JPS603813B2 - 蛋白含有液の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、植物性蛋白質含有液、動物性蛋白質含有液中
の蛋白質、糖分などの有価成分を分離回収せしめると同
時に系外排出液中に汚染物質の量を低減せしめる方法に
関するものである。

植物性蛋白質含有液の実例としては、澱粉製造工程から
排出される汁液すなわちデカンタ分離液であって、この
中にはおよそ１％の有用な蛋白質を含有し、また動物性
蛋白質含有液としては、例えばフィッシュ・ミール工場
の廃水の如く、魚の蛋白質を含有する廃水があり、これ
らの液中には蛋白質を高濃度に含有しており、これらを
効率よく回収すると同時に系外排出廃水による環境汚濁
を防止することが必要である。

従来、これらの廃水は、一部蛋白質の回収が実施されて
いるが、その多くは活性汚泥法によって処理しＢＯＤを
減少させ、蛋白質は回収せず単に微生物による分解で汚
泥と化していることが多く、この方法では蛋白質、アミ
ノ酸などが窒素を含んでいる場合には窒素の除去が出釆
ないからさらに高度な処理が要求される。

また従来、公知の蛋白質の回収方法としては、蛋白質含
有液を加熱して熱凝固させ、凝固蛋白質を含むスラリを
沈降槽へ導入して沈降分離し、凝固蛋白質を濃縮してス
ラジとして系外へ排出し、これを脱水、乾燥処理し、乾
燥蛋白質を回収し、また沈降槽から分離された分離液中
には、糖分、アミノ酸を含有するので、これを回収する
ために減圧蒸発に服し、、濃縮し、固形物として５０〜
６０％に濃縮し、澱粉粕を混合して乾燥し飼料としてい
る。

また特開昭５２一１２０９脇号には、熱凝固させた蛋白
質を沈降除去したのち、その分離液を逆浸透膜によって
処理し、その濃縮液をさらに蒸発手段によって濃縮する
ことが示されている。前者の公知例では、凝固蛋白質の
分離を要すること、その分離液の濃縮に蒸発を利用する
ため、装置上大がかりのものとなり、蒸発に要するエネ
ルギーが極めて大きくなる。また後者の公知例では、や
はり凝固蛋白質を一旦分離することを要し、しかるのち
、その分離液を逆浸透膜により処理する方法なので、こ
れも凝固蛋白分離に多大の設備を要する等、これらの従
来法は極めて分離効率の悪いものであった。また、植物
性蛋白質の回収を実施している実例では、ｐＨを調整し
て熱を加えて蛋白質を凝折させ、これを沈澱分離して、
その上燈液を活性汚泥処理しており、この上燈液の８０
Ｄは数万脚と非常に高く、しかもこの主成分は糖分であ
り、アミノ酸などの低分子窒素化合物を共存する。

これらの成分のいたずらに活性汚泥処理にかけて廃棄す
るのは資源の節減上望ましくない。また動物性蛋白質の
回収を実施している例では、等電点程度にｐＨを調整し
て蛋白質を凝析せしめ、これを分離する例があり、低分
子のアミノ酸のような窒素化合物は利用されない。これ
ら蛋白質含有液中の全含有物を利用する方法として、全
量蒸発濃縮がおこなわれている実例があり、馬れし、署
澱粉製造工程におけるデカンタ分離液に酸を添加してｐ
Ｈを調整し加熱凝固せしめ擬析する蛋白質を分離、その
分離液を廃水処理して放流することが行なわれているが
、この液中には、アミノ酸や糖分が１〜２％含有するの
で、これも資源節減上望ましくない。すなわち、従来法
ではｐＨ議整および／または加熱して析出する蛋白質を
沈降あるいは浮上分離に服し、蛋白質をスラジ又はスカ
ムとして濃縮分離して回収し、分離液中にはかなりの有
用成分を有するものを廃水処理に服し、スラジとして処
分するものであった。このような方法では、凝析蛋白質
分離のための沈降あるいは浮上装置が必要であり、しか
も分離液は有価物でありながら何ら利用されずに、単に
廃水処理システムの負荷を過大にさせているに過ぎず何
のメリットもなかった。本発明は、これら従来の欠点を
排除し、透過膜による分離技術を利用して蛋白質含有液
中の蛋白質を濃縮分離し、有価成分を回収し、環境への
ＢＯＤ、ＣＯＤ汚染を防止することを目的とするもので
ある。本発明は、蛋白含有液中に含有される蛋白質を析
出せめるか、あるいは蛋白質含有液中に析出蛋白質を添
加し、そのまま加圧して透過膜装置に通液し、濃縮液と
膜透過液とに分離することを特徴とするものである。

本発明における析出蛋白質含有スラリの濃縮に利用する
透過膜としては、特性の上では、マイクロポーラス膜、
限外炉過膜乃至逆浸透膜から適宜選定して利用すること
ができる。

