血浆蛋白和血红蛋白联产装置的制作方法

本发明涉及畜禽血液综合利用技术领域，尤其涉及一种血浆蛋白和血红蛋白联产装置。

背景技术：

血液是畜禽屠宰加工过程中产生的主要副产物之一，约占畜禽活体重的4％～9.8％。血液富含多种营养物质和生物活性成分，具有很高的营养和功能价值，血液中蛋白质约占17％～22％，与瘦肉的蛋白含量相当，又被称为“液体肉”。血浆蛋白是血浆中最主要的固体成分，其氨基酸含量丰富，营养价值高，可用作蛋白补充剂、粘合剂等；血红蛋白富含卟啉铁，是一种天然的红色素和补铁源。目前，我国每年畜禽血液超过300万吨，但利用率不足30％。长期以来，畜禽血液被直接加工成血粉，或经离心分离干燥后，加工成血浆蛋白粉和血球蛋白粉，产品品质差，其经济附加值不高。

将血液抗凝离心得到的血浆液直接进行干燥制备血浆蛋白粉，得到的产品存在灰分含量高、产品颜色深、水溶性差等问题；同时，将血液离心得到的血球液直接进行干燥，制备血球蛋白粉，得到的血红蛋白纯度低、水溶性差、脂肪含量高等问题。因此，对现有工艺技术进行创新，研发血浆蛋白和血红蛋白联产技术，获得低灰分、颜色佳的高品质血浆蛋白和有效成分含量和纯度高的血红蛋白产品，符合食品及医药工业的要求，有利于血液蛋白资源的充分利用。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供了一种血浆蛋白和血红蛋白联产装置，其将血浆蛋白和血红蛋白加工耦联起来，实现血浆蛋白与血红蛋白的标准化加工，提高了血浆蛋白和血红蛋白的品质，实现了产品的均一性、标准化，提高能源利用率。

本发明提供的技术方案为：

一种血浆蛋白和血红蛋白联产装置，包括：

原血贮藏罐；

过滤装置，其连接至所述原血贮藏罐；

第一离心机，其连接至所述过滤装置；

血浆蛋白制备装置，其包括依次连接的血浆蛋白除盐浓缩装置、第六计量泵、血浆蛋白喷雾干燥装置以及血浆蛋白分级收料装置，其中，所述血浆蛋白除盐浓缩装置通过第一计量泵连接至所述第一离心机的轻相血浆液出料口；

血红蛋白制备装置，其包括依次连接的血红蛋白提取浓缩装置、第七计量泵、血红蛋白喷雾干燥装置以及血红蛋白分级收料装置，其中，所述血红蛋白提取装置通过第二计量泵连接至所述第一离心机的重相血细胞液出料口。

优选的是，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述血浆蛋白除盐浓缩装置包括：

血浆贮藏罐；

血浆液调配罐，其通过第三计量泵连接至所述血浆贮藏罐，其中，所述血浆液调配罐设置有pH检测元件、加酸装置和加碱装置；

超滤纳滤装置，其通过第五计量泵连接至所述血浆液调配罐，其中，所述超滤纳滤装置包括超滤膜过滤模块和纳滤膜过滤模块，所述超滤膜过滤模块中，超滤膜的孔径为5～20kDa，所述纳滤膜过滤模块中，纳滤膜孔径为100～300Da；

血浆蛋白液贮存罐，其连接至所述超滤纳滤装置。

优选的是，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述血红蛋白提取浓缩装置包括：

血球液贮藏罐；

超声波破碎装置，其通过第四计量泵连接至所述血球液贮藏罐；

第二离心机，其连接至所述超声波破碎装置；

膜过滤器，其连接至所述第二离心机的轻相出料口；

血红蛋白贮存罐，其连接至所述膜过滤器。

优选的是，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述超声波破碎装置包括反应釜，所述反应釜的底部为凹面，所述反应釜的上部向外扩而下部向内收，从而使所述反应釜的侧壁相对于所述反应釜的轴线倾斜。

