專(zhuān)利名稱(chēng)：一種節(jié)能減排的甲殼素生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用蝦、蟹殼生產(chǎn)高分子量甲殼素的方法，特別是一種在甲 殼素生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能減排的工藝。
背景技術(shù)：
甲殼素是一種天然高分子物質(zhì)生物多糖，廣泛存在于甲殼類(lèi)動(dòng)物如蝦蟹的 甲殼，昆蟲(chóng)如蠶蛹、果蠅幼蛆的甲殼，真菌如霉菌的細(xì)胞壁，以及植物的細(xì)胞 壁中，其在自然界中存在的數(shù)量?jī)H次于纖維素，通常用作輔助性治療藥劑及功 能性保健品的添加劑。專(zhuān)家認(rèn)為，甲殼素是繼蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和微量元 素之后的另一維持人體生命的要素。另外，甲殼素還可以應(yīng)用于紡織印染、化 工造紙、食品等多個(gè)領(lǐng)域，特別是海藻工業(yè)收率提取和造紙工業(yè)中的水處理凝 絮劑是其它產(chǎn)品不可替代的。
生產(chǎn)甲殼素的原料來(lái)源廣泛，其中蝦蟹殼為水產(chǎn)品加工業(yè)的廢棄物，直接 排放嚴(yán)重污染環(huán)境，影響人們的生活質(zhì)量，而作為生產(chǎn)原料來(lái)源豐富；鹽酸、 檸檬酸、燒堿是常用的化學(xué)藥品；制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，操作簡(jiǎn)單。
目前，現(xiàn)有的提取甲殼素的工藝一般為將蝦、蟹殼篩選、洗滌、粉碎后 經(jīng)鹽酸脫鈣、燒堿脫蛋白等工藝處理后制成。但是，此種工藝中，成產(chǎn)過(guò)程中 原料沒(méi)有經(jīng)過(guò)鈣和蛋白含量的估算，生產(chǎn)模式單一，酸堿用量巨大，經(jīng)多次酸 洗堿煮，酸堿廢液排放量大，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；甲殼素流失較多，產(chǎn)量低下； 缺乏脫乙酰的工序，難以制得純度高、分子量大的甲殼素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠顯著提高甲殼素的收率和質(zhì)量，大量減少酸堿等有害化學(xué)品的使用與排放，并降低能耗與設(shè)備成本，即節(jié)能減 排的甲殼素提取工藝。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
(1) 將蟲(chóng)下蟹殼洗凈、烘干，然后粉碎成大小均勻的碎片；
(2) 觀察蝦蟹殼碎片的品質(zhì)，估算其中鈣和蛋白質(zhì)的含量，從而確定隨后 的步驟中先進(jìn)行脫鈣處理還是脫蛋白處理；
(3) 脫韓和脫蛋白工序
a、 藥含量較大的蝦蟹殼先進(jìn)行脫鈣處理采用質(zhì)量濃度為6 —8%的 鹽酸加入到蝦蟹殼中，在室溫下浸泡12 — 18小時(shí)，控制ra值在3.5 一4.5之間，完成一次脫鈣，將物料從浸泡池中取出，水洗至中性， 然后脫水烘干至40Wt^水份；然后將7 — 8%的氫氧化鈉溶液連同物 料一同倒入浸泡池中，加熱升溫至85 — 9(TC，反應(yīng)3.5 — 7小時(shí)，調(diào) 節(jié)PH值在7.5 — 8.5,完成一次脫蛋白，將物料從浸泡池中取出，水 洗至中性，然后脫水烘干至40Wt^水份。上述工序可以根據(jù)蝦蟹殼原 料的品質(zhì)不同，重復(fù)進(jìn)行2 — 3次，脫乙酰度達(dá)35—40%，形成半成 品甲殼素。
