申请日2008.11.05
公开(公告)日2010.06.16
IPC分类号C02F3/32
摘要
一种利用富营养化污水的生物利用生产方法和应用，其主要特征是将城市、农村的河道、污水处理厂、水库、水坑等富营养化的污水中的浮游动物采集或者养殖浮游动物，浮游动物指原生动物、轮虫、挠足类、枝角类;利用浮游动物提取色素、不饱和脂肪酸并利用提取后的剩余虫体加工粗蛋白粉剂的一种生产方法和应用。
翻译権利要求書
1.一种利用富营养化污水的生物利用生产方法和应用，其特征是：
——利用富营养化的污水作为浮游动物的培养液进行养殖或者直接采集;
——在富营养化的污水中采用网捞或者分离的方法收集浮游动物;
——加工过程分为粉碎虫体、提取过程(血红素、色素及脂肪酸)、干燥过程(喷雾干燥色素等易氧化物质、剩余粗蛋白虫体);
——干燥色素及提取物采用微胶囊或者膜处理、干燥方式为：喷雾干燥及流化床干燥。
2.一种权利要求1中所述的方法，其特征：
——浮游动物指原生动物、轮虫、挠足类、枝角类，通过在富营养化污水中直接采集或者对浮游动物卵在冬季采集进行孵化然后投放富营养化污水进行扩养;
——浮游动物生长于城市、农村的富营养化的污水中以微藻等为食物，可以起到净化水体的作用;
——浮游动物的采集可以是网捞、也可以是离心机分离;
——提取物为血红素、色素、脂肪酸，剩余物为粗蛋白、纤维素。
3.一种权利要求2中所述的：浮游动物是来源于富营养化的污水，取得的浮游动物经提取(粉碎或者不粉碎)后得到的物质是热敏性物质，提取的物质可以通过加热喷雾干燥法，进风温度为140度到180度、排风温度为40度到80度，制得含有色素或者不饱和脂肪酸的微胶囊干粉;提取的方式可以是溶剂浸提法，也可以是二氧化碳超临界萃取法;提取后的产物为膏状产品。
——成品：生成含n%微胶囊干粉或者n%的油溶液;
——将上述提取液通过配比、加温、加热、密闭混合;
——将上述混合好的溶液采用加热喷雾干燥法干燥获得干粉;
——将制备好的微胶囊干粉和干燥好的提取后剩余虫体分别包装;
——制备的产品工艺中可以分为网捞或者分离浮游动物;粉碎或者不粉碎虫体提取色素和脂肪酸类物质;采用加热高温喷雾干燥法、压力干燥法、流化床干燥法等大规模低成本的生产工艺加工提取物和提取剩余物。
4.一种权利要求3中所述提取的色素主要为胡罗卜素和虾青素和血红素，紫外分析为450nm、480nm、409nm——600nm;提取的脂肪酸类物质主要为不饱和脂肪酸。
5.一种权利要求4中所述，提取物为热敏性油溶液和颗粒，需要进行抗氧化处理，抗氧化处理方式为抗氧化剂加喷雾微胶囊干燥或者膜处理。
说明书
一种利用富营养化污水的生物利用生产方法和应用
技术领域：
水污染的生态效应归根到底为生物效应。水生生物群落结构特征的变化与城市、农村的水道、水库、水坑等相对静态水体质量关系密切。因此，水体污染的生态效应、自净作用及生物学评价越来越引起人们的广泛关注。淡水浮游动物是由原生动物、轮虫、枝角类、桡足类四大类群组成，它们主要以有机颗粒物、细菌和藻类为食，是天然水域食物链中一个重要环节。其中不少种类对环境变化比较敏感，有些种类本身能积累和代谢一定量的污染物，在水体自净过程中发挥重要作用。因此，应用浮游动物群落结构特征的变化监测和评价水体污染程度和自净作用，目前国内外应用较为广泛。由于水体富营养化程度日趋严重所以大面积应用浮游生物的综合利用是势必发展趋势。