优选的是，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述反应釜的侧壁相对于所述反应釜的轴线的倾斜角度为75°～85°，所述凹面的弧度为30°～90°，所述反应釜内部设置有工具头，所述工具头的直径为5～8cm，长度为45～60cm，距离所述反应釜的底部5～10cm，距离所述反应釜的侧壁20～40cm。

优选的是，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述反应釜的侧壁相对于所述反应釜的轴线的倾斜角度为85°，所述凹面的弧度为60°，所述工具头的直径为8cm，长度为60cm，距离所述反应釜的底部10cm，距离所述反应釜的侧壁20cm。

优选的是，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述超声波破碎装置还包括超声波振动部件、驱动电源和数字控制系统，其中，所述超声波振动部件包括超声波换能器、变幅杆以及所述工具头，所述驱动电源向所述超声波振动部件和所述数字控制系统供电，所述数字控制系统连接至所述超声波振动部件。

优选的是，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述原血贮藏罐、所述血浆贮藏罐、所述血浆蛋白液贮藏罐、所述血球液贮藏罐和所述血红蛋白贮藏罐以及所述反应釜均采用冷却水循环夹层罐。

优选的是，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述过滤装置包括双层过滤纱网，其中，所述双层过滤纱网的第一层过滤纱网的孔径为2～6mm，第二层过滤网孔径为0.5～1mm，两层过滤纱网之间的间隔距离为5～20cm。

优选的是，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置，还包括：

控制器，其连接至所述第一计量泵、所述第二计量泵、所述第三计量泵、所述第四计量泵、所述第五计量泵、所述第六计量泵以及所述第七计量泵。

本发明所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置具有以下有益效果：

首先，该装置可实现血浆蛋白和血红蛋白的联产加工，实现血浆蛋白与血红蛋白的标准化加工，提高了血浆蛋白和血红蛋白的品质，实现了产品的均一性、标准化；

其次，该装置中原血贮藏罐、血浆贮藏罐、血浆蛋白液贮藏罐、血球液贮藏罐、血红蛋白贮藏罐以及反应釜采用冷却水循环夹层罐，可以对原料的进行准确地温度控制，避免了温度升高对原料及产品品质的影响。

第三，该装置采用超声波破碎装置，对血球液中的红细胞进行破碎处理，得到不含细胞膜的血红蛋白产品，提高了血红蛋白的含量和纯度。

第四，该装置采用多级过滤装置，可去除原料中的固体杂质，降低血浆蛋白产品中的灰分含量，去除血红蛋白产品中的细胞膜成分，提高产品纯度。

第五，采用可编程逻辑控制器(即控制器)控制所述计量泵，可以实时调控各管道中液体的流速，实现对产品品质的控制；超声波破碎装置采用可编程逻辑控制器(即数字控制系统)，可以在连续生产的情况下实现定期定量排除破碎细胞残渣，也可以在停止超声破碎时进行全面排渣，具有自动化程度高、调节方便的优点。

综上所述，本发明提供的一种血浆蛋白和血红蛋白联产装置，可加工生产低灰分血浆蛋白粉和纯度高的血红蛋白粉，可应用于大规模生产。

附图说明

图1为本发明所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置的结构示意图。

图2为本发明所述的超声波破碎装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种血浆蛋白和血红蛋白联产装置，包括：原血贮藏罐1；过滤装置2，其连接至所述原血贮藏罐1；第一离心机3，其连接至所述过滤装置2；血浆蛋白制备装置，其包括依次连接的血浆蛋白除盐浓缩装置、第六计量泵18、血浆蛋白喷雾干燥装置20以及血浆蛋白分级收料装置22，其中，所述血浆蛋白除盐浓缩装置通过第一计量泵4连接至所述第一离心机3的轻相血浆液出料口；血红蛋白制备装置，其包括依次连接的血红蛋白提取浓缩装置、第七计量泵19、血红蛋白喷雾干燥装置21以及血红蛋白分级收料装置23，其中，所述血红蛋白提取装置通过第二计量泵5连接至所述第一离心机3的重相血细胞液出料口。

