专利名称：一种蛋白分离剂以及一种蛋白分离剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种蛋白分离剂以及一种蛋白分离剂的制备方法。
背景技术：
目前，发酵制备酒精产生的废水量较大，所述废水中可溶性蛋白质含量以及不溶性固形物较高，其中，可溶性蛋白含量为0.8重量％左右，不溶性固形物(主要是细小的淀粉颗粒)的含量为2重量％左右，因此，其COD值也相应较高，可达40000-50000ppm。目前， 主要通过以下两种方式对所述废水进行处理一种是将废水直接进行环保处理，降低废水中的COD值后直接排放，该处理方法的处理费用较高；另一种是将废水浓缩后得到酒精糟饲料(DDGQ，但是采用这种方法制备得到的DDGS饲料的颜色多呈现较深的焦糊状，从而影响了酒精糟饲料的品质。
发明内容
本发明的目的是为了克服采用现有的方法对发酵制备酒精的过程中产生的废水进行处理时，处理成本较高、得到的酒精糟饲料颜色较深、品质较差的缺陷，而提供一种能够降低所述废水处理成本、很好地回收其中的可溶性蛋白质和不溶性固形物，且得到的酒精糟饲料颜色较浅、品质较好的废水处理用的蛋白分离剂以其该蛋白分离剂制备方法。本发明提供了一种蛋白分离剂，其中，所述蛋白分离剂含有海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶。本发明的发明人意外地发现，本发明提供的蛋白分离剂中的各组分能够相辅相成地起到良好的协同作用，从而能够对废水中的可溶性蛋白质和不溶性固形物起到很好的絮凝作用，将所述可溶性蛋白质和不溶性固形物回收利用，不但降低了直接环保处理废水的费用，还能够有效利用资源。出人意料的是，当上述蛋白分离剂中还含有礞脱石、硅藻土和碳酸钙中的一种或多种物质时，能够进一步提高对所述废水中的可溶性蛋白质和不溶性固形物的回收效果。此外，本发明的发明人发现，采用现有的直接对含有可溶性蛋白质和不溶性固形物的废水进行浓缩的方法制备得到的酒精糟饲料颜色较深的主要原因可能是所述废水中含有蛋白质和少量的糖，这些蛋白质与糖会发生美拉德反应生成类黑素，使得到的产品的色泽较深。因此，本发明提供的蛋白分离剂可以将所述废水中的蛋白质进行有效地回收，从而实现与糖的分离，能够在源头上抑制美拉德反应的发生，达到降低饲料产品颜色的目的，提高了得到的酒精糟饲料的品质。此外，本发明还提供了一种蛋白分离剂的制备方法，其中，该方法包括将海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶混合均勻。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
图1用于说明根据实施例1得到的DDGS饲料的色泽的图片；
图2用于说明根据对比例1得到的DDGS饲料的色泽的图片。
具体实施例方式以下对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明提供的蛋白分离剂含有海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶。本发明的发明人发现，所述海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉以及明胶之间能够相辅相成地起到良好的协同作用，含有上述几种物质的蛋白分离剂更容易使废水中的可溶性蛋白质和不溶性固形物聚集形成颗粒较大的悬浮物，当颗粒长到一定程度的时候，便能够从废液中沉降下来，从而实现将可溶性蛋白质和不溶性固形物回收利用的目的。根据本发明，所述海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶的用量可以在较宽范围内进行选择，并可以在较宽范围内进行调整，优选情况下，以100重量份海藻酸盐为基准， 所述羧甲基壳聚糖的含量为1-5重量份，进一步优选为2-4重量份；所述淀粉的含量为 10-15重量份，进一步优选为10-13重量份；所述明胶的含量为30-50重量份，进一步优选为35-45重量份。