一种高浓度蛋白废水中蛋白质的回收方法技术

本发明专利技术提供一种高浓度蛋白废水中蛋白质的回收方法，是利用氮气循环携带乙酸通入高浓度蛋白废水中来逐级调节pH变化至不同蛋白质的等电点(pI)，从而分级等电沉淀和回收废水中的蛋白。本发明专利技术由于采用加压氮气循环携带乙酸作为酸性调节手段，使pH值的调节温和可控，可在不同操作条件下分别沉淀出不同等电点的蛋白质，从而达到利用蛋白质等电点沉淀法分级将高浓度蛋白废水中蛋白质较为高效去除的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从废水中分离蛋白质，尤其是从高浓度蛋白废水中回收蛋白质的方法。
技术介绍
在肉、鱼类及大豆等一些富蛋白质动植物原料的加工过程中，常产生富蛋白质废水。尤其是肉糜、鱼糜加工过程中，存在大量富蛋白质废水，废水中有机物含量高，COD(化学需氧量)值高，其中最主要的是大量的水溶性蛋白质，用传统的A/O工艺(厌氧好氧工艺)处理很难达到国家标准，而且废水处理成本相当高；采用好氧生物处理能耗大，而采用常规的厌氧生物处理，达到甲烷化阶段时，需要很长的水力停留时间，设施建造结构复杂。为此，建立一种有效地去除富蛋白废水蛋白质的方法迫在眉睫。蛋白质等电点沉淀法是一种常用的去除水溶性蛋白质的方法。目前，使用较多的调节剂一般是单纯的无机酸碱，这种酸碱调节剂的使用存在以下缺点：(1)一次操作只能沉淀等电点在某一个pH值附近的蛋白质，等电点未在该pH值附近的蛋白质相对去除率低；(2)废水处理后偏酸性或偏碱性，中和调节时会产生大量盐，在富蛋白质废水的后续处理中还要进行除盐操作，提高了废水处理成本；(3)pH调节过程不精确，可控性差。专利技术专利201210136170.3公开了一种以CO2为调酸主体来处理蛋白废水的技术，但该专利技术专利记载的方法存在如下的弊端：其一，系统操作压力较高，且pH保持需要以保持系统压力为前提，这使其工业化时面临着加压调酸和保压离心等高难度的设备设计和制造任务，不符合废水处理的产业背景对技术的具体要求。其二，CO2作为酸性极弱的介质，因而调酸能力非常有限。这使上述技术对于较高浓度(7mg/mL以上，而鱼糜废水浓度往往大都在该浓度以上)的蛋白废水往往无能为力——无法使体系pH值降低至目标蛋白的等电点附近。且该技术中所述的CO2气体对乙酸的携带能力非常有限，对蛋白浓度在7mg/mL以上高蛋白浓度废水往往同样无能为力。
技术实现思路
为了克服现有产业化技术中高浓度蛋白废水处理过程中不能连续去除不同等电点处蛋白质而存在蛋白质去除率低、废水处理后的后续处理成本高、废水处理过程可控性差的不足，本专利技术提供一种工业现场可实施的高浓度蛋白废水中蛋白质的去除方法，采用该方法处理高浓度蛋白废水不仅蛋白质去除率高，而且废水处理过程通过低成本精密的pH调节方式实现蛋白质的分级沉淀回收，回收蛋白可作为副产物获得，同时废水处理后的后续处理成本低。本专利技术的方法，是利用氮气循环携带乙酸通入高浓度蛋白废水中来调节pH变化，从而分级等电沉淀和回收废水中的蛋白。所述的高浓度蛋白废水，其中蛋白含量不少于7mg/mL；本专利技术的方法，其一种具体操作如下：1)将待处理的高浓度蛋白废水所含蛋白质成分进行等电点分析，并依据分析结果按蛋白质等电点(pI值)自大至小确定所要调节的梯度pH值；2)将步骤(1)中待处理的高浓度蛋白废水去除油脂和固形物以后转入调酸釜；(3)将加压氮气循环充入盛放乙酸的携带釜中，然后再将携带乙酸后充入调酸釜内：使高浓度蛋白废水的pH值调节至废水中相对较大蛋白质pI值附近，停止充气，使蛋白质充分沉淀；其一种具体操作如下：首先，关闭携带釜和调酸釜的放空阀，打开氮气钢瓶阀，调节携带釜和调酸釜内的压力；然后，打开回收氮气往复泵，并将氮气钢瓶阀门进一步开大，使携带釜和调酸釜的压力保持恒定，带有乙酸的氮气通过循环回路不断从携带釜携带乙酸进入调酸釜内的浓度蛋白废水中；使高浓度蛋白废水的pH值温和地调节至废水中相对较大蛋白质pI值附近，停止充气，使蛋白质充分沉淀；4)放空调酸釜压力，将步骤3)中所得到的蛋白质等电点相对较大的蛋白质沉淀和上清液在常压下进行固液分离，回收沉淀，然后将分离所得的上清液再次转入调酸釜；5)依次重复上述步骤3)和步骤4)，继续向调酸釜内循环充入携带乙酸的氮气，逐级降低溶液pH值，依次获得相应各级蛋白质沉淀和最终净化的上清液。所述携带釜内的压力保持恒定时的压力为0.01-3MPa，优选为0.05-1.5MPa所述的高蛋白浓度废水在蛋白离心后采用常压离心方式即可去除回收废水中沉淀蛋白。本专利技术由于采用加压氮气循环携带乙酸作为酸性调节手段，使pH值的调节温和可控，可在不同操作条件下连续沉淀出不同等电点的蛋白质，从而达到利用蛋白质等电点沉淀法分级将高浓度蛋白废水中蛋白质较为高效去除的目的。