Способ выделения белка из сточных вод, содержащих жиробелковые примеси и установка для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК A23J1/16 C02F1/02 C02F103/32 

При этом во время фильтрования сточные воды промывают водой при ТЗ-ЭО С. Указанная цель достигается также тем, что установка для выделения бел ка из сточных вод, содержащих жиробелковые примеси, включающая сборную емкость, фильтр и сушилку, снабжена последовательно установленными между сборной емкостью и фильтром устройством для предварительного нагревания и устройством для термической обработки вод, а также винтовым шнеком и дозирующим устройством,расположенными между фильтром и сушилПриэтом сборная емкость снабжена мешалкой и рециркуляционным трубо проводом с насосом. Кроме того, сборная емкооть и устройство .для предварительного наг ревания соединены между собой трубо проводом с вмонтированным в нем насосом, а между последним и сборной емкостью расположены емкость для промывной воды и приспособление для дозирования вещества, используемого для осаждения белков. При этом устройство для предварительного нагревания состоит из верти кально расположенных одна в другой труб, внутренняя из которых является перфорированной и имеет изогнутый сплошной конец, а наружная выполнена с расширением в верхней части. Фильтр состоит из двух частей,одг на из которых выполнена в виде усеченного конуса, установленного с воз можностью вращения, а- другая состоит из соединенных между собой звенье имеющих в поперечном сечении форму многоугольника, а их продольные оси образуют зигзагообразную линию, причем в месте соединения частей выполнено отверстие, эксцентрично расположенное относительно оси враще. НИН конуса. При этом сушилка представляет собой горизонтально расположенный цилиндр, внутри которого установлены чередующиеся между собой диски,.одни из которых снабжены скребками, а другие - катками,, причем диски со скребками имеют отверстия у веша, а диски с катками - отверстия по периферии . Кроме того, установка .снйбясена устройством для поглощения запахов, соединенным с фильтром и промывным . приспособлением, связаннЕлм с сушилкой. На фиг. 1 схематично изображена установка.для выделения белка из сточных вод мясокомбината на фиг. 2 - устройство для предваритель ного нагревания и тep тачecкoй обработки вод. Установка включает сборную ёмкость 1 с подводящим патрубком 2 и рециркуляционным трубопроводом 3 с насосом 4 и мешалкой 5, фильтр, сушилку, последовательно установленные между сборной емкостью 1 и фильтром, устройство для предварительного нагревания и устройство 6 для термической обработки род и расположенные между фильтром и сушилкой винтовой шнек 7 и дозирующее устройство 8. Сборная емкость 1 и устройство для предварительного нагревания вод соединены между собой трубопроводом 9 с вмонтированным в нем насосом 10, а между насосом 10 и сборной емкостью; расположены емкость 11 для промывной воды и приспособление 12 для дозирования вещества, используемого для осазйдения белков. Устройство для предварительного нагревания вод состоит из расположенных одна в другой внутренней и наружной труб 13 и 14, при этом внутренняя труба 12 является перфорированной с отверстиями 15, а наружная труба 14 выполнена с расши,рением 16 в верхней части. Фильтр состоит из двух частей,одна из которых выполнена в виде усеченного конуса 17, установленного с возможностью вращения, а другая состоит из соединенньрс между собой звеньев 18-20, имеющих в поперечном .сечении форму многоугольника, а их продольные оси образуют зигзагообразную линию. В месте соединения частей фильтра выполнено отверстие 21, эксцентрично расположенное относительно оси вращения конуса 17.Боковые поверхности конуса 17 и звеньев 18-20 частично образованы фильтрующей поверхностью 22. Нижняя часть конуса выполнена в виде ванны 23 с патрубком 24 для удаления фильтрата. В верхней части фильтра смонтировано промывочное приспособление, состоящее из трубопровода 25 с размещенными на нем распылительными головками 26,предназначенное для промывания наружной поверхности полого элемента 27,при этом в качестве промывочной жидкости испольэуют воду, водяной пар, воду под высоким давлением или сжатый воздух. Установка снабжена устройством 28 для поглощения запахов, соединенным с фильтром, в качестве которого может быть использован скруббер, .абсорбер и т.п. Сушилка представляет собой горизонтально расположенный цилиндр 29, внутри которого установлены чередующиеся между собой диски 30 со скребками 31 и диски 32 с катками 33, при этом диски 30 имеют отверстия 34 у вала (не показан), а диски 32 - от верстия 35 по периферии. Количество

скребков или катков на каждом диске может быть до четырех, при этом они расположены на дисках под углом 90 В середине сушилки укреплен пылеуловитель с мешком для улавливания пыли (не показан), соединенный трубопроводом 36 с устройством 28 для поглощения . запахов . По обоим сторонам сушилки имеются патрубки 37 и 38 для подвода сухого газа. Для разгрузки продукта имеется труба 39, в которой укреплен лопастной дозатор 40.