背景技术：
浮游动物的养殖和网捞都比较简单，因为春夏季浮游动物一般仅能见到雌体，营单性生殖，所产的卵称“夏卵”，较小，卵壳薄，卵黄少，不需受精，可直接发育为成虫。这些成虫多是雌虫，再进行孤雌生殖。因此，在短时间内能够大量繁殖，呈一片红色，故称红虫。秋季，由夏卵孵化出一部分体小的雄虫，开始进行两性生殖，所产的卵称“冬卵”，冬卵较夏卵大，卵壳较厚，卵黄多。受精的冬卵，又称“休眠卵”，渡过严寒或干燥环境，于次年春季气温较高时发育为新的雌体。除少数生活在海水中，多为各种淡水水域中最常见的浮游动物。所以在冬季扑捞冬卵进行孵化，然后放养即可。养殖相对简单。但是人们对浮游动物的营养和利用价值一直都没有注意。为了人们不浪费资源、达到物尽其用、减少对环境的伤害、充分发挥生物技术的综合作用特进行了本次发明;本次发明从浮游动物的养殖、提取和加工中看出浮游动物不仅净化水体还可为人们的健康贡献更大的作用，富营养化水体也是一种有效的资源，同时为污水加工企业降低成本带来有益参考。
发明内容：本发明是运用生物工程的综合技术对浮游动物(包括淡水、海水)进行养殖或者网捞(用25号浮游网(64微米)拖取)后进行提取、再加工
本发明涉及一种权利要求1中所述、本发明是利用城市、农村的河道、水库、沉淀池等相对静态的富营养化污水养殖或者收集浮游动物、通过使用网捞或者离心机分离得到虫体、经过粉碎等工序在虫体液中提取色素和脂肪酸、粗蛋白，最后分别生产出来油溶性不饱和脂肪酸和色素及其水溶性产品，粗蛋白饲料。
本发明涉及一种权利要求2中所述，浮游动物指原生动物、轮虫、挠足类、枝角类等浮游动物，他们生活在城市、农村等相对静态的富营养化的污水中，以富营养化污水中的微藻、颗粒物等为食物，可以达到净化水体的作用;在采收过程中可以是采用人工养殖、网捞，也可以是采用离心机分离得到虫体，提取的虫体中含有类胡罗卜素、血红素、不饱和脂肪酸、粗蛋白等。本发明的使用的技术是一整套生物养殖和加工提取工艺。
本发明涉及一种权利要求3中所述，本发明的生产方法和应用，其特征是该方法是按以下步骤完成的：
A：浮游动物的采集和养殖
——养殖或者收集：在秋冬天将浮游动物卵进行收集、孵化，然后放养;或者在城市河道等相对静态的富营养化水中进行网捞。
B：浮游动物的加工
——粉碎：将浮游动物放入胶体磨或者装有声波粉碎装置的反应釜进行粉碎。
——提取;将粉碎过的、或者为粉碎干燥过的浮游动物装入放有溶剂(溶剂可以是醇类、酯类但一定是一种有机溶剂)的反应釜，或者是二氧化碳超临界设备的提取罐;进行提取。经过溶剂在50度、6小时的提取或者11Mp的二氧化碳提取和蒸馏溶剂后就可以得到色素和90%以上的脂肪酸膏状产品。
C：干燥微胶囊制剂的制备
——称量：将要制备的类胡罗卜素或者不饱和脂肪酸按照重量比进行称量，将两种或者两种以上的乳化剂分别称量后放入油项和水项;
——混合：
将已称量好的能制备干粉的类胡罗卜素或者不饱和脂肪酸加热至均匀，达到设定温度;和水项进行混合。
D：干燥混合后的C溶液
——干燥：将制备好的混合溶液C混合均匀，采用喷雾干燥法，进风温度为140℃到180℃、排风温度为50℃到80℃，制得干粉;或者流化床干燥得到干粉。
