申请日2017.04.27
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C07K1/32; C07K1/02
摘要
本发明涉及极地资源开发与利用，尤其涉及一种从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法，包括以下步骤：第一步，将磷虾加水混合进行加热;第二步，将第一步中的混合物料A进行固液分离，得到煮后磷虾和煮液A;第三步，将煮液A进一步加热，使煮液A中的蛋白包裹磷脂形成蛋白磷脂复合物;第四步，将第三步中得到的混合物料B进行固液分离，得到蛋白磷脂复合物与煮液B;第五步，将第四步中得到的蛋白磷脂复合物与第二步中得到的煮后磷虾混合，得到混合磷虾物料;第六步，将混合磷虾物料进行干燥，制得虾粉;本发明的优点在于：高效地回收了蛋白和磷脂，提高了南极磷虾粉的产出率，避免了现有生产线蒸煮设备“糊锅”的现象。
摘要附图
权利要求书
1.一种从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，将磷虾加水混合进行加热,得到混合物料A;
第二步，将第一步中的混合物料A进行固液分离，得到煮后磷虾和煮液A;
第三步，将煮液A进一步加热，使煮液A中的蛋白包裹磷脂形成蛋白磷脂复合物;
第四步，将第三步中得到的混合物料B进行固液分离，得到蛋白磷脂复合物与煮液B;
第五步，将第四步中得到的蛋白磷脂复合物与第二步中得到的煮后磷虾混合，得到混合磷虾物料;
第六步，将混合磷虾物料进行干燥，制得虾粉;
所述第一步中，磷虾与水的比例为不小于1:1，蒸煮温度60-75℃;
所述第二步中，分离后煮后磷虾的水分含量为55-70%，所述煮液A的含固量为8-12%;
所述第三步中，煮液A升温后的温度≥80℃;
所述第四步中，蛋白磷脂复合物的水分含量范围为75-85%。
2.如权利要求1所述的从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法，其特征在于：所述第一步中磷虾需要经过脱壳、磨浆，与水混合后搅拌、乳化;脱壳采用孔径2-3mm的滚筒采肉机，磨浆后颗粒度≤2mm。
3.如权利要求1所述的从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法，其特征在于：所述第二步中分离采用两相卧式螺旋离心机，离心机转速≥3500rpm;所述第四步中分离采用三相卧式螺旋离心机，离心机转速≥4500rpm。
4.一种由权利要求1的方法制备的南极磷虾蛋白磷脂复合物，其特征在于：由如权利要求1所述的第四步中得到的蛋白磷脂复合物直接进行真空干燥，得到的蛋白磷脂粉，蛋白质含量≥50%;脂质含量≥35%;磷脂含量≥40%;水分含量≤10%;氟含量≤30μg/g。
5.一种实现从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的辅助装置，包括设置有自清洁搅拌刮刀的加热管道和固液分离装置，其特征在于：加热管道进料端连接普通生产线上卧式螺旋离心机的液体出口，出料端连接固液分离装置;所述管道中心设置有转轴，转轴上设置有紧贴管道壁设置的刮刀;转轴两端由传动装置与电动机相连接，所述转轴转动带动刮刀对管道内壁进行持续清洁，所述加热管道设置有加热装置。
6.如权利要求5所述的一种实现从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的辅助装置，其特征在于：所述加热管道的加热装置为蒸汽夹层，所述固液分离装置为三相式卧式螺旋离心机。
7.如权利要求5所述的一种实现从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的辅助装置，其特征在于：所述转轴上的刮刀设置有若干组，在转轴两侧交替设置，刮刀外形为长方形，所述刮刀长度之和大于加热管道的长度。
8.如权利要求5所述的一种实现从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的辅助装置，其特征在于：所述加热管道的加热装置为电加热，管道设置有夹层，夹层中为导热油;所述固液分离装置为螺旋压榨脱水机。
说明书
一种从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法及设备
技术领域
本发明涉及极地资源开发与利用领域，尤其涉及一种从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法及设备。