Устройства для термической обработки и для предварительного нагревания вод соединены трубопроводом 41, связанным с блоком 42 регулирования, а устройство для термической обработки вод посредством трубопровода 43 соединено с фильтром.

Способ осуществляют следующим образом.

Водную суспензию сточных вод, преимущественно сточных вод мясокомби-ната, содержащих жиробелковые примеси с содержанием твердых веществ примерно 2-5% направляют в сборную емкость 1 и с помощью насоса 4 и/или мешалки 5 подвергают гомогенизации для предотвращения коагуляции не/ представляющих ценности попутных веществ , которые затем при фильтрований легко удаляются путем промывания и удаления с фильтратом. Затем материал насосом 10 перекачивают в устройство для предварительного нагрвания, в котором через перфорированную трубу 13 в течение 2-х мин в материал подают пар под давлением 0,2-0,4 ати при 50-125°С.За счет воздействия тепла компоненты материала л(белки) теряют их гидрофильно-коллоидные свойства. Если жидкость содержит фармакологически ценные вещества, такие как гепарин, то он выделяется полностью в связанной форме с коагулируемыми белками и затем отделяется путем фильтрования.

Далее материал подают в устройство б для термической обработки, где подвергают обработке при 50-125°С в течение 7-15 мин, при этом выделяющиеся хлопья частиц увеличиваются, они гидрофильны и поэтому частично теряют способность к коагуляции, но становятся тверже и вследствие этого в последующем могут быть легко отделены.

В процессах нагревания уничтожается много бактерий, в слипшихся частицах происходит их обезвоживание

Затем по трубопроводу 43 материал подают в фильтр, при этом фильтрование проводят при 5О-12Б С в насыщенной паром камере 44 в течение 8-. 15 мин. В конусе 17 материал предварительно обезвоживают. В звеньях 1820 фильтра мокрую массу материала подвергают поперечным возвратно-пос-t

тупательным движениям и медленному поступательному движению, за счет чего масса делится на отдельные части, при этом фильтрующая поверхность 22 непрерывно очищается и заменяется новой. В полом элементе 27 материал разделяется на две фракЦии: фильтрат и отфильтрованный остаток с содержанием 15-35% сухих веществ. Вместе с фильтратом, собираемым

0 в ванне 23 и удаляемым через патрубок 24, удаляются не агрегированные и попутные балластные вещества, например большая часть расплавленного жира.

5 Ценные составные части исходного материала, примерно 97-99%, связываются с коагулирующим белком. Попутное вещество (жир) находится в фильтре в жидком состоянии и при колебательном движении массы материала удаляется в большей части в полом элементе 27. Удаляемые через трубу 45 винтового шнека 7 частицы обрабатываемого материала имеют довольно

5 большие размеры.

Жир от фильтрата, выходящего через патрубок 24, отделяют с помощью сепаратора (не показан) или охлаждением. Обезжиренный фильтрат в качестве промывной жидкости может быть путем рециркуляции возвращен на или в полый элемент 27. Поднимающийся в камере 44 пар конденсируется и удаляется вместе с фильтратом. Не подвергающаяся конденсации часть по трубопроводу 46 направляется в устройство 28 для поглощения запахов. Промывное приспособление используют для непрерывного впрыскивания через распылительные головки 26 во время

0 процесса фильтрования химикатов для химической обработки материала или для подвода горячей воды при обезжиривании.

Затем отфильтрованный материал

5 подвергается контактной и тепловой обработке в сушилке, где за счет разделения последней дисками 30 и 32 время пребывания материала увеличивается, так как частицы материала

0 двигаются по пути от стены цилиндра 29 и затем обратно. Через патрубки 37 и 38 подается внутрь сушилки сухой воздух, высушивание ведут потоком газа с температурой 100-180 С

5 в течение 20-40 мин, при этом катки 33 соскребывают материал к- внутренней стенке и подсушенный там метариал удаляется скребками 31 и распределяется в потоке воздуха. Катки 33 служат также для измельчения отделяемого от стенки материала до частиц заданного размера, при этом размер частиц регулируют установкой заданного расстояния катков от стенки цилиндра 29. Выходной воздух очищается в пылеуловителе (не показан) и

.в устройстве 28 для поглощения запахов.

Готовый продукт выходит из сушилки через лопастной дозатор, имеет 90% сухих веществ с равномерным размером частиц, при этом количество микроорганизмов составляет всего зародшией/г и далее посредством применения воздушных фильтров (не показаны) это количество зародыщей доводят до нескольких спор на грамм,

Пример 1. На мясоперерабатывающем предприятии при мокром вытапливании спинного шпика посредством пара при 92-9& С в декантере отделяют материал, содержащий белок, большое количество жира и воды, при этом жир составляет 25-50% общего содержания твердых в-еществ, а вода - 6070% от всего веса.