根据本发明，所述海藻酸盐可以为现有技术的各种海藻酸盐，例如，可以选自海藻酸钠和海藻酸钾中的一种或多种。优选情况下，所述海藻酸盐的相对分子量为 30000-200000，相对分子量为物质的分子或特定单元的平均质量与核素t原子质量的 1/12之比。符合上述要求的海藻酸盐可以通过商购得到，例如，青岛南洋海藻工业有限公司生产的海藻酸钠、青岛明月海藻集团有限公司生产的海藻酸钾。根据本发明，所述壳聚糖经羧甲基化后增加了水溶性，能更好地溶解在废水中，并与所述废水中的可溶性蛋白质和不溶性固形物发生絮凝作用，从而起到与其他组分进行有效配合，将可溶性蛋白质和不溶性固形物回收并利用的作用。根据本发明，所述淀粉选自天然淀粉和变性淀粉中的一种或多种。所述变性淀粉可以选自物理变性淀粉、化学变性淀粉、酶法变性淀粉和复合变性淀粉中的一种或多种。所述物理变性淀粉包括预糊化(α -化)淀粉、Y射线、超高频辐射处理淀粉、机械研磨处理淀粉、湿热处理淀粉等。所述化学变性淀粉包括用各种化学试剂处理得到的变性淀粉。其中有两大类一类是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；另一类是使淀粉分子量增加， 如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。所述酶法变性淀粉包括α、β、Y -环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉等。所述复合变性淀粉是指采用两种以上处理方法得到的变性淀粉，如氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等。另外，变性淀粉还可按生产工艺路线进行分类，有干法(如磷酸酯淀粉、酸解淀粉、阳离子淀粉、羧甲基淀粉等)、湿法、有机溶剂法(如羧基淀粉制备一般采用乙醇作溶剂)、挤压法和滚筒干燥法(如天然淀粉或变性淀粉为原料生产预糊化淀粉)等。根据本发明，优选情况下，所述淀粉为变性淀粉，例如，α-淀粉。所述α淀粉具有许多优良的特性，如遇冷水迅速糊化、粘结力强、粘韧性高等，能够更好地起到架桥絮凝的作用。所述α-淀粉可以商购得到，如天津顶峰淀粉开发有限公司或杭州普罗星淀粉有限公司生产的α-淀粉。此外，本发明的发明人还发现，为了使固液分离后得到的液相产物更清澈，即可溶性蛋白质和不溶性固形物从废水中分离的效果更好，所述蛋白分离剂还可以含有礞脱石、 硅藻土和碳酸钙中的一种或多种物质。含有海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶的蛋白分离剂能够起到很好的絮凝效果，使废水中的可溶性蛋白质和不溶性固形物形成颗粒较大的悬浮物，而礞脱石、硅藻土和碳酸钙能使这些大颗粒悬浮物起到更好的沉降作用，节约了时间、提高了效率。本发明对所述礞脱石、硅藻土和碳酸钙的加入量没有特别地限制，只要能与所述海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶配合使用，从而使含有可溶性蛋白质和不溶性固形物的颗粒更好地从所述废水中沉降下来即可。例如，以100重量份海藻酸盐为基准，所述礞脱石、硅藻土和碳酸钙的总含量可以为200-300重量份，优选为220-260重量份。根据本发明，需要说明的是，若所述蛋白分离剂中还含有礞脱石、硅藻土和碳酸钙时，则所述“礞脱石、硅藻土和碳酸钙的总含量”指礞脱石、硅藻土以及碳酸钙的总含量。若所述蛋白分离剂中含有礞脱石、硅藻土和碳酸钙中的任意两种时，则“礞脱石、硅藻土和碳酸钙的总含量”指礞脱石、硅藻土和碳酸钙中的任意两种的总含量。