背景技术
南极磷虾(Euphausia superba Dana)是一种生活在南极海域的小型甲壳类动物，生物资源量约为1.25～7.5亿吨，目前尚未得到充分的开发利用。南极磷虾目前主要被在船上直接加工成南极磷虾粉或冷冻南极磷虾。
南极磷虾粉具有较高的蛋白质、脂肪含量，氨基酸组成合理;以南极磷虾粉为原料开发的产品研究也取得了积极的进展。但目前南极磷虾粉的质量普遍较差，研究发现，影响南极磷虾粉营养和品质特性的因素主要包括：捕获的时间、地点和条件，原料的质量及新鲜度、加工技术和装备、贮运技术和条件等。但目前关于南极磷虾虾粉加工与贮藏技术的报道较少。
南极磷虾粉是以南极磷虾为原料，经蒸煮、脱水、干燥、粉碎等工序得到的一种产品，目前主要应用于饲料，磷虾油提取等;由于南极磷虾体内含有大量酶，可以导致南极磷虾自溶。因此，南极磷虾必须在捕获后尽快在船上进行加工处理。高品质的南极磷虾粉应采用捕获后1～2h内的完整南极磷虾在船上加工。
现有的南极磷虾加工技术主要是借鉴了鱼粉的加工技术发展而来。但是鱼粉和虾粉在在原料特性和产品特性方面有着较大的差别。如鱼粉原料鱼的蛋白质组成与磷虾有较大差异;鱼粉加工过程中脂肪要求尽量低，而虾粉加工过程中要求尽量多的保留脂肪;鱼粉加工过程中不存在色素问题，虾粉加工过程中存在易降解的虾青素等色素。总体来说，虾粉加工过程中需要解决的技术问题远多于鱼粉。
目前，南极磷虾虾粉的船载加工主要是以南极磷虾为原料，陆基加工主要是以了冷冻南极磷虾为原料，通过传送带输送到蒸煮锅中，蒸煮锅为蒸汽夹层加热，一般将锅内温度控制在90℃左右，完成蒸煮。但目前多数船载的设备采用的蒸煮设备为螺旋蒸煮机，南极磷虾进入蒸煮锅后经历的蒸煮时间约为15～30min，时间较长。由于蒸煮设备是连续的，蒸煮设备的温度由于磷虾捕捞量的波动，实际生产加工过程中，根据某公司的船上生产实际测量，蒸煮设备末端的温度一般在75℃左右，而75℃对于南极磷虾的部分水溶性蛋白来讲不能够完全受热变性进而凝固下来，一般是伴随着煮液通过分离设备的固液分离进入到煮液当中，虽然这个过程在鱼粉加工中也存在，但是鱼类的肌肉蛋白组成与磷虾差别较大，鱼类肌肉中肌浆蛋白的含量较低，在这个过程中的损失较小，对产量造成影响较小。但是南极磷虾虾粉加工过程中，此部分蛋白的损失往往伴随着乳化的磷脂同时进入到煮液中去。
而现有的蒸煮设备在温度控制在90℃以上时，磷虾从进入蒸煮锅开始升温到温度达到90℃出锅的过程中，会有大量的水溶性蛋白溶出到煮液中。而大量的水溶性蛋白在锅内继续升温，开始凝结，会聚集到蒸煮锅的内壁，形成一层蛋白粘附层，而夹层蒸汽压力一般在0.5MPa左右，此时蛋白粘附层会发生“糊锅”导致蒸煮器换热效率降低，同时，导致蒸煮液中出现蛋白焦糊味，影响磷虾粉的品质。
所以，如何能够保证虾粉的产出率，同时又避免传统蒸煮器的“糊锅”，同时从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法有待于开发。
发明内容
本发明解决的技术问题是，现有技术中南极磷虾船上虾粉生产线中大量的肌浆蛋白和脂质损失，导致虾粉产出率低。
为解决上述问题，我们提出了一种从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法，该方法通过将蒸煮后料液分离的液体进行二次升温，回收煮液中的蛋白和磷脂，即避免了对生产线设备进行大幅更换，同时也提高了虾粉的产出率，同时避免了生产线中蒸煮设备的“糊锅”现象。
为实现上述需求,本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法，包括以下步骤：
第一步，将磷虾加水混合进行加热，得到混合物料A;
第二步，将第一步中的混合物料A进行固液分离，得到煮后磷虾浆和煮液A;
第三步，将煮液A进一步加热，使煮液A中的蛋白包裹磷脂形成蛋白磷脂复合物;
第四步，将第三步中得到的混合物料B进行固液分离，得到蛋白磷脂复合物与煮液B;
第五步，将第四步中得到的蛋白磷脂复合物与第二步中得到的煮后磷虾浆混合，得到混合磷虾物料;
第六步，将混合磷虾物料进行干燥，制得虾粉;
所述第一步中，磷虾与水的比例为不小于1:1，蒸煮温度60-75℃;
所述第二步中，分离后煮后磷虾浆的水分含量为55-70%，所述煮液A的含固量为8-12%;
所述第三步中，煮液A升温后的温度≥80℃;
所述第四步中，蛋白磷脂复合物的水分含量范围为75-85%。