К этому материалу добавляют воду с температурой 82°С и разбавленный материс1л перекачивают в сборник. Содержание сухих веществ в материале регулируют в пределах 5-15%, Посредством насоса для шлама или взвеси обеспечивают постоянную циркуляцию жидкости для ее гомогенизации и увеличения поверхности кускового материала и, тем самым, лучшего обезжиривания.

Гомогенизированнуго жидкость дозирующим насосом подают в устройство для предварительного нагревания, в котором путем подвода в течение 30 с пара под давлением 0,5 ати нагреваиот до 92-96°С, затем этот материал выдерживают в спиральном трубопроводе 8 мин при этой же температуре.

Основная масса жира при термообработке плавится и смешивается.с кипящей водой, при этом частицы за сче тепловой обработки продолжают коагуляцию и агрегацию и приобретают способность отделяться на фильтре.

Сцепившиеся частицы непрерывно отделяются в водосодержащий жир на гравитационном фильтре в атмосфере пара при 90,с. Во время фильтрования .осуществляют промывку водой при 82°С, подаваемой сверху через распылительные головки промывного приспособления.

Жиросодержащий фильтрат обрабатывают дЬлее известным способом,, а освобсшденный от большей-части своего жира белоксодержащий материал подвергают непрерывной сушке воздухом при 140-150С в теч§ние 35 мин в сушилке. Качество материала при такой температуре не ухудшается- Готовый продукт имеет следующие компоненты,%: влага-7,8, белок 79,7, перевариваемый белок 97,4 (общее содержание .белка) , жир 11,8. количество зародышей в грамме 1500.

Готовый продукт хорошо сохраняется, может дешево транспортироваться, имеет небольшое.содержание зарод лией и низкое содержание жира, содержание перевариваемого- белка, высокое. Готовый. продукт пригоден для использования в качестве корма для животных.

Пример 2. Прямые кишки крупного рогатого скота, собираемые на мясоперерабатывающем предприятии, измельчают на промышленном волчке с ; диаметром отверстий 6-8 мм. Измельченное сырье содержит, примерно, 17% сухих веществ и водой 15-25 С смывается в емкость. К этому сырью добавляют

5 воду до содержания твердых веществ в суспензии 4-7% и подвергают длительной рециркуляции с помощью шламового насоса для гомогенизации. Гомогенизированный материал падают к устройству

0 для предварительного нагревания, в котором нагревают паром при 0,5 ати. до. 87-93 С, и направляют в устройство для термической обработки, где выдерживают при этой же температуре

e 12 Мин, при этом частицы теряют свой гидрофильный характер и становятся нерастворимыми в воде, теряют часть структурной воды и агломерируют до обобразования хорошо отфильтровываемых эластичных частиц. Основная часть жира плавится и образует с водой водную эмульсию, микроорганизмы в большей части уничтожаются. Коагулянт, содержащий большую часть белков, отделяется в паровой камере фильтрацией при 90 С от жира, сод ержащего в незначительных количествах белковые гидролизаты (перлиды, пептиды). Во время фильтрования сверху проводят промывку водой при 80 С для удаления оставшегося жира.

Отфильтрованный материал высушивают по примеру 1.

Конечный продукт имеет следующие компоненты, %: влага 9,2, жир 9,7,

5 белок 72,4 ; перевариваемый белок

(общий белок) 96,2, Количество зародьшаей на 1 г 3500. I

Конечный продукт обладает высокой способностью к хранению, высокимка0 честном, содержит небольшое количество микроорганизмов, небольшое количество жира и большое количество перевариваемого белка. Продукт может быть эффективно использован в качестве

5 корма для животных. Вследствие

многократной термической обработки и процессу фильтрации исключается предварительное, удаление экспериментов из прямой кишки.

0 -Пример 3. Непрерывно собираемую .на мясоперерабатывающем предприятии кровь животных подвергают свертыванию, например с помощью хлорида калы(ия, и осторожно измельчают