b、 蛋白質(zhì)含量較大的蝦蟹殼先進(jìn)行脫蛋白處理采用質(zhì)量濃度為7 一8%的氫氧化鈉溶液與蝦蟹殼一同倒入浸泡池中，加熱升溫至85 — 9CTC，反應(yīng)3. 5 — 7小時(shí)，調(diào)節(jié)PH值在7.5—8. 5，完成一次脫蛋白， 將物料從浸泡池中取出，水洗至中性，然后脫水烘干至40Wt^水份； 然后用質(zhì)量濃度為6 — 8。^的鹽酸加入到物料中，在室溫下浸泡12_ 18小時(shí)，控制PH值在3.5—4.5之間，完成一次脫鈣，將物料從浸泡 池中取出，水洗至中性，然后脫水烘干至40Wt^水份。上述工序可以根據(jù)蝦蟹殼原料的品質(zhì)不同，重復(fù)進(jìn)行2 — 3次，脫乙酰度達(dá)35 —40 %，形成半成品甲殼素。 (4)脫乙酰工序?qū)⑸鲜霭氤善芳讱に卦俜湃胭|(zhì)量百分比濃度45 — 50%的 氫氧化鈉溶液中，在90 — 11(TC下反應(yīng)8小時(shí)，每間隔40分鐘充分?jǐn)?拌2 — 3分鐘。將脫乙酰物料取出，用清水浸泡6 — 8小時(shí)，然后洗滌 至ra值在7 — 7.5之間，取出烘干脫水至11一15Wt^水份，即得到所
需的高品質(zhì)甲殼素產(chǎn)品，此產(chǎn)品色澤潔白，分子量高，平均分子量可 達(dá)12萬(wàn)以上，脫乙酰度達(dá)80 — 95%，粘度為1200 — 2000cps。
使用更加環(huán)保的檸檬酸代替鹽酸進(jìn)行脫鈣處理，制得品質(zhì)更好的甲殼素。 上述過(guò)程中，對(duì)余酸、余堿溶液進(jìn)行回收再利用。
上述過(guò)程中，酸堿浸泡池采用花崗巖建造，從而避免酸堿對(duì)普通鋼制反應(yīng) 器皿的腐蝕。
本發(fā)明所達(dá)到的技術(shù)效果在于
1、 通過(guò)對(duì)蝦蟹殼鈣、蛋白質(zhì)含量的估算，確定先進(jìn)行脫鈣工序還是脫蛋白 工序，可以減少酸堿的使用量和能耗。
2、 重復(fù)使用余酸余堿減少酸堿的使用量。
3、 酸堿浸泡池采用花崗巖建造，從而避免酸堿對(duì)普通鋼制反應(yīng)器皿的腐蝕。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不局限于此。 實(shí)施例1
取1Kg蝦蟹殼洗凈、烘干，然后粉碎成大小均勻的碎片；觀察蝦蟹殼碎片 的品質(zhì)，估算其中鈣和蛋白質(zhì)的含量；采用質(zhì)量濃度為7%的鹽酸加入到蝦蟹中，在室溫下浸泡12 — 18小時(shí)，控制PH值為4，完成一次脫鈣，將物料從浸泡 池中取出，水洗至中性，然后脫水烘干至40Wt^水份；然后用7%的氫氧化鈉
溶液連同物料一同進(jìn)入浸泡池中，加熱升溫至9(rc，反應(yīng)5小時(shí)，調(diào)節(jié)ra值為
8，完成一次脫蛋白，將物料從浸泡池中取出，水洗至中性，然后脫水烘干至40Wt %水份。上述工序重復(fù)進(jìn)行2次，脫乙酰度達(dá)35%，形成半成品甲殼素；將上 述半成品甲殼素再放入質(zhì)量百分比濃度50%的氫氧化鈉溶液中，在IO(TC下反 應(yīng)8小時(shí)，每間隔40分鐘充分?jǐn)嚢? — 3分鐘。將脫乙酰物料取出，用清水浸 泡6 — 8小時(shí)，然后洗滌至ra值為7，取出烘干脫水至11一15Wt。^水份，即得 到所需的高品質(zhì)甲殼素產(chǎn)品，此產(chǎn)品色澤潔白，平均相對(duì)分子量可達(dá)12萬(wàn)，脫 乙酰度達(dá)85%，粘度為1200cps。
實(shí)施例2
取1Kg蝦蟹殼洗凈、烘干，然后粉碎成大小均勻的碎片；觀察蝦蟹殼碎片 的品質(zhì)，估算其中鈣和蛋白質(zhì)的含量；采用質(zhì)量濃度為8%的氫氧化鈉溶液連同 蝦蟹殼一同倒入浸泡池中，加熱升溫至85 — 9(TC，反應(yīng)7小時(shí)，調(diào)節(jié)PH值在 8. 5，完成一次脫蛋白將物料從浸泡池中取出，水洗至中性，然后脫水烘干至40Wt %水份，然后用質(zhì)量濃度為6 —8%的鹽酸加入到物料中，在室溫下浸泡12 — 18 小時(shí)，控制ra值為3.5，完成一次脫鈣，將物料從浸泡池中取出，水洗至中性， 然后脫水烘干至40Wt^水份。上述工序重復(fù)進(jìn)行2次，脫乙酰度達(dá)40%，形成 半成品甲殼素；將上述半成品甲殼素再放入質(zhì)量百分比濃度50%的氫氧化鈉溶 液中，在90 — 110。C下反應(yīng)8小時(shí)，每間隔40分鐘充分?jǐn)嚢? — 3分鐘。將脫乙 酰物料取出，用清水浸泡6 — 8小時(shí)，然后洗滌至PH值為7.5，取出烘干脫水至 11一15Wt^水份，即得到所需的高品質(zhì)甲殼素產(chǎn)品，此產(chǎn)品色澤潔白，平均相 對(duì)分子量可達(dá)13萬(wàn)，脫乙酰度達(dá)85%，粘度為1200cps。實(shí)施例3
