濃度は、pHが約4以下であり、好ましくは約1〜約2である。また、本発明者の実施した実験によると、pHが同じであれば酸の種類を問わず溶出効果は略同じであることが分かった。酸は、実用的には、揮発性がなく廉価であるため、硫酸が好ましい。 Next, the solid content is suspended in an acidic solution containing sulfuric acid and / or hydrochloric acid, and the heavy metal is eluted in the acidic solution (hereinafter referred to as “elution step”). By this elution step, the heavy metal bonded to the protein is dissociated. The acid concentration of the acidic solution has a pH of about 4 or less, preferably about 1 to about 2. Further, according to experiments conducted by the present inventors, it was found that the elution effect is substantially the same regardless of the type of acid if the pH is the same. Since the acid is practically non-volatile and inexpensive, sulfuric acid is preferred.
次いで、重金属が溶出した酸性溶液を遠心分離して固形分を分離し、得られた固形分に約3倍〜約4倍の量の水を添加し、1時間程度攪拌すると、重金属の溶出が促進され、重金属の除去率が高められる(以下「水洗工程」という)。これは、溶出工程において酸性溶液に懸濁させることにより重金属とタンパク質との結合が解離された後は、重金属が水溶性イオンとなるため、水洗でも溶出が容易に進行するからである。なお、水洗工程において水を添加した後は約30°C〜約50°Cに加熱するのが好ましい。 Next, the acidic solution from which the heavy metal is eluted is centrifuged to separate the solid content, and about 3 to 4 times the amount of water is added to the obtained solid content and stirred for about 1 hour. This promotes the removal rate of heavy metals (hereinafter referred to as “water washing process”). This is because the heavy metal becomes a water-soluble ion after the bond between the heavy metal and the protein is dissociated by suspending in an acidic solution in the elution step, so that the elution easily proceeds even by washing with water. In addition, after adding water in a water-washing process, it is preferable to heat to about 30 degreeC-about 50 degreeC.
水洗工程においては、重金属が除去されるだけでなく、生物体中に残存する過剰な酸も同時に除去される。したがって、最終的に重金属が除去された後、飼料/肥料としての利用時に生物体にアルカリを添加して中和する際、アルカリの添加量が減少するとともに、最終製品中に残存する中和生成物も減少し、コスト面及び品質面の両面から見て非常に好ましい。 In the water washing step, not only heavy metals are removed, but also excess acid remaining in the organism is removed at the same time. Therefore, when heavy metals are finally removed and neutralized by adding alkali to living organisms when used as feed / fertilizer, the amount of alkali added decreases and neutralization remains in the final product. Things are also reduced, which is very preferable from the viewpoint of cost and quality.
水洗工程は、生物体中の重金属濃度に応じて、1〜3回実施する。その際、生物体に含まれる重金属は、固液比に対応して固形分中と水溶液中とに平衡分配されるので、添加する水の量と水洗工程の繰り返し回数は、生物体の初期重金属濃度と最終製品に要求される重金属濃度に応じて適宜決定するのがよい。 The water washing process is performed 1 to 3 times depending on the heavy metal concentration in the organism. At that time, the heavy metal contained in the organism is equilibrated and distributed between the solid content and the aqueous solution in accordance with the solid-liquid ratio. Therefore, the amount of water to be added and the number of repetitions of the washing process are the initial heavy metals of the organism. It is preferable to appropriately determine the concentration and the heavy metal concentration required for the final product.
次いで、脱脂工程、溶出工程、及び水洗工程を経て得られた重金属含有水溶液を電解槽に供給し、電解槽の極板に電圧を印加することにより、重金属を陰極板に析出させる(以下「電解工程」という)。本発明の方法では、電解工程を実施する前に脱脂工程、溶出工程、及び水洗工程が実施されており、電解液中において生物体の微細な懸濁物や油脂分が著しく減少しているので、重金属が析出する陰極板の表面に懸濁物や油脂分が付着することなく良好な表面状態が維持され、これにより、電解時間が短縮されるとともに、電解処理回数の増加につれて重金属除去効率が低下する現象が大幅に緩和される。 Next, the heavy metal-containing aqueous solution obtained through the degreasing step, the elution step, and the water washing step is supplied to the electrolytic cell, and a heavy metal is deposited on the cathode plate by applying a voltage to the electrode plate of the electrolytic cell (hereinafter referred to as “electrolysis”). Process ”). In the method of the present invention, the degreasing process, the elution process, and the water washing process are performed before the electrolysis process, and the fine suspensions and fats and oils of living organisms are remarkably reduced in the electrolytic solution. The surface of the cathode plate on which heavy metals are deposited is maintained without a suspended matter or oil and fat, so that a good surface state is maintained. This shortens the electrolysis time and increases the heavy metal removal efficiency as the number of electrolytic treatments increases. The phenomenon of decline is greatly relieved.