若所述蛋白分离剂中只含有礞脱石、硅藻土和碳酸钙中的一种时，所述“礞脱石、硅藻土和碳酸钙的总含量”指礞脱石或硅藻土或碳酸钙的含量。根据本发明，所述蛋白分离剂的制备方法包括将海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶以及选择性含有的礞脱石、硅藻土和碳酸钙中的一种或多种混合均勻。其中，各物质的用量使得以100重量份海藻酸盐为基准，所述羧甲基壳聚糖的含量为1-5重量份，优选为2-4重量份；所述淀粉的含量为10-15重量份，优选为10-13重量份；所述明胶的含量为30-50重量份，优选为35-45重量份；所述礞脱石、硅藻土和碳酸钙的总含量为200-300重量份，优选为220-260重量份。本发明的蛋白分离剂可以适用于各种含有可溶性蛋白质和/或不溶性固形物的废水的处理，并且特别适用于发酵制备酒精的过程中产生的废水的处理。一般地，所述废水中可溶性蛋白质的含量为0.5-1重量％，所述不溶性固形物的含量为1-3重量％。所述不溶性固形物通常选自淀粉颗粒、不溶性蛋白质和不溶性无机盐中的一种或多种。使用本发明提供蛋白分离剂对废水进行处理的方法包括将所述废水与蛋白分离剂混合、静置，并将得到的混合物进行固液分离，得到固相产物和液相产物。根据本发明的方法，所述蛋白分离剂的用量的可调节范围较宽，例如，可以根据废水中可溶性蛋白质和不溶性固形物的量来调节蛋白分离剂的用量，优选情况下，以每立方米废水为基准，所述蛋白分离剂的用量可以为0. 5-1千克，更优选为0. 5-0. 8千克。根据本发明，将废水与蛋白分离剂混合的条件可以包括混合的时间和混合的温度，例如，所述混合的时间可以为5-10分钟，优选为6-8分钟；所述混合的温度可以为 50-60 0C，优选为M-58 °C。为了使废水与蛋白分离剂混合得更均勻，所述混合优选在搅拌下进行。根据本发明，所述静置的温度和时间可以在较宽的范围内进行选择，但是为了更好地回收可溶性蛋白质和不溶性固形物并提高回收效率，优选情况下，所述静置的温度为 50-60°C，更优选为M-58°C ；所述静置的时间为20-60分钟，更优选为30-50分钟。CN 102342369 A
说明书
4/5页本发明对所述废水和蛋白分离剂混合后得到的混合物进行固液分离的方法没有特别地限制，可以采用本领域常规的各种方法，例如，过滤或离心的方法。优选情况下，所述固液分离的方法和条件只要使得过滤后得到的固相产物的固含量为40重量％以上即可。 但是，由于下层絮凝液的粘度相对上层清液要大，因此，采用离心的方式进行固液分离可以更方便，例如，可以将所述废水和蛋白分离剂混合后得到的混合物液通过卧螺离心机进行固液分离。其具体操作方法和条件为本领域技术人员所公知，在这里不再赘述。本发明的处理方法还包括将得到的固相产物干燥。得到的液相产物可以通过环保处理，或者将液相产物浓缩得到浓缩液(如，所述浓缩液的固含量优选为30-40重量％ )，将得到的浓缩液干燥或将所述浓缩液与固相产物混合并干燥。所述干燥的方法和条件均可以采用本领域公知的方法和条件进行。例如，干燥的方式可以为自然干燥、鼓风干燥、真空干燥等各种常规的干燥方式。所述干燥的条件通常包括干燥的温度可以为80-100°C，干燥的时间可以为1-5小时。其中，所述浓缩的方法可以采用本领域技术人员公知的方法进行，通常来说，将液相产物浓缩的方法可以为四效蒸发浓缩，一效温度可以为85-95°C、二效温度可以为75-85°C、三效温度可以为65-75°C、四效温度可以为55-65°C。下面将通过具体实施例对本发明进行进一步的详细描述，以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例和对比例中，废水中的可溶性蛋白质的含量根据GB/T6432-1994进行测定；不溶性固形物的含量根据GB/T6432-1994进行测定；废水的COD值根据GBl 1914-89进行测定。