[发明专利]一种基于膜处理技术的鱼粉生产系统

说明书

技术领域

本发明属于鱼粉生产领域，尤其是涉及一种基于膜处理技术的鱼粉生产系统。

背景技术

随着海洋环境的不断恶化和无序的捕捞，使海洋渔业资源急剧萎缩，致使世界鱼粉产量急剧下降。而鱼粉加工过程中鱼溶浆通常为原料鱼重的50%～70%，其中固形物占7%～8%，故开发鱼溶浆对于海洋资源的回收利用具有可观的经济效益和社会效益，同时也是一项利国利民的产业化项目，对促进我国饲料工业持续健康发展有重要意义。

国外对蛋白质水解的研究始于100多年前，自1886年起就开始把蛋白质水解物应用于食品业。过去采用酸水解，工艺简单、成本低，但因氨基酸受损严重，水解难控制而且还存在安全问题，故而转向酶水解的方向上。酶法水解生产高效且对蛋白质营养价值破坏小，无异味，产品安全性极高，生产条件温和，成本低，已成为最主要的生产方法。

纯品鱼溶浆是由新鲜鱼类在制作鱼粉的过程中压榨出的鱼溶浆液，经浓缩、酶解、喷雾干燥而成。经生产工艺加工而成的鱼溶浆特点是富含活性低分子肽（寡肽）、牛磺酸、核苷酸、游离氨基酸、高不饱和脂肪酸、甜菜碱、矿物元素、维生素A、维生素B12、未知生长因子等。按照传统的消化理论，蛋白质食物被动物摄入，在消化道通过消化酶作用后，降解为游离氨基酸的形式在小肠吸收，而人们研究发现，在小肠存在一个低聚肽（寡肽）吸收通道，蛋白质经消化降解后，并不一定为完全游离氨基酸才能吸收，而是主要以寡肽的形式吸收，实验证实寡肽比氨基酸更容易、更快地被机体吸收利用。与游离氨基酸吸收相比，寡肽吸收具有速度快、耗能低、载体不易饱和且可避免与氨基酸吸收之间的竞争（如精氨酸和赖氨酸在吸收时相互竞争载体上的结合位点而发生颉颃）。施用晖等（1996）研究发现，完全以寡肽的形式供给动物时，赖氨酸的吸收速度不再受精氨酸的影响。Rerat等(1998)研究报道，向猪十二指肠灌注寡肽后，血浆胰岛素的浓度高于灌注游离氨基酸组。在仔猪生产日粮中添加鱼溶浆可以提高粪中乳酸杆菌数量，降低大肠杆菌数量、日粮离子浓度和断乳仔猪的腹泻率。牛磺酸可加快幼龄动物的生长，具有保护视网膜、心血管系统和神经系统的作用，促进脂肪乳化，减少脂肪肝的发生。核苷酸具有免疫保健作用，增加抗体产生，增强细胞免疫能力，维持肠道和肝脏正常功能，尤其对幼小动物的腹泻有一定预防和治疗效果。它可以促进肠道黏膜创伤的愈合，降低肠炎的发生，减少并清除体内自由基的攻击。由于含有大量的游离氨基酸和低分子肽等呈味物质，因此鱼溶浆诱食性较好。其中游离谷氨酸是最有效的风味物质，其次是焦谷氨酸和丙氨酸。寡肽也被认为是风味的增效因子。可见，鱼溶浆对于有效利用蛋白质、节约蛋白质资源、提高动物生产性能将大有裨益，同时能够为人们提供无公害、营养全面、口感良好的安全畜禽产品。鱼溶浆开发和应用可部分缓解鱼粉供给不足的现状，而且是水产品加工业的重要组成部分。鱼溶浆作为新型绿色营养性饲料添加剂在畜禽和水产品生产中将会有广阔的研究和应用前景。

陶瓷膜是以氧化铝、氧化钛、氧化锆等经1600℃高温烧结而成的具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料。它是由孔隙率30%~50%、孔径50nm~15μm的陶瓷载体，采用溶胶-凝胶法或其它工艺制作而成的非对称复合膜。它的结构通常为“三明治”式：支撑层（又称载体层）、过渡层（又称中间层）、膜层（又称功能分离层）。其中支撑层的孔径一般为1~20μm，孔隙率为30%~65%，其作用是增加膜的机械强度；中间层的孔径比支撑层的孔径小，其作用是防止膜层制备过程中颗粒向多孔支撑层的渗透，厚度约为20~60μm，孔隙率为30%~40%；膜层具有分离功能，孔径从0.8nm~1μm不等，厚度约为3~10μm，孔隙率为40%~55%。整个膜的孔径分布由支撑层到膜层逐渐减小，形成不对称的结构分布。陶瓷膜根据孔径可分为微滤（孔径大于50nm）、超滤（孔径2~50nm）、纳滤（孔径小于2nm）等种类。陶瓷膜过滤是一种“错流过滤”形式的流体分离过程：原料液在膜管内高速流动，在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与膜面垂直方向（径向）向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。

电渗析技术是指在电场力作用下离子通过选择性离子交换膜的膜分离过程，其核心部分为阴阳离子交换膜，即利用阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过的特性对溶液中离子进行选择性分离的技术。在电场力作用下，溶液中的阴阳离子发生定向迁移，从一部分水体迁移到另一部分水体，从而达到溶液分离、提纯和浓缩的目的。

发明内容