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一种以蟹壳为原料制备碳酸钙‑甲壳素复合粉体的方法及其应用技术

技术编号:15446598 阅读:224 留言:0更新日期:2017-05-29 18:02
本发明专利技术公开了一种以蟹壳为原料制备碳酸钙‑甲壳素复合粉体的方法及其应用。制备方法如下:1)去除蟹壳上的残余肉质,滚筒干燥,粉碎;2)用1%~10%的碱液去除粉体中的蛋白质和脂肪;3)用质量浓度为0.1%~5%的氧化剂溶液使粉体脱色;4)湿法研磨,压滤,滚筒干燥,粉碎,得到碳酸钙‑甲壳素复合粉体。本发明专利技术原料来源广泛,工艺简单,操作条件温和,制得的粉体保留了蟹壳中碳酸钙‑甲壳素的天然复合结构,结合了碳酸钙和甲壳素各自的优点,粒度分布均一,白度高,可作为塑料和橡胶的填料、吸附剂、絮凝剂、抗菌剂、催化剂或组织工程材料。

A method for preparing calcium carbonate composite powder chitin from crab shell as raw material and its application

The invention discloses a method for preparing calcium carbonate composite powder chitin from crab shell as raw material and its application. The preparation method is as follows: 1) to remove residual meat, crab shell on the drum drying, crushing; 2) with 1% ~ 10% alkali powder removal in protein and fat; 3) concentration is 0.1% ~ 5% of the oxidant solution make the powder decolorization; 4) wet grinding, filtration, drying drum. Get crushed, calcium carbonate chitin composite powder. The invention has wide raw material sources, simple process, mild operation condition, the powder prepared by retaining natural calcium carbonate composite structure of chitin shell, combined with calcium carbonate and chitin advantages, uniform particle size distribution, high whiteness, can be used as filling material, plastic and rubber absorbing agent, flocculant, antibacterial agent, catalyst or tissue engineering materials.