制备例1本制备例用于说明本发明提供的蛋白分离剂的制备。将IOkg海藻酸钠(购于青岛南洋海藻工业有限公司，相对分子量为80000)、0. Ikg 羧甲基壳聚糖(购于浙江金壳生物化学有限公司)、16kg礞脱石、14kg硅藻土、4kg明胶和 1. 2kg α -淀粉(购于天津顶峰淀粉开发有限公司)混合均勻，得到蛋白分离剂D1。制备例2本制备例用于说明本发明提供的蛋白分离剂的制备。将IOkg海藻酸钾(购于青岛明月海藻集团有限公司，相对分子量为150000)、0.5g 羧甲基壳聚糖(购于浙江金壳生物化学有限公司)、12g礞脱石、8g硅藻土、3. 5g明胶和Ig α-淀粉(购于天津顶峰淀粉开发有限公司)混合均勻，得到蛋白分离剂D2。制备例3本制备例用于说明本发明提供的蛋白分离剂的制备。将IOg海藻酸钠(购于青岛南洋海藻工业有限公司，相对分子量为80000)、0. 3g 羧甲基壳聚糖(购于浙江金壳生物化学有限公司)、18g礞脱石、6g碳酸钙、4. 5g明胶和 1.5g天然淀粉(购于杭州普罗星淀粉有限公司)混合均勻，得到蛋白分离剂D3。制备例4本制备例用于说明本发明提供的蛋白分离剂的制备。按照制备实施例1的方法制备蛋白分离剂，不同的是，该蛋白质分离剂不含有礞脱石和硅藻土。得到蛋白分离剂D4。实施例1
本实施例用于说明本发明提供的蛋白分离剂在废水处理中的应用。将IOm3废水(COD值为45000ppm，可溶性蛋白的含量为0. 7重量不溶性固形物的含量为2. 5重量％ )，用泵打入储罐中，开启蒸汽加热至52°C。称取5kg蛋白分离剂D1， 缓慢加入储罐中，搅拌2分钟后，停止搅拌并静置絮凝30分钟后，采用底部溢流的方式将罐中絮凝后固液部分溢流至卧螺机中进行固液分离，得到固相产物和液相产物。固相产物通过滚筒烘干，得到K^kgDDGS饲料，其中蛋白含量46. 5重量％，得到的DDGS饲料的色泽图片如图1所示。液相产物的COD值为20000ppm，直接去环保处理。实施例2本实施例用于说明本发明提供的蛋白分离剂在废水处理中的应用。将IOm3废水(COD值为48000ppm，可溶性蛋白的含量为0.8重量％ ；不溶性固形物的含量为2. 65重量％ )，用泵打入储罐中，开启蒸汽加热至58°C。称取7kg蛋白分离剂D2，缓慢加入储罐中，搅拌2分钟后，停止搅拌并静置絮凝50分钟后，采用底部溢流的方式将罐中絮凝后固液部分溢流至卧螺机中进行固液分离，得到固相产物和液相产物。固相产物通过滚筒烘干，得到l(^kgDDGS饲料，其中蛋白含量46重量％。液相产物的COD值为 21000ppm,直接去环保处理。实施例3本实施例用于说明本发明提供的蛋白分离剂在废水处理中的应用。将IOm3废水(COD值为48000ppm，可溶性蛋白的含量为0. 8重量不溶性固形物的含量为2. 72重量％ )，用泵打入储罐中，开启蒸汽加热至55°C。称取7kg蛋白分离剂D3， 缓慢加入储罐中，搅拌2分钟后，停止搅拌并静置絮凝40分钟后，采用底部溢流的方式将罐中絮凝后固液部分溢流至卧螺机中进行固液分离，得到固相产物和液相产物。液相产物浓缩至固含量为40重量％的浓缩液，并与固相产物一起通过滚筒烘干，得到104kgDDGS饲料， 其中蛋白含量46. 4重量％。实施例4本实施例用于说明本发明提供的蛋白分离剂在废水处理中的应用。按照实施例1的方法对废水进行处理，不同的是，所用的蛋白分离剂为D4。得到 98kgDDGS饲料，其中蛋白含量42. 5重量％。液相产物的COD值为^OOOppm，直接去环保处理。对比例1本对比例用于说明现有技术提供的废水的处理方法。将IOm3废水(C0D值为45000ppm，可溶性蛋白的含量为0. 7重量不溶性固形物的含量为2. 5重量％ )直接进行浓缩并通过滚筒烘干，得到85kgDDGS饲料，其中蛋白含量 40. 1重量％，得到的DDGS饲料的色泽图片如图2所示。从实施例1-4以及对比例1的结果可以看出，采用本发明的蛋白分离剂对含有可溶性蛋白质和不溶性固形物的废水进行处理，能够很好地回收其中的蛋白质和不溶性固形物，因此，得到的酒精糟饲料颜色较浅、品质较好，且得到的液相产物的COD值大大降低，减少了环保处理难度和处理废水，并保护了环境。