——成品：生成含n%的的微胶囊干粉(n为类胡罗卜素或者不饱和脂肪酸)。
E：将干燥好的类胡罗卜素微胶囊干粉和干燥好不饱和脂肪酸干粉，分别的进行包装，将提取剩余后的粗蛋白送入流化床进行干燥亦进行包装即可。
应用：
实施方案1：养殖水蚤从投方酵母的方法下手：制作小型丝袜袋，可以直接使用立屯茶包。喂养时把酵母或者酵母液先投入其中再渗入缸中，培养缸中是河道的富营养化污水。我个人也研究了一种更为有效的办法，而且不用这么麻烦，因为用过滤的办法丝袜袋附近肯定也会滋生丝状物的。我的方法是使用海绵类可以起到吸附作用的物质，因为海棉的吸附作用让液体和缸壁的摩擦最小化，从而静电的发生大减，安全系统数极高。我用那种孔小的海棉(有点像孔状的生化棉，但是孔要小得多，生化棉不适合)，充分吸附了酵母液，再把吸了酵母液的海棉投放到水蚤缸，此后，缸内的沉积物大减，水质好了，食物也充足，因为水中酵母菌不够的情况下，会从海棉溢出，而水蚤也把海棉视会饭堂。换加水从二天一次可以变成五六天一次，减少工作量一半以上。而且爆缸的速度更加快，水蚤生长光速发展。将缸中的水蚤用网子捞起，放入胶体磨中连续粉碎，然后打入装有甲醇的反应釜中，将反应釜温度升至55℃±5℃浸提，浸提时间为6小时，然后将提取液过滤至蒸馏釜中，将温度升至60℃蒸馏并回收溶剂;待溶剂蒸干后收到的含水量在8%左右的粘稠状的油脂呈现黑红色的膏状产品即是，其成分主要为：血红素、不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸，将过滤下来的固体在真空干燥室干燥回收溶剂，然后送入流化床干燥水分，这部分白颜色的固体为粗蛋白和纤维素。将膏状物用氯仿或者丙酮溶解进行膜过滤纯化血红素，将纯化的血红素干燥溶剂后即是含量≥80%的血红素晶体，和富含DHA、的不饱和脂肪酸。从城市或者农村相对静态的富营养化的污水中用25号浮游网进行拖捞，也可以大量捞取水蚤，或者在水道的水闸内安装离心机进行大量规模采收。提取方式如上所述。
实施方案2：剑水蚤俗称跳水蚤，有的地方又叫“青蹦”、“三脚虫”等，是对甲壳动物中桡足类的总称。桡足类的营养丰富，据分析，其蛋白质和脂肪的含量，比水蚤还要高一些。但是剑水蚤的缺点是它躲避鱼类捕食的能力委强，能够在水中边疆跳动，并迅速改变方向。捞取和养殖同水蚤、提取方式也是一样，只是提取后得到的是天然胡罗卜素和天然虾青素、不饱和脂肪酸、粗蛋白和纤维素。将提取的膏状油溶液用氯仿溶解进行膜过滤精制天然类胡罗卜素或者用二氧化碳超临界定向萃取(11Mp)分离天然胡罗卜素和天然虾青素，不饱和脂肪酸等其他剩余物和方案1一样处理。提取的天然胡罗卜素、天然虾青素进行配比后进行喷雾干燥制得干粉。
轮虫也是如上所述的方法提取和加工，养殖方法也是将轮虫卵先进行孵化然后扩养至富营养化的污水中，亦可以在河道中进行扑捞获得。本实施案例仅进行两例的陈述但是不代表本发明的局限性，因为试验分析证明浮游动物的营养成分大体是一致的，在水体中呈现红色的提取后得到的色素是血红素，呈现青色的提取后的色素是天然胡罗卜素和天然虾青素;油脂类的多为不饱和脂肪酸，剩余物主要是粗蛋白和纤维素等。
实施案例不再进行讲解，但是不代表本发明的局限性。