5 на кусочки размером 10-15 мм, затем смешивают с водой при и получе ную массу или взвесь вновь нагреваю в устройстве для предварительного нагревания острым паром при О,5 ати Ьдо 95-100 С. Затем при этой же температуре материал выдерживают в теч ние 8 мин в устройстве для термичес кой обработки, при этом белок свернувшейся крови за счет воздействия тепла теряет во время термообработк гидрофильность, образуя эластичные частицы,, которые могут хорошо фильт роваться. Отделяющийся при фильтровании коагулят содержит 25% сухих веществ (первоначальное содержание в крови сухих веществ 19%). Использованный для ускорения свертывания Крови химикат удаляется вместе с фильтратом, Отфильтрованньлй материа подвергают сушке при 120-180 С на входе и при 80-85С на выходе в течение 25 мин. Конечный продукт содержит следую щие компоненты,%: сухие Егещества 90,- вода 8,7; жир 0,4, белок 89,2, перевариваемый белок (общий белок) 98,0. Количество зародышей на 1 г 4800. Полученный гранулят прочен, обладает высокой способнЬстью .к хранению и может быть использован как корм дл животных. Предлагаеквлй способ обеспечивает получение высококачественного продук та с содержанием влаги 5-15%. Исполь зуемая для осуществления способа установка образует замкнутую систему, очистка материала производится при условиях отсутствия разложения и образования запахов. Размножение микро организмов и ферментная деятельность в самом начале процесса подавляются путем быстрого назтревання. В замкнутой системе установки ферментная дёг ятельность во время проведения всего процесса затормаживается, процесс обезжиривания осуществляется автоматически и конечный продукт выделяется в форме аморфных зерен с высокой удельной поверхностью, постоянным составом и способным к длительному хранению. Применяемые аппараты просты по своей конструкции, для управления установкой требуетс-я небольшое количество обслуживающего персонала, капитальные расходы на сооружение ус- тановки невысокие, и также невасокий расход энергии. Формула изобретения 1, Способ в.ьщеления белка из сточ ных вод, содержащих жиробелковые при меси, предусматривающий обработку вод веществом для осаждения белков, нагревание, отделение осадка и высушивание, отличающийся тем, что,, с целью интенсификации hpoцесса, нагревание проводят в две стадии , первую из которых ведут в течение 12 мин при 50-125 С, а вторую 7-15 мин при 50-125°С, а отделение осадка осуществляют фильтрованием в насыщенной паром камере при этой же температуре в течение 8-15 мин. 2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что высушивание ведут потоком газа с температурой 100180 С в течение 20-40 мин. { 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед нагреванием сточные воды подвергают гомогенизации. . . 4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагревание в течение первых двух минут ведут острым паром под давлением 0,2-0,6 ати. 5.Способ поП| 1,отлича ю.щ и и с я тем, что во время фильтрования сточные воды промывают водой при 75-90 С. 6.Установка для осуществления способа по п. 1, включающая сборную емкость, фильтр и сушилку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производи.тельности, она снабжена последовательно, установлен ными меявду сборной емкостью и фильтром устройством для предварительного нагревания и устройством для термической обработки вод, а также винтовым шнеком и дозирующим устройством, расположенными между фильтром и сушилкой , 7.Установка по п. 6, отлич а юща я ся тем, что сборная емкость снабжена мешгшкой и рециркуляционным трубопроводом с насосом. 8.Установка по п.6, отличаю щ а я с я ; тем, что сборная емкость и устрой;ство для предварительного нагревания соединены между собой трубопроводом с вмонтированным в нем насосом, а между последним и сборной емкостью расположены емкость для прогАЛВной воды и приспособление для дозирования вещества, используемого для осаждения белков. 9.Установка по п. б, отличающаяся тем, что устройство для предварительного нагревания состоит из вертикально расположенных одна в другой труб, внутренняя из коТОРЫХ является перфорированной и имеет ИЗОГНУТЕЙ сплошной конец, а наружная выполнена .с расширением в верхней части.10.Установка по п. 6, .отличающаяся тем, что фильтр состоит из двух частей, одна из которых выполнена в виде усеченного конуса, установленного с возможностью вращения, а другая состоит из соединенных между собой звеньев, имеющих в поперечном сечении форму многоугольника, а их продольные оси образуют зигзагоОбразную линию, причем в месте соединения частей выполнено отверстие, эксцентрично расположенное относительно оси вращения конуса.

11. Установка по п. 6, отличающаяся тем,что сушилка представляет собой горизонтально расположенный цилиндр, внутри которого установлены чередующиеся между собой диски, одни из которых снабжены скребками, а другие - катками, причем диски со скребками имеют отверстие у вала, а диски с катками отверстия по периферии.

12. Установка по п. 6, о т л и чающаяся тем, что она снабжена устройством для поглощения запахов, соединенн1лм с фильтром и промывным приспособлением, связанным с сушилкой.

Источники информации, ,п1Л Нятые во внимание при экспертизе

1. Обзорная информация. Серия Мясная промышленность. Использование фидико-химических способов в предварительной очистке сточных вод мясокомбинатов. М., 1977, № 23, с,26.

2. Экспресс-информация. Мясная промышленность, М., 19.75, № 6, с. 15-14.

17 f л л и /7 W ,f .Л