次いで、重金属が除去された電解溶液に凝集剤を添加し、遠心分離することにより、残存する固形分を回収する(以下「後処理工程」という)。一方、水溶液の一部は、溶出工程及び水洗工程において再利用を図ることができ、これにより固形分の回収率が向上し、製品の歩留りが高くなる。なお、この水溶液は、数回繰り返して使用することができるので、凝集処理は、必ずしも毎回実施する必要はない。 Next, a coagulant is added to the electrolytic solution from which heavy metals have been removed, and the remaining solid content is recovered by centrifugation (hereinafter referred to as “post-treatment process”). On the other hand, a part of the aqueous solution can be reused in the elution step and the water washing step, thereby improving the solids recovery rate and increasing the product yield. In addition, since this aqueous solution can be used repeatedly several times, it is not always necessary to carry out the aggregation treatment every time.
後処理工程において回収された固形分は、水洗工程において回収された固形分とともに、中和処理された後に乾燥され(以下「中和・乾燥工程」という)、飼料や肥料等で再利用される。 The solid content recovered in the post-treatment process is dried after being neutralized together with the solid content recovered in the water washing process (hereinafter referred to as “neutralization / drying process”) and reused in feed, fertilizer, and the like. .
本発明の方法は、使用した溶液を毎回濃縮管で水分を蒸発させ最終的に乾燥機に戻すことにより製品の歩留りの向上を図ろうとする従来の方法と比較して、非常に少ないエネルギーで製品の歩留りの向上を図ることができる。また、本発明の電解処理による重金属除去方法は、イオン交換樹脂を使用し、或いは沈殿処理を行う従来の方法と比較して、pHを調整するためのアルカリ等を水溶液に添加する必要もなく、カドミウム濃度を0.01mg/L程度まで低減させることができるので、重金属を除去した後は、溶出工程及び水洗工程においてそのまま再利用することができる。 The method of the present invention is a product with much less energy than the conventional method in which the solution used is evaporated each time in a concentrating tube and finally returned to the dryer to improve the product yield. The yield can be improved. In addition, the heavy metal removal method by electrolytic treatment of the present invention does not need to add an alkali or the like for adjusting pH to an aqueous solution, compared to a conventional method using an ion exchange resin or performing a precipitation treatment, Since the cadmium concentration can be reduced to about 0.01 mg / L, it can be reused as it is in the elution step and the water washing step after removing heavy metals.
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る重金属除去装置について説明する。図2は、本発明の好ましい実施の形態に係る重金属除去装置を概略的に示した模式的図である。 Next, a heavy metal removing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing a heavy metal removing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
図2において全体として参照符号10で示される本発明の好ましい実施の形態に係る重金属除去装置は、重金属含有生物体を破砕するための破砕機12を備えている。破砕機12としては、ミートチョッパーやフードプロセッサー等が用いられる。破砕機12によって破砕された重金属含有生物体は通常、ホッパ14に一時的に貯留される。
The heavy metal removal apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, indicated as a whole by the
重金属除去装置10は又、粉砕された重金属含有生物体を加熱し攪拌するための加熱攪拌機16を備えている。加熱攪拌機16は、重金属含有生物体を、付属するボイラ(図示せず)によって加熱しつつ、モータ(図示せず)で回転される攪拌羽根(図示せず)によって攪拌するように構成されている。なお、ボイラ、モータ、及び攪拌羽根は、一般的なものを用いてよい。また、加熱攪拌機16は、エマルジョンを生成させないため、可能な限り空気を巻き込まないように、密閉型とするのが好ましい。ホッパ14から加熱攪拌機16への重金属含有生物体の供給は、ポンプ18によって行われる。
The heavy
重金属除去装置10は又、重金属含有生物体中の重金属を溶出させるための溶出装置20を備えている。溶出装置20は、硫酸及び塩酸の両方又はいずれか一方を含む酸性溶液を収容するための溶出槽を有しており、三相分離機22によって油脂分を除去された重金属含有生物体を酸性溶液に懸濁されることによって重金属含有生物体中の重金属を溶出させるようになっている。なお、図2において、参照符号24、26、28は、三相分離機22によって分離された油脂分、水溶液、及び固形分を貯留するための油脂分貯留タンク、水溶液貯留タンク、及び固形分貯留タンクをそれぞれ示している。