在第四步中分离出煮液B后，煮液B又可以作为第一步中磷虾加水混合的水来使用，形成循环，该过程减少了工艺耗水量;但是在循环过程中需要保证煮液B在与磷虾原料混合时温度应小于50℃;如果从分离装置中分离出的煮液B温度高于50℃，需要经过降温才能进入第一步中循环使用;更具体地，从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法，所述第一步中磷虾需要经过脱壳、磨浆，与水混合后搅拌、乳化;脱壳采用孔径2-3mm的滚筒采肉机，磨浆后颗粒度≤2mm。
更具体地，从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法，其特征在于：所述第二步中分离采用两相卧式螺旋离心机，离心机转速≥3500rpm;所述第四步中分离采用三相卧式螺旋离心机，离心机转速≥4500rpm。
更具体地，从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法，由如第四步中得到的蛋白磷脂复合物直接进行真空干燥，得到的蛋白磷脂粉，蛋白质含量≥50%;脂质含量≥35%;磷脂含量≥40%;水分含量≤10%;氟含量≤30μg/g。
本发明还提供了一种实现从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的辅助装置，包括设置有自清洁搅拌刮刀的加热管道和固液分离装置，加热管道进料端连接普通生产线上卧式螺旋离心机的液体出口，出料端连接固液分离装置;所述管道中心设置有转轴，转轴上设置有紧贴管道壁设置的刮刀;转轴两端由传动装置与电动机相连接，所述转轴转动带动刮刀对管道内壁进行持续清洁，所述加热管道设置有加热装置。
更具体地，一种实现从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的辅助装置，所述加热管道的加热装置为蒸汽夹层，所述固液分离装置为三相式卧式螺旋离心机。
更具体地，一种实现从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的辅助装置，所述转轴上的刮刀设置有若干组，在转轴两侧交替设置，刮刀外形为长方形，所述刮刀长度之和大于加热管道的长度。
更具体地，一种实现从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的辅助装置，所述加热管道的加热装置为电加热，管道设置有夹层，夹层中为导热油;所述固液分离装置为螺旋压榨脱水机。
本发明提供的从船载南极磷虾粉生产线废水中回收蛋白和磷脂的方法是根据目前船载的南极磷虾虾粉生产线普遍存在的问题进行的创造性改进，磷虾中含有大量水溶性蛋白，其热变性凝固的温度较高，在70-90℃范围内会有大量的蛋白变性凝固。因此，在磷虾虾粉生产线的实际操作过程中存在矛盾点：
温度低时(t<75℃)，大量的水溶性蛋白会伴随煮液流失，这部分蛋白的流失量大约在蛋白质总量的30%，如果从总氮角度计算，流失的水溶性蛋白和非蛋白氮则占到总氮含量的40%以上，甚至接近50%，这是对海洋生物资源的极大浪费;这个过程中，磷脂作为一种双亲的大分子，与水溶性蛋白非常容易形成稳定的乳液，当乳液形成后，水溶性蛋白流失的同时会伴随着磷脂的流失，根据实验数据，磷脂流失的量约占流失总固形物的20%左右，蛋白流失的量约占流失总固形物的40%;
温度高时(t>95℃)，由于目前南极磷虾的船载蒸煮设备加热都是采用蒸汽进行加热，温度过高时，蒸煮设备内壁的温度可高达120-150℃，水溶性蛋白会快速地在蒸煮容器内壁粘附凝固，形成一层热的不良导体，导致蒸煮设备热效率降低，伴随着时间延长会发生局部“焦糊”，最终严重影响虾粉的品质;
即使将温度控制在中间温度(75℃ 而该发明的方法，通过采用两段式加热： 第一段采用低于70℃的温度将磷虾升温，使其水溶性的蛋白保留在煮液中不变性凝固，此时，磷脂也在蒸煮器的搅拌推进下与蛋白在煮液中乳化，形成浑浊的乳液; 离心分离，将煮液和煮后的磷虾进行分离，然后将煮液进入第二段加热程序; 第二段采用高于85℃的温度，煮液中的蛋白开始变性凝固，凝固的同时将磷脂分子包裹在其中，形成了蛋白磷脂复合物，此时，可能会在蒸煮装置的内壁上有附着，此时，采用本发明提供的装置，通过自清洁搅拌刮刀对管道内壁进行清理，从而解决了目前磷虾粉生产线中的矛盾。 本发明的有益效果在于：该方法通过将蒸煮后料液分离的液体进行二次升温，回收煮液中的蛋白和磷脂，即避免了对生产线设备进行大幅更换，同时也提高了虾粉的产出率，同时避免了生产线中蒸煮设备的“糊锅”现象;同时，还提供了一种实现该方法装置，可以在原生产线的基础上进行简单添加，即可实现上述功能。