逆浸透膜を利用すれば析出蛋白質の濃縮はもとより、ア
ミノ酸や糖分の濃縮も同時に進行せしめることができ経
済的に有利であるが、濃縮スラリー中に蛋白質と共に糖
分、アミノ酸もともに濃縮されることになり、洗浄プロ
セスを経ないで、このまま蛋白質を脱水乾燥に服して回
収すると品質が低下する。このようなときには洗浄プロ
セスを介入させれば品質の向上をはかることができる。
また透過膜装置に通液するに際し、まず逆浸透膜装置に
通液たるのちその濃縮スラリをさらに限外炉過乃至マイ
クロポーラス膜装置に通液して析出蛋白質を濃厚に濃縮
するようにしてもよい。また析出蛋白質含有スラリ濃縮
に限外炉過乃至マイクロポーラス膜を利用すれば析出蛋
白質を濃縮し、糖分、アミノ酸などと分離することがで
き、この糖分、アミノ酸を含む膜透過液をさらに逆浸透
膜装置へ通液して濃縮回収することができる。このよう
に本発明においては凝結蛋白質濃縮回収に当って利用す
る透過膜は、逆浸透膜、限外炉過膜乃至マイクロポーラ
ス膜から適宜選定して利用でき、単独で使用してもこれ
らを組合せて使用してもよい。

また透過膜処理後、さらに蒸発法、冷凍法などの従来利
用されている濃縮手段を利用してもよい。次に本発明の
実施態様を図面について説明すると、第１図示例は、析
出蛋白質を添加する例でＡは逆浸透膜装置、Ｂはスポン
ジボール洗浄装置、Ｐは高圧ポンプで、植物性蛋白質を
含有する廃水１に同廃水から回収された析出蛋白質スラ
リ２を注入して高圧ポンプＰに送り、高圧ポンプＰによ
り２０乃至６０ｋ９ｆ／のに加圧して逆浸透膜装置Ａに
加圧下に導入する。

ここで膜分離を行ない濃縮液３と膜透過液４とに分離さ
れ、膿透過液４は、有機物、無機物含量が極めて少ない
稀薄な液であるから再利用することができ、要すれば廃
水処理設備に回送して処理後、再利用又は放流する。一
方、濃縮液３はスポンジポール洗浄装置Ｂに至り、排出
管５より系外へ排出される。ポール洗浄装置Ｂは逆浸透
膜装置Ａの膜面に付着した汚染物を除去するもので、膜
面にボールを滑走せしめて付着物を除去し、ボールは濃
縮液３と共にボール洗浄装置Ｂに導かれ、濃縮液と分離
され、ボールのみを回収して再度付着物除去に供される
。ボール洗浄装置Ｂから逆浸透膜装置Ａへのポールの発
給方法は図示したように高圧ポンプによって加圧された
供給液を利用するのが最も簡単でよい。６は必要によっ
て添加される凝集剤、凝集助剤、母調整剤、荷電中和剤
、界面活性剤などの添加剤である。

また第２図示例は他の実施態様を示すもので、Ａは逆浸
透膜装置、Ｃは加熱装置、Ｄは熱交換装置で、植物性蛋
白質を含有する廃水１に要すれば舟調整剤６′を添加し
て熱交換装置Ｄに導き、高温の加熱反応処理液７と間酸
的に接触伝熱によって、熱交換させて加温して加熱装置
Ｃに導入する。

ここで加熱用蒸気あるいは加熱用ガス体８と直接接触さ
せて蛋白質の熱凝固温度以上に一定時間加温したのち、
高温の加熱反応処理液７を熱交換装置Ｄに導き、廃水１
と熱交換して温度を低下させ、高圧ポンプＰによって加
圧して逆浸透膜装置Ａに導入する。逆浸透膜装置Ａで濃
縮液３と膜透過液４とに分離される。逆浸透膜装置Ａの
膜面に汚染物が付着したときにはチップ状の無定形な軟
質物体を添加して膜面を嫁走させて除去させる。また第
１図示のようなボール洗浄装置Ｂも付設することができ
る。６″は凝集剤、助剤、荷電中和剤、界面活剤などの
添加物である。

また第３図示例は他の実施態様を示すもので、Ａは逆浸
透膜、Ｂはボール洗浄装置、Ｃは加熱装置、Ｅは蒸気ェ
ゼクター又はィンラィンヒーターで、蛋白質含有液１に
要すればｐＨ調整剤６′を添加し、適当な容積比に２分
し、一部９を蒸気ェゼクター又はィンラィンヒーターＥ
で蒸気８と鞍触せしめて加熱し熱凝固させ、加熱装置Ｃ
に導く。