The heavy
重金属除去装置10は又、重金属の溶出を促進するため、溶出処理後に分離した固形分に水を添加して攪拌するための水洗装置30を備えている。なお、図2において、参照符号32は、重金属が溶出した酸性溶液の固形分を分離するための遠心分離機を示している。
The heavy
重金属除去装置10は又、重金属含有水溶液の電解処理を行うための電解槽34を備えており、電解槽34は、陽極板34a及び陰極板34bを有している。
The heavy
重金属除去装置10は更に、重金属が除去された電解溶液を凝集処理するための凝集処理装置36と、凝集処理された固形分を中和処理するための中和処理槽38とを備えている。凝集処理装置36及び中和処理槽38は、通常のものを使用してよい。なお、図2において、参照符号40、42は、遠心分離機、及び乾燥機をそれぞれ示している。
The heavy
重金属含有生物体としてイカの内臓を用いた実施例を説明する。原料として、イカの内臓20kg(ゲソの一部を含む)を用い、ミートチョッパー(孔径3.2mmφ)で破砕してスラリー状にした。次いで、スラリー状になった破砕物を、ポンプで約100リットル/時の速度で加熱攪拌機に供給し、約80°Cで約8分間加熱してタンパク質を凝固させ、油脂分を解離させた後、三相分離機に供給し、固形分の排出間隔を2分30秒として処理することにより、固形分8.24kg(水分量66.8重量%)、重液(水溶液)5.9kg(水分量90.1重量%)、軽液(油脂分)4.5kgを得た。次いで、固形分と水溶液を混合し、pHが2になるように硫酸を加え、約40°Cで約1時間攪拌して、含有する重金属を溶出させた。
An example in which the internal organs of squid are used as the heavy metal-containing organism will be described. As a raw material, 20 kg of squid internal organs (including a part of the geso) was crushed into a slurry by a meat chopper (pore diameter 3.2 mmφ). Next, the crushed material in a slurry state is supplied to a heated stirrer at a rate of about 100 liters / hour by a pump, heated at about 80 ° C. for about 8 minutes to coagulate proteins, and dissociate fats and oils. By supplying to a three-phase separator and processing the solid content discharge interval at 2
次いで、このようにして得られたスラリーを遠心分離することにより固形分と水溶液とに分離した。そして、水溶液は、重金属を除去するため、電解工程に送った。一方、固形分には、残存する重金属を更に除去するため、固形分に対して4倍量の水を加え、40°Cで1時間攪拌することにより、重金属を水溶液中に移行させる水洗工程を行った。本実験では、水洗工程を2回繰り返し、最終的に得られた固形分を消石灰で中和した後、乾燥機で乾燥した。 The slurry thus obtained was then separated into a solid and an aqueous solution by centrifuging. And the aqueous solution was sent to the electrolysis process in order to remove heavy metals. On the other hand, in order to further remove the heavy metal remaining in the solid content, a water washing step for adding heavy water to the aqueous solution by adding 4 times the amount of water to the solid content and stirring at 40 ° C. for 1 hour. went. In this experiment, the water washing process was repeated twice, and the solid content finally obtained was neutralized with slaked lime and then dried with a dryer.
表1は、本実験の各工程におけるカドミウム濃度の測定結果を示した表である。表1から分かるように、処理前に22.4mg/kg(乾燥重量当たり)であったカドミウムが、第1回水洗工程後では1.5mg/kg(乾燥重量当たり)に減少し(この値は、既に飼料としての規制値2.5mg/kgを下回っている)、第2回水洗工程後では1.0mg/kg(乾燥重量当たり、除去率95.5%)にまで減少した。また、油脂分については、処理前に42.5%(乾燥重量当たり)であったものが、最終乾燥品では17.0%(乾燥重量当たり)にまで減少し、ほぼ満足できる濃度になった。 Table 1 is a table showing the measurement results of the cadmium concentration in each step of this experiment. As can be seen from Table 1, cadmium, which was 22.4 mg / kg (per dry weight) before treatment, decreased to 1.5 mg / kg (per dry weight) after the first water washing step (this value is It has already fallen below the regulation value of 2.5 mg / kg as a feed) and decreased to 1.0 mg / kg (removal rate: 95.5% per dry weight) after the second water washing step. In addition, the fat and oil content was 42.5% (per dry weight) before treatment, but decreased to 17.0% (per dry weight) in the final dry product, resulting in a nearly satisfactory concentration. .