【技术实现步骤摘要】
一种以蟹壳为原料制备碳酸钙-甲壳素复合粉体的方法及其应用
本专利技术涉及蟹壳资源化利用领域,尤其涉及一种以蟹壳为原料制备碳酸钙-甲壳素复合粉体的方法及其应用。
技术介绍
蟹壳的主要成分为碳酸钙、甲壳素、蛋白质,和少量的色素和脂肪酸等物质。其中,碳酸钙含量约为50%,蛋白质约30%,甲壳素约20%。甲壳素在壳体中呈纤维状互相交错成无规的网络结构;蛋白质以甲壳素纤维为骨架,与甲壳素结合成蛋白聚糖;碳酸钙呈蜂窝状多孔的结晶结构,充填在甲壳素与蛋白质组成的层与层之间的空隙中。目前,对蟹壳的利用多为甲壳素的提取,如专利“从虾蟹壳中提取甲壳素的工艺”,专利申请号:200910182733;“一种甲壳素的制备方法”,专利申请号:201510978060;“一种壳聚糖的制备方法”,专利申请号:201010536585。此类工艺未能利用占蟹壳比重较大的碳酸钙,而且产生大量的含钙水,增加了环保负担。对于含钙水的处理,有加碳酸钠或通二氧化碳生成碳酸钙,如专利“一种蟹壳虾皮再利用的处理工艺”,专利申请号:200510029843,也有转化成柠檬酸钙,如专利“一种生产甲壳素、柠檬酸钙及蛋白粉的方法”,专利申请号:200810159615;“一种从生产甲壳素的含钙过程水中回收制备柠檬酸钙的方法”,专利申请号:201410035984。此类方法能较好地实现蟹壳资源的综合利用,但是操作工艺较为复杂。专利“一种生物碳酸钙甲壳素及其制备方法和应用”专利申请号:201210562471,保留了蟹壳中碳酸钙-甲壳素天然复合结构,用来制备生物碳酸钙甲壳素,该专利通过多次煮沸离心脱除蟹壳粉中的色素和脂肪酸,并通过多次的氢氧化钠溶液水解和高速离心除去蛋白质,经气流粉碎得到生物碳酸钙甲壳素。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺点与不足,提供一种以蟹壳为原料制备碳酸钙-甲壳素复合粉体的方法。以蟹壳为原料制备碳酸钙-甲壳素复合粉体的方法,包括以下步骤:1)去除蟹壳上的残余肉质,滚筒干燥,粉碎;2)将1质量份的粗粉碎得到的蟹壳粉体与1~10质量份的质量浓度为1%~10%的碱液混合,在室温至100℃的条件下搅拌0.5h~24h,除去蛋白质和脂肪,压滤,水洗至中性;3)往粉体中加入1~10质量份的质量浓度为0.1%~5%的氧化剂溶液,在室温至100℃的条件下搅拌0.5h~24h,使粉体脱色,压滤,水洗至滤液呈无色,加水高速搅拌制得料浆;4)湿法研磨,压滤,滚筒干燥,粉碎,得到碳酸钙-甲壳素复合粉体。上述技术方案还可以提供若干如下优选方式:步骤2)中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙。步骤2)中的含碱滤液可重复用于脱蛋白质和脂肪2~3次。步骤3)中所述的氧化剂包括过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸钠或次氯酸钙。步骤4)中所述的湿法研磨设备包括立式砂磨机、卧式砂磨机、搅拌磨、剥片机或球磨机。所述蟹类包括淡水蟹或海蟹,如中华绒螯蟹、石蟹、三疣梭子蟹、红星梭子蟹或远海梭子蟹等。步骤1)中采用浮选法去除蟹壳上的残余肉质。上述方法制备得到的碳酸钙-甲壳素复合粉体可应用于塑料和橡胶的填料、吸附剂、絮凝剂、抗菌剂、催化剂或组织工程材料等方面。本专利技术的优点是原料来源广泛,工艺简单,操作条件温和,设备投资和能耗小,成本低廉;制备的碳酸钙-甲壳素复合粉体保留了蟹壳中碳酸钙-甲壳素的天然复合结构,表面官能团丰富,表面活性好,应用前景广阔,具有良好的经济和社会效益。附图说明图1为本专利技术实施例1制得的碳酸钙-甲壳素复合粉体的X射线衍射图。图2为本专利技术实施例2制得的碳酸钙-甲壳素复合粉体的X射线衍射图。图3为本专利技术实施例1制得的碳酸钙-甲壳素复合粉体的粒度分布曲线。图4为本专利技术实施例2制得的碳酸钙-甲壳素复合粉体的粒度分布曲线。图5为本专利技术实施例3制得的碳酸钙-甲壳素复合粉体的粒度分布曲线。图6为本专利技术实施例4制得的碳酸钙-甲壳素复合粉体的粒度分布曲线。图7为本专利技术实施例1制得的碳酸钙-甲壳素复合粉体的外貌。图8为本专利技术实施例2制得的碳酸钙-甲壳素复合粉体的外貌。图9为本专利技术实施例3制得的碳酸钙-甲壳素复合粉体的外貌。图10为本专利技术实施例4制得的碳酸钙-甲壳素复合粉体的外貌。具体实施方式实施例1:1)用浮选法去除中华绒螯蟹蟹壳上的残余肉质,滚筒干燥,粉碎;然后将粉体依次进行后续处理;2)将1质量份的粗粉碎得到的蟹壳粉体与1质量份的质量浓度为10%的氢氧化钠溶液混合,在100℃下搅拌0.5h,除去蛋白质和脂肪,压滤,水洗至中性;3)往粉体中加入1质量份的质量浓度为5%的过氧化氢溶液,在100℃下搅拌0.5h,使粉体脱色,压滤,水洗至滤液呈无色,加水高速搅拌制得料浆;4)置于立式砂磨机中湿法研磨,压滤,滚筒干燥,粉碎,得到碳酸钙-甲壳素复合粉体。从图1的X射线衍射图中可以看到碳酸钙和甲壳素的衍射峰,从图3的粒度分布曲线可以看出样品的平均粒径约18μm,粒度分布均一,从图7可以看到样品的白度较高,脱色效果好。本方法成功制备了碳酸钙-甲壳素复合粉体,该粉体结合了碳酸钙的增强功能和甲壳素的增韧功能,并且与高分子材料的相容性好,可用作塑料和橡胶的填料,改善材料的机械性能。实施例2:1)用浮选法去除石蟹蟹壳上的残余肉质,滚筒干燥,粉碎;然后将粉体依次进行后续处理;2)将1质量份的粗粉碎得到的蟹壳粉体与10质量份的质量浓度为1%的氢氧化钾溶液混合,在室温下搅拌24h,除去蛋白质和脂肪,压滤,水洗至中性;3)往粉体中加入10质量份的质量浓度为0.1%的高锰酸钾溶液,在室温下搅拌24h,使粉体脱色,压滤,水洗至滤液呈无色,加水高速搅拌制得料浆;4)置于卧式砂磨机中湿法研磨,压滤,滚筒干燥,粉碎,得到碳酸钙-甲壳素复合粉体。从图2的X射线衍射图中可以看到碳酸钙和甲壳素的衍射峰,从图4的粒度分布曲线可以看出样品的平均粒径约17μm,粒度分布均一,从图8可以看到样品的白度较高,脱色效果好。本方法成功制备了碳酸钙-甲壳素复合粉体。甲壳素具有较好的吸附性能、抗菌性能和组织相容性,碳酸钙的存在增加了粉体的密度,改善了粉体的沉降性能和强度,该粉体可应用于吸附剂、絮凝剂、抗菌剂、催化剂和组织工程材料等方面。实施例3:1)用浮选法去除三疣梭子蟹蟹壳上的残余肉质,滚筒干燥,粉碎;然后将粉体依次进行后续处理;2)将1质量份的粗粉碎得到的蟹壳粉体与5质量份的质量浓度为5%的氢氧化钙溶液混合,在50℃下搅拌10h,除去蛋白质和脂肪,压滤,水洗至中性;3)往粉体中加入5质量份的质量浓度为2%的次氯酸钠溶液,在50℃下搅拌10h,使粉体脱色,压滤,水洗至滤液呈无色,加水高速搅拌制得料浆;4)置于搅拌磨中湿法研磨,压滤,滚筒干燥,粉碎,得到碳酸钙-甲壳素复合粉体。从图5的粒度分布曲线可以看出样品的平均粒径约12μm,粒度分布均一,从图9可以看出样品的脱色效果好,白度较高。本方法成功制备了碳酸钙-甲壳素复合粉体,该粉体结合了碳酸钙和甲壳素各自的优点,可应用于塑料和橡胶的填料、吸附剂、絮凝剂、抗菌剂、催化剂和组织工程材料等方面。实施例4:1)用浮选法去除红星梭子蟹蟹壳上的残余肉质,滚筒干燥,粉碎;然后将粉体依次进行后续处理;2)将1质量份的粗粉碎得到的蟹壳粉体与2质量份的质量浓度为8%的氢氧化钠溶液混合,在60℃下搅拌8h,除去蛋白本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种以蟹壳为原料制备碳酸钙‑甲壳素复合粉体的方法,其特征在于,包括以下步骤:1)去除蟹壳上的残余肉质,滚筒干燥,粉碎;2)将1质量份的粗粉碎得到的蟹壳粉体与1~10质量份的质量浓度为1%~10%的碱液混合,在室温至100℃的条件下搅拌0.5h~24h,除去蛋白质和脂肪,压滤,水洗至中性;3)往粉体中加入1~10质量份的质量浓度为0.1%~5%的氧化剂溶液,在室温至100℃的条件下搅拌0.5h~24h,使粉体脱色,压滤,水洗至滤液呈无色,加水高速搅拌制得料浆;4)湿法研磨,压滤,滚筒干燥,粉碎,得到碳酸钙‑甲壳素复合粉体。