取1Kg蝦蟹殼洗凈、烘干，然后粉碎成大小均勻的碎片；觀察蝦蟹殼碎片 的品質(zhì)，估算其中鈣和蛋白質(zhì)的含量；采用質(zhì)量濃度為8%的檸檬酸加入到蝦蟹
殼中，在室溫下浸泡i2—i8小時(shí)，控制ra值為4，完成一次脫鈣，將物料從浸
泡池中取出，水洗至中性，然后脫水烘干至40Wt^水份；然后用7%的氫氧化 鈉溶液連同物料一同進(jìn)入浸泡池中，加熱升溫至9(TC，反應(yīng)3.5 — 7小時(shí)，調(diào)節(jié) ra值在8，完成一次脫蛋白將物料從浸泡池中取出，水洗至中性，然后脫水烘 干至40Wt^水份。上述工序重復(fù)進(jìn)行3次，脫乙酰度達(dá)40%，形成半成品甲殼 素；將上述半成品甲殼素再放入質(zhì)量百分比濃度45%的氫氧化鈉溶液中，在100 。C下反應(yīng)8小時(shí)，每間隔40分鐘充分?jǐn)嚢? — 3分鐘。將脫乙酰物料取出，用
清水浸泡6_8小時(shí)，然后洗滌至ra值為7. 5，取出烘干脫水至11一15Wt^水 份，即得到所需的高品質(zhì)甲殼素產(chǎn)品，此產(chǎn)品色澤潔白，略帶珍珠光澤，平均 相對(duì)分子量可達(dá)17萬(wàn)，脫乙酰度達(dá)95%，粘度為2000cps。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能減排的甲殼素生產(chǎn)方法，包括以下步驟(1)將蝦蟹殼洗凈、烘干，然后粉碎成大小均勻的碎片；(2)觀察蝦蟹殼碎片的品質(zhì)，估算其中鈣和蛋白質(zhì)的含量，從而確定隨后的步驟中先進(jìn)行脫鈣處理還是脫蛋白處理；(3)脫鈣和脫蛋白工序；(4)脫乙酰工序?qū)⑸鲜霭氤善芳讱に卦俜湃胭|(zhì)量百分比濃度45-50％的氫氧化鈉溶液中，在90-110℃下反應(yīng)8小時(shí)，每間隔40分鐘充分?jǐn)嚢?-3分鐘。將脫乙酰物料取出，用清水浸泡6-8小時(shí)，然后洗滌至PH值在7-7.5之間，取出烘干脫水至11-15Wt％水份，即得到所需的高品質(zhì)甲殼素產(chǎn)品，此產(chǎn)品色澤潔白，分子量高，平均分子量可達(dá)12萬(wàn)以上，脫乙酰度達(dá)80-95％，粘度為1200-2000cps。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的脫鈣工序?yàn)椴捎觅|(zhì)量濃度為6—8%的鹽酸加入到蝦蟹殼中，在室 溫下浸泡12 — 18小時(shí)，控制PH值在3.5—4.5之間，完成一次脫鈣，將物料從 浸泡池中取出，水洗至中性，然后脫水烘干至40Wt^水份；所述的脫蛋白工序?yàn)橛?—8%的氫氧化鈉溶液與蝦蟹殼一同進(jìn)入浸泡池 中，加熱升溫至85—90。C，反應(yīng)3.5 — 7小時(shí)，調(diào)節(jié)PH值在7. 5—8. 5，完成一 次脫蛋白，將物料從浸泡池中取出，水洗至中性，然后脫水烘干至40Wt^水份。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中脫鈣和脫蛋白工序重復(fù)2 —3 次。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于使用檸檬酸代替鹽酸進(jìn)行脫 鈣處理。
全文摘要
將蝦蟹殼去污，觀察蝦蟹殼碎片的品質(zhì)，估算其中鈣和蛋白質(zhì)的含量，從而確定隨后的步驟中先進(jìn)行脫鈣處理還是脫蛋白處理，用酸脫鈣，燒堿脫蛋白。將脫鈣、脫脂后的廢酸堿溶液回收再利用，可以節(jié)約能源、降低消耗、減少浪費(fèi)、凈化環(huán)境。上述程序反復(fù)進(jìn)行2～3次，制得半成品甲殼素，將該半成品甲殼素再放入脫乙酰容器中，加熱升溫，保溫8小時(shí)左右取出，洗凈曬干，再進(jìn)入清水池中浸泡8～12小時(shí)撈出，脫水、曬干，即制得成品甲殼素。本發(fā)明采用上述方法處理后，所得的甲殼素色澤潔白，分子量高，脫乙酰率可達(dá)80～95wt％，粘度為1200～2000cps。
文檔編號(hào)C08B37/00GK101560270SQ20091014790
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者龐煥友 申請(qǐng)人:楊甫進(jìn)