与现有技术相比，本专利技术具有以下积极效果：1、本专利技术以加压氮气循环携带的乙酸作为酸性调节手段，通过氮气压力、携带温度、携带时间等使高蛋白浓度的废水pH值在较低压力下(基本低于1MPa)即可调至各蛋白质的等电点，分别沉淀去除废水中不同等电点的蛋白质，提高了蛋白质的去除率。2、本专利技术通过加压氮气精确地将适量的乙酸携带进入蛋白废水中，当氮气释放时，已经降低的pH值不会可逆回升。因此，已沉淀的蛋白在常压下离心即可回收，这使其成为一种真正工业可行的高浓度蛋白废水处理暨蛋白回收的技术。同时，本专利技术技术的精确调节能力更强(尤其在pH值5.5～7.0范围)。3、同时乙酸作为一种饲料、食品领域允许添加的原料，使回收蛋白可以直接用于上述领域。同时由于分级等电沉淀同时还具有对蛋白成分的选择性分离效果，这将使所分离蛋白具有更高的产品附加值。4、氮气为空气中含量最高的气体，使用成本极低，且所用氮气经循化回收后可直接反复使用。整个反应过程温和易控，可操作性强，无任何有害残留，生产安全性高。附图说明图1：本专利技术实施例1的加压氮气循环携带乙酸回路示意图。具体实施方式申请人在长期的研究中发现，利用氮气携带乙酸气体，能够更高效的来回收高浓度蛋白废水中的蛋白，从而促成了本专利技术。本专利技术所提供的高浓度蛋白废水中蛋白质的去除回收方法，其经过下列步聚：(1)将待处理的高浓度蛋白废水中所含蛋白质成分进行通过等电聚焦技术
进行等电点分析，并依据分析结果按蛋白质等电点自大至小确定分组分级处理方案；(2)将步骤(1)中待处理的高浓度蛋白废水经离心预处理去除油脂和固形物以后转入调酸釜；(3)将加压氮气按照附图1所示的方式，循环向步骤(2)所述的调酸釜内充入携带有乙酸的氮气，具体操作如下：首先，关闭携带釜和调酸釜放空阀，打开钢瓶阀，使两釜压力达到特定压力。然后，打开回收氮气往复泵，并进一步调节钢瓶阀门，使两釜压力保持恒定，此时纯氮气可从携带釜不断循环携带乙酸进入调酸釜，调酸釜pH探测器将显示釜内液体pH值开始缓慢下降。所述携带釜内的循环加压氮气的压力为0.01-3MPa，优选为0.01-1.5MPa。随时间的延长，使高浓度蛋白废水pH值温和地调节至废水中相对较大蛋白质pI值附近，停止充气，使蛋白质充分沉淀；(4)放空调酸釜压力，将步骤(3)中所得到的蛋白质等电点相对较大的蛋白质沉淀和上清液在常压下进行固液分离，回收蛋白质等电点相对较大的蛋白质沉淀，然后将分离所得的上清液再次转入调酸釜。所述的高蛋白浓度废水在蛋白离心后采用常压离心方式即可去除暨回收废水中沉淀蛋白。(5)依次重复上述步骤(3)、(4)，继续向调酸釜内循环充入携带乙酸的氮气，逐级降低溶液pH值，依次获得相应各级蛋白质沉淀和最终净化的上清液。具体而言，由于高浓度蛋白质废水中水溶性蛋白质的等电点大都小于7，绝大部分均在4～6范围内，所以一般加入酸性调节剂来调整pH值。下面以狭鳕鱼糜废水为例，进一步说明本专利技术的高蛋白浓度废水中蛋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高浓度蛋白废水中蛋白质的回收方法，其特征在于，所述的方法是利用氮气循环携带乙酸通入高浓度蛋白废水中来调节pH变化，从而分级等电沉淀回收废水中的蛋白。

【技术特征摘要】
1.一种高浓度蛋白废水中蛋白质的回收方法，其特征在于，所述的方法是利用氮气循环携带乙酸通入高浓度蛋白废水中来调节pH变化，从而分级等电沉淀回收废水中的蛋白。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高浓度蛋白废水，其中蛋白含量不少于7mg/mL。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的方法，其步骤如下：1)将待处理的高浓度蛋白废水所含蛋白质成分进行等电点分析，并依据分析结果按蛋白质等电点自大至小确定所要调节的梯度pH值；2)将步骤(1)中待处理的高浓度蛋白废水去除油脂和固形物以后转入调酸釜；3)将加压氮气循环充入盛放乙酸的携带釜中，然后再将携带乙酸后的加压氮气充入调酸釜内：使高浓度蛋白废水的pH值调节至废水中相对较大蛋白质pI值附近，停止充气，使蛋白质充分沉淀；4)放空调酸釜压力，将步骤3)中所得到的蛋白质等电点相对较大的蛋白质沉淀和上清液在常压下进行固液分离，回收沉淀，然后将分离所得的上清液再次转入调酸釜；5)依次重复上述步骤3)和步骤4)，继续向调酸釜内循...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐祥明，王路，毛相朝，林洪，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37