用亚临界水热解节肢动物外壳制备几丁质的方法技术

技术编号:9735831 阅读:259 留言:0更新日期:2014-03-06 02:21
本发明专利技术涉及一种用亚临界水热解节肢动物外壳制备几丁质的方法。本发明专利技术首先将节肢动物外壳粉碎,并将该粉末与水混合。然后将混合物放入半间歇式反应器中,在200~360oC温度条件下萃取提纯10~120分钟,反应结束后冷却至常温。最后将所得混合物过滤,固体在105~150oC干燥直到固体质量不变得到几丁质,滤液回用。本发明专利技术利用亚临界水处理节肢动物外壳制备几丁质,该方法有效的简化了工业制备几丁质的工艺步骤,而且对环境不造成污染,同时反应后滤液可以有效的回用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于亚临界萃取领域,涉及一种生物质提纯技术,具体涉及节肢动物外壳中几丁质的制备方法。
技术介绍
几丁质是广泛存在于真菌的细胞壁和节肢动物的外骨骼中,是自然界中第二大丰富的多聚糖。由于几丁质的化学结构与植物纤维素非常相似,故几丁质又称做动物性纤维。几丁质在强碱的作用下分解成脱乙酰几丁质和乙酸,并且脱乙酰几丁质被国际医学营养食品学会命名为第八大生命要素,越来越受到关注。几丁质广泛运用于工业,医药以及化妆品领域。它可以作为废水净化材料,染料,粘合剂和伤口愈合剂,甲壳素还能活化细胞,防止细胞老化,促进细胞新陈代谢。凡是含几丁质的生物体都可用作制备几丁质的原料。从生产成本考虑,则常用蟹壳和虾壳。蟹壳和虾壳是水产加工中产生的固体废弃物,任意排放会造成环境污染。随着我国对虾养殖业的发展,对虾加工产生的虾头、虾壳数量很大,是很好的生产几丁质的原料。工业上制备几丁质主要可分为脱蛋白质,去矿物质和褪色三个步骤,如图1所示。虾蟹壳等节肢动物外壳中含有大量的无机盐,其中主要是碳酸钙,还有少量碳酸镁,以及半微量和微量的铅、汞、砷、锰、铁等。这些金属的盐酸盐都易溶于水,因此用稀盐酸浸泡节肢动物的外壳时,其中的无机盐转换成其盐酸盐而溶于水中,通过洗涤、分离即可除去其无机盐。除盐酸外,也可用