【技术特征摘要】
1.一种以蟹壳为原料制备碳酸钙-甲壳素复合粉体的方法,其特征在于,包括以下步骤:1)去除蟹壳上的残余肉质,滚筒干燥,粉碎;2)将1质量份的粗粉碎得到的蟹壳粉体与1~10质量份的质量浓度为1%~10%的碱液混合,在室温至100℃的条件下搅拌0.5h~24h,除去蛋白质和脂肪,压滤,水洗至中性;3)往粉体中加入1~10质量份的质量浓度为0.1%~5%的氧化剂溶液,在室温至100℃的条件下搅拌0.5h~24h,使粉体脱色,压滤,水洗至滤液呈无色,加水高速搅拌制得料浆;4)湿法研磨,压滤,滚筒干燥,粉碎,得到碳酸钙-甲壳素复合粉体。2.如权利要求1所述的一种以蟹壳为原料制备碳酸钙-甲壳素复合粉体的方法,其特征在于,步骤2)中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙。3.如权利要求1所述的一种以蟹壳为原料制备碳酸钙-甲壳素复合粉体的方法,其特征在于,步骤2)中的含碱滤液可重复用于脱蛋白质和脂肪2~3次。4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员:葛柳钦夏枚生周佑洲范能韩玮杨文叶张维睿叶瑛
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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