加熱反応時間は加熱装置Ｃの大きさによって調節されお
よそ２〜３０分を要する。熱凝固した蛋白を含むスラリ
７は他部の蛋白質含有液１０と混合され、要すれば凝集
剤、助剤などの添加剤６″を添加して高圧ポンプＰによ
って加圧されてボール洗浄装置Ｂを経て逆浸透膜装置Ａ
に導かれ、濃縮液３と膜透過液４とに分離される。逆浸
透膜装置Ａの膜面に汚染物が付着したとき‘こはボール
洗浄装置Ｂからボールを供給液と共に送り、膿面を糠走
きせて汚染物を除去し、濃縮液３と共にボール洗浄装置
Ｂに導き、ボールを回収し濃縮液は排出管５から系外へ
排出される。本発明において使用される膜装置は、管型
膜装置でも、スパイラル、中空系、平板膜装置など適宜
使用できるが、管型膜装置と平板膜を利用した耐圧板構
造型装置（フィルタープレス型）が好的に利用できる。

また本発明においては膜面洗浄システムを付加して実施
することもでき、ボール洗浄システム、軟質物体・摺動
作用を利用した洗浄システム、定期的圧力開放式あるい
は逆洗方式、浸透方式、フラッシュ方式など数々の物理
的洗浄システムを利用することができる。勿論化学的洗
浄方式も利用できるが、物理的洗浄方式を主として行な
い、その補助手段として利用するのが望ましい。また、
本発明において利用しうる膜は、限外炉過膜、マイクロ
ポーラス膜乃至逆浸透膜から適宜選定して利用でき、こ
れらを利用した段プロセスでも、多段プロセスでも段数
に何ら制限はない。

したがって、前段の濃縮液を次段の供給液として処理し
ても、前段の膜透過液を次段の供給液として処理しても
よく、これらの透過膜を利用したプロセスならばシステ
ムに制約はない。また膜素材は、有機性、無機性いずれ
にてもよく、有機性膜としては、アセチルセルローズ系
膜が一般的であるが、その他ポリアミド系、ポリスルフ
オン系、ポリベンツィミダゾール系なども利用でき、特
にポリスルフオン系、ポリベンツイミダゾール系は耐熱
性において優れ、許容ｐＨ範囲も広いので、加熱によっ
て蛋白質を析出させ、あるいはＰＨによってすなわち等
電点を利用して蛋白質を凝固せしめた場合にはそのまま
透過膜装置へ導入することができる。このように本発明
は、熱処理、ｐＨ調整、塩類添加、凝析剤添加などの手
段から選ばれた１つ又は２つ以上の手段によって析出し
た蛋白質を含む液を、そのまま透過膜によって処理し、
濃縮蛋白質含有スラリーと膜透過液とに分離するもので
、析出蛋白の分離操作を要せず、直接析出蛋白質を濃縮
し、有価成分を回収することができ、透過膜として逆浸
透膜を利用すれば、析出蛋白質の濃縮と共に糖分、アミ
ノ酸まで濃縮することができ、工程の省略化が可能でか
つ蒸発手段に要するエネルギーも低減することができる
。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 植物性蛋白質を１％含有する澱粉製造工程より排出され
た廃水のｐＨを硫酸を添加して５〜５．５に調整したの
ち、３ｋ９ｆ／流の圧力を有する蒸気を注入し、９０ｏ
ｏに上昇せしめて５分加熱処理し蛋白質を析出させ、こ
れを分離せずに３０ｑｏに冷却してから高圧ポンプによ
って５３ｋ９ｆ／のに加圧して管理逆浸透膜モジュール
に通液した。

この膜モジュールの膜特性はＮａＣＩ除去率８０％の膜
で、膿透過水量は２５畑時間運転で膜透過水量の減少係
数は−０．０４であった。対照例として、析出蛋白質を
分離して得た分離液を管型逆浸透膜モジュールに前記と
同等の条件で通液したところ、２５■時間連続運転時の
際透過水量の減少係数は−０．０７〜一０．０８であた
。

なお実施例においては軽季インチの管型膜を使用し、直
径１４〜１５脚のスポンジボールを１５分に１回の割合
で漆走ごせた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示す系統説明図、第２図
は他の実施態様を示す系統説明図、第３図は他の実施態
様を示す系統説明図である。 Ａ・・・・・・逆浸透膜装置、Ｂ・・・・・・ボール洗
浄装置、Ｃ…・・・加熱装置、Ｄ・・・・・・熱交換装
置、Ｅ…・・・蒸気エゼクター又はインラインヒーター
。第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蛋白含有液中に含有される蛋白質を析出せしめるか
   、あるいは蛋白含有液中に析出蛋白質を添加し、そのま
   ま加圧して透過膜装置に通液し、濃縮液とに分離するこ
   とを特徴とする蛋白含有液の処理方法。 ２ 前記透過膜装置に通液するに際し、まず逆浸透膜装
   置に通液したるのち、その濃縮液をさらに限外濾過乃至
   マイクロポーラス膜装置に通液する特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３ 前記透過膜装置に通液するに際し、まず限外濾過乃
   至マイクロポーラス膜装置に通液したるのちその膜透過
   液をさらに逆浸透膜装置に通液する特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ４ 透過膜装置が耐圧板構造あるいは管型膜装置であり
   、かつ軟質物体を適時膜面上に擦走せしめる特許請求の
   範囲第１、２または３項記載の方法。