所采集的血液贮藏在原血贮藏罐1中，经过原血贮藏罐1的出口进入至过滤装置2，经过滤装置2过滤后，进入第一离心机3，经离心后，分为两路，轻相血浆液进入至血浆蛋白制备装置，经血浆蛋白除盐浓缩装置、血浆蛋白喷雾干燥的处理，形成血浆蛋白粉，重相血细胞液进入至血红蛋白制备装置，经血红蛋白提取浓缩装置和血红蛋白喷雾干燥装置21的处理，形成血红蛋白粉。

本发明实现了实现血浆蛋白和血红蛋白的联产加工，实现血浆蛋白与血红蛋白的标准化加工，提高了血浆蛋白和血红蛋白的品质，实现了产品的均一性、标准化。

在一个优选的实施例中，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述血浆蛋白除盐浓缩装置包括：血浆贮藏罐6；血浆调配罐10，其通过第三计量泵8连接至所述血浆贮藏罐6，其中，所述血浆调配罐10设置有pH检测元件、加酸装置和加碱装置；超滤纳滤装置14，其通过第五计量泵12连接至所述血浆调配罐10，其中，所述超滤纳滤装置14包括超滤膜过滤模块和纳滤膜过滤模块，所述超滤膜过滤模块中，超滤膜的孔径为5～20kDa，所述纳滤膜过滤模块中，纳滤膜孔径为100～300Da；血浆蛋白液贮藏罐16，其连接至所述超滤纳滤装置14。

在一个优选的实施例中，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述血红蛋白提取浓缩装置包括：血球液贮藏罐7；超声波破碎装置11，其通过第四计量泵9连接至所述血球液贮藏罐7；第二离心机13，其连接至所述超声波破碎装置11；膜过滤器15，其连接至所述第二离心机13的轻相出料口；血红蛋白液贮藏罐17，其连接至所述膜过滤器15。

具体地，采集的血液储藏在可以控温的原血贮藏罐11，其采用夹层设计，内有循环冷凝水，保持罐内温度为4℃～6℃，以保证血液的品质。血液经原血贮藏罐11出口进入过滤装置22，该过滤装置2具有双层过滤纱网，第一层用于过滤毛发、粪便等大的固体物，第二层用于过滤血凝块等固体物。血液通过过滤后进入第一离心机3，(第一离心机33可以是碟式离心机或管式离心机)，血液经离心后，轻相血浆液进入第一计量泵4，重相血细胞液进入第二计量泵5。

血浆液通过第一计量泵4进入血浆贮藏罐6，该血浆贮藏罐6采用夹层设计，内有循环冷凝水，保持罐内温度为4℃～6℃，以保证血浆液的品质。血浆液经血浆贮藏罐6出口通过第三计量泵8进入血浆调配罐10，该血浆调配罐10设有pH计(即pH检测元件)，可实时测量血浆液的pH，并通过加酸(通过加酸装置实现加酸)、加碱液(通过加碱装置来加碱)方式将血浆液调配到最适超滤pH为10～11。调配后的血浆液通过第五计量泵12进入超滤纳滤装置14，该装置目的除掉血浆液中的盐分，可根据产品灰分的要求调节超滤/纳滤压力和膜的孔径。超滤-纳滤后的血浆液进入血浆蛋白液贮藏罐16，其出口连接有第六计量泵18，最后进入血浆蛋白喷雾干燥装置20，血浆液经喷雾干燥后得到粉末状产品，存放在血浆蛋白分级收料装置22中。

重相血细胞液从第二计量泵5出来，进入血球液贮藏罐7，其采用夹层设计，内有循环冷凝水，保持罐内温度为4℃～6℃，以保证血球液的品质。血球液从血球液贮藏罐7出口，通过第四计量泵9，进入超声波破碎装置11，该装置根据进入反应釜内血球液的体积，加入同等体积的水，然后对血球液水溶液进行超声波破碎，破碎过程中，根据产品需要可通过调节反应釜夹套层内循环水的温度，来调控反应釜内的温度。破碎后的血细胞溶液进入管式离心机13(即第二离心机13)，经离心后，轻相进入膜过滤器15，目的是除去固体杂质。过滤得到的血红蛋白溶液进入血红蛋白液贮存罐17，其出口连接有第七计量泵19，最后进入血红蛋白喷雾干燥装置21，血红蛋白液经喷雾干燥后得到粉末状产品，存放在血红蛋白分级收料装置23中。