权利要求
1.一种蛋白分离剂，其特征在于，所述蛋白分离剂含有海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶。
2.根据权利要求1所述的蛋白分离剂，其中，以100重量份海藻酸盐为基准，所述羧甲基壳聚糖的含量为1-5重量份，所述淀粉的含量为10-15重量份，所述明胶的含量为30-50重量份。
3.根据权利要求2所述的蛋白分离剂，其中，以100重量份海藻酸盐为基准，所述羧甲基壳聚糖的含量为2-4重量份，所述淀粉的含量为10-13重量份，所述明胶的含量为35-45重量份。
4.根据权利要求1、2或3所述的蛋白分离剂，其中，所述海藻酸盐选自海藻酸钠和海藻酸钾中的一种或多种；所述淀粉选自天然淀粉和变性淀粉中的一种或多种；所述变性淀粉选自物理变性淀粉、化学变性淀粉、酶法变性淀粉和复合变性淀粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的蛋白分离剂，其中，所述蛋白分离剂还含有礞脱石、硅藻土和碳酸钙中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的蛋白分离剂，其中，以100重量份海藻酸盐为基准，所述礞脱石、硅藻土和碳酸钙的总含量为200-300重量份。
7.一种蛋白分离剂的制备方法，其中，该方法包括将海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶混合均勻。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，各物质的用量使得以100重量份海藻酸盐为基准，所述羧甲基壳聚糖的含量为1-5重量份，所述淀粉的含量为10-15重量份，所述明胶的含量为30-50重量份。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，各物质的用量使得以100重量份海藻酸盐为基准，所述羧甲基壳聚糖的含量为2-4重量份，所述淀粉的含量为10-13重量份，所述明胶的含量为35-45重量份。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法还包括将海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉、明胶与选自礞脱石、硅藻土和碳酸钙中的一种或多种物质混合均勻，以100重量份海藻酸盐为基准，所述礞脱石、硅藻土和碳酸钙的总含量为200-300重量份。
全文摘要
本发明提供了一种蛋白分离剂，其中，所述蛋白分离剂含有海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶。此外，本发明还提供了一种蛋白分离剂的制备方法，该方法包括将海藻酸盐、羧甲基壳聚糖、淀粉和明胶混合均匀。采用本发明提供的蛋白分离剂对含有可溶性蛋白质和不溶性固形物的废水进行处理，成本较低、能够很好地回收所述废水中的可溶性蛋白质和不溶性固形物，且得到的酒精糟饲料颜色较浅、品质较好。
文档编号A23K1/06GK102342369SQ20111027598
公开日2012年2月8日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者周勇, 廖四祥, 熊结青, 顾宗池 申请人:中粮生物化学(安徽)股份有限公司