表2は、溶出工程及び水洗工程において得られる重金属含有水溶液(150リットル、pH1.63)について電解処理(24時間)を実施した際の電解条件を示したものである。
電解処理の結果、時間毎のカドミウム濃度の変化は、表3に示すように、24時間で0.01mg/リットルにまで減少した(除去率98.8%)。また、電解処理後の陰極板に、懸濁物や油脂分の付着は全く認められず、良好な表面状態が維持されていた。
本発明による方法では、重金属含有水溶液中のカドミウム濃度を、イオン交換樹脂や沈殿による従来の方法とは異なり、アルカリを添加してpHを調整することなく、ほぼ環境基準(0.01mg/L)に匹敵するレベルまで低減させることが可能であり、溶出工程及び水洗工程で十分に再利用可能である。 In the method according to the present invention, the cadmium concentration in the heavy metal-containing aqueous solution is almost equal to the environmental standard (0.01 mg / L) without adjusting the pH by adding alkali, unlike the conventional method using ion exchange resin or precipitation. It can be reduced to a level comparable to the above, and can be sufficiently reused in the elution process and the water washing process.
また、電解工程でカドミウムを除去した水溶液中には未だ微細な固形分が残存しているので、150Lの水溶液に0.5重量%キトサン溶液5Lを添加し、5分間、急速攪拌混合した後、30分間穏やかに攪拌してフロックを十分形成させた後、遠心分離を行うことにより、3.9kg(水分量84.9重量%)の固形分を回収した。この固形分の乾燥物中のカドミウム濃度は1.8mg/kgであり、飼料の含有量規制値を下回っていた。本実施例おいて凝集剤としてキトサンを用いたのは、キトサンが食品添加用として使用されており、最終的に重金属を除去した生物体を飼料として有効利用する際、悪影響を及ぼされることがないからである。なお、本発明においては、食品加工工程等で使用されている凝集剤であれば、キトサン以外のものでも使用してよい。さらに、繰り返し使用した水溶液を処理するに際して、濃縮管等で水分を或る程度蒸発せしめ、最終的に乾燥させて水溶性タンパク質等を回収することにより、排水を少なくすることも可能である。 Moreover, since fine solid content still remains in the aqueous solution from which cadmium has been removed in the electrolysis step, 5 L of 0.5 wt% chitosan solution was added to 150 L of aqueous solution, and after 5 minutes of rapid stirring and mixing, The mixture was gently stirred for 30 minutes to sufficiently form a floc, and then centrifuged to recover a solid content of 3.9 kg (water content 84.9% by weight). The cadmium concentration in the dried product of the solid content was 1.8 mg / kg, which was lower than the feed content regulation value. In this example, chitosan was used as a flocculant because chitosan is used for food addition, and when an organism from which heavy metals have been finally removed is effectively used as feed, it is not adversely affected. Because. In the present invention, a flocculant other than chitosan may be used as long as it is a flocculant used in a food processing step or the like. Furthermore, when treating an aqueous solution repeatedly used, water can be reduced by evaporating water to some extent with a concentrating tube or the like, and finally drying to recover water-soluble protein or the like.
なお、本実施例では、生物体から油脂分を分離するのに80°Cで加熱したが、加熱温度は約60°C〜約100°C、好ましくは約70°C〜約80°Cの範囲であればよい。加熱温度の範囲をこのようにしたのは、60°C未満では、タンパク質があまり凝固せず油脂分の分離が悪いからであり、100°C以上では、油脂の劣化を招くからである。このようにして得られた油脂分は、ドコサヘキサエン酸(DHA)等の有用物質を多く含み、またその回収も可能である。 In this example, heating was performed at 80 ° C. to separate fats and oils from the organism, but the heating temperature was about 60 ° C. to about 100 ° C., preferably about 70 ° C. to about 80 ° C. Any range is acceptable. The reason for setting the heating temperature in this way is that if the temperature is less than 60 ° C., the protein does not coagulate much and the separation of fats and oils is poor, and if it is 100 ° C. or more, the fats and oils deteriorate. The fats and oils thus obtained contain a lot of useful substances such as docosahexaenoic acid (DHA) and can be recovered.
また、本実施例では、溶出工程における酸性溶液及び水洗工程における水溶液の温度を40°Cとしたが、液温は約10°C〜約60°C、好ましくは約30°C〜約50°Cの範囲であればよい。液温の範囲をこのようにしたのは、10°C未満では、重金属の溶出速度が遅くなり、60°C以上では、可溶分が増加して製品の歩留りが低下するからである。 In this example, the temperature of the acidic solution in the elution step and the temperature of the aqueous solution in the water washing step were set to 40 ° C., but the liquid temperature was about 10 ° C. to about 60 ° C., preferably about 30 ° C. to about 50 °. It may be in the range of C. The reason for setting the liquid temperature range in this way is that the elution rate of heavy metal is slow at less than 10 ° C, and the soluble content increases and the yield of the product decreases at 60 ° C or more.
原料としてイカの内臓100kgを用い、実施例1と同様の条件で脱脂工程、溶出工程、水洗工程、及び中和・乾燥工程を実施して、乾燥物14.6kgを得た。また、重金属を含有した酸性溶液に対して電解工程、後処理工程、及び中和・乾燥工程を実施して、乾燥物2.1kgを得た。その後、電解工程及び後処理工程から得られた水溶液の一部を溶出工程及び水洗工程で再利用し、新たなイカの内臓100kgの処理を実施した。 Using 100 kg of squid internal organs as a raw material, a degreasing step, an elution step, a water washing step, and a neutralization / drying step were performed under the same conditions as in Example 1 to obtain 14.6 kg of a dried product. Moreover, the electrolytic process, the post-processing process, and the neutralization and drying process were implemented with respect to the acidic solution containing a heavy metal, and 2.1 kg of dried products were obtained. Thereafter, a part of the aqueous solution obtained from the electrolysis step and the post-treatment step was reused in the elution step and the water washing step, and a new squid internal organ 100 kg was treated.
このようにして連続して10回のカドミウム除去処理を実施して得られた乾燥物中におけるカドミウム濃度を、表4に示す。
表4に示すように、本実験によって得られたカドミウム濃度は、0.7mg/kg〜1.5mg/kg(乾燥重量当たり)の範囲となり、飼料の規制値(2.5mg/kg)を十分に下回った。また、本実験において陰極板の清掃は全く行わなかったにもかかわらず、陰極板への微細生物体や油脂分の付着は認められず、良好な表面状態を維持していた。 As shown in Table 4, the cadmium concentration obtained by this experiment is in the range of 0.7 mg / kg to 1.5 mg / kg (per dry weight), and the feed regulation value (2.5 mg / kg) is sufficient. Fell below. Further, in this experiment, although the cathode plate was not cleaned at all, adhesion of fine organisms and oils and fats to the cathode plate was not recognized, and a good surface state was maintained.
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say, it is something.
例えば、前記実施の形態における各工程のうち、脱脂工程及び/又は後処理工程を省略してもよい。 For example, the degreasing step and / or the post-processing step may be omitted from the respective steps in the embodiment.
10 重金属除去装置
12 破砕機
14 ホッパ
16 加熱攪拌機
18 ポンプ
20 溶出装置
22 三相分離機
24 油脂分貯留タンク
26 水溶液貯留タンク
28 固形分貯留タンク
30 水洗装置
32 遠心分離機
34 電解槽
36 凝集処理装置
38 中和処理装置
40 遠心分離機
42 乾燥機
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記生物体を硫酸及び塩酸の両方又はいずれか一方を含む酸性溶液に懸濁させて重金属を溶出させる溶出工程と、
前記酸性溶液から分離した固形分に水を添加して攪拌する水洗工程と、
前記溶出工程及び前記水洗工程を経て得られた重金属含有水溶液を電解処理することにより重金属を除去する電解工程と、
を含むことを特徴とする方法。 A method for removing heavy metals from an organism,
An elution step of suspending the organism in an acidic solution containing sulfuric acid and / or hydrochloric acid to elute heavy metals;
A water washing step in which water is added to the solid content separated from the acidic solution and stirred;
An electrolytic process for removing heavy metals by electrolytic treatment of the heavy metal-containing aqueous solution obtained through the elution process and the water washing process;
A method comprising the steps of:
固形分を回収した前記水溶液を、前記溶出工程及び/又は水洗工程において再利用することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 After the electrolysis step, further comprising a post-treatment step of recovering the solid content remaining in the aqueous solution by agglomeration treatment,
The method according to claim 1 or 2, wherein the aqueous solution from which the solid content has been collected is reused in the elution step and / or the water washing step.
前記生物体を硫酸及び塩酸の両方又はいずれか一方を含む酸性溶液に懸濁させて重金属を溶出させるための溶出装置と、
重金属の溶出を促進するため、溶出処理後に分離した固形分に水を添加して攪拌するための水洗装置と、
前記溶出装置及び前記水洗装置によって得られた重金属含有水溶液を電解処理するための電解槽と、
を備えていることを特徴とする装置。 An apparatus for removing heavy metals from living organisms,
An elution apparatus for suspending the organism in an acidic solution containing sulfuric acid and / or hydrochloric acid to elute heavy metals;
In order to promote elution of heavy metals, a water washing device for adding water to the solid content separated after the elution treatment and stirring,
An electrolytic tank for electrolytically treating the heavy metal-containing aqueous solution obtained by the elution device and the water washing device;
A device characterized by comprising:
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