本实施例可同时得到高品质的血浆蛋白粉和血红蛋白粉。

如图2所示，在一个优选的实施例中，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述超声波破碎装置11包括反应釜32，所述反应釜32的底部36为凹面，所述反应釜32的上部向外扩而下部向内收，从而使所述反应釜32的侧壁35相对于所述反应釜的轴线倾斜。该设计有助于破碎后的细胞混合液通过出料口29排除。

在一个优选的实施例中，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述反应釜32的侧壁相对于所述反应釜32的轴线的倾斜角度为75°～85°，所述凹面的弧度为30°～90°，所述反应釜32内部设置有工具头26，所述工具头26的直径为5～8cm，长度为45～60cm，距离所述反应釜32的底部5～10cm，距离所述反应釜32的侧壁20～40cm。上述设计有助于改善破碎效果，提高产品品质。

在一个优选的实施例中，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述反应釜32的侧壁相对于所述反应釜32的轴线的倾斜角度为85°，所述凹面的弧度为60°，所述工具头26的直径为8cm，长度为60cm，距离所述反应釜32的底部10cm，距离所述反应釜32的侧壁20cm。

在一个优选的实施例中，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述超声波破碎装置11还包括超声波振动部件、驱动电源和数字控制系统，其中，所述超声波振动部件包括超声波换能器24、变幅杆25以及所述工具头26，所述驱动电源30向所述超声波振动部件和所述数字控制系统供电，所述数字控制系统31连接至所述超声波振动部件。超声波的频率受数字控制系统31所控制；该装置可以高效地对血细胞进行破碎。数字控制系统可从10～100kHz调控超声波功率。采用可编程逻辑控制器(PLC)(即数字控制系统)设置在所述超声波破碎装置11，可以在连续生产的情况下实现定期定量排除破碎细胞残渣，也可以在停止超声破碎时进行全面排渣，具有自动化程度高、调节方便的优点。

在一个优选的实施例中，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述原血贮藏罐1、所述血浆贮藏罐6、所述血浆蛋白液贮藏罐、所述血球液贮藏罐7和所述血红蛋白液贮藏罐17以及所述反应釜均采用冷却水循环夹层罐。

具体来说，以反应釜32为例，冷却水循环夹层罐的结构为：夹套中为循环冷却水，夹套设有冷却水入口33，顶端设有冷却水出口34，冷却水入口33由冷凝装置连接，冷却水出口流回冷凝装置循环利用；反应釜设有原料进液口28和出液口29，还具有加水口27。该设计有助于实现对反应釜内血球液温度的精确控制，可调控反应釜内的恩物的在0～50℃，以满足超声波破碎效果和产品品质的要求。

在一个优选的实施例中，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置中，所述过滤装置2包括双层过滤纱网，其中，所述双层过滤纱网的第一层过滤纱网的孔径为2～6mm，第二层过滤网孔径为0.5～1mm，两层过滤纱网之间的间隔距离为5～20cm。第一层用于过滤毛发、粪便等大的固体物，第二层用于过滤血凝块等固体物，有助于充分滤除杂质，提高血浆蛋白粉和血红蛋白粉的品质。

在一个优选的实施例中，所述的血浆蛋白和血红蛋白联产装置，还包括：控制器，其连接至所述第一计量泵4、所述第二计量泵5、所述第三计量泵8、所述第四计量泵9、所述第五计量泵、所述第六计量泵18以及所述第七计量泵19。采用可编程逻辑控制器(PLC)(即控制器)控制各计量泵，可以实时调控各管道中液体的流速，实现对产品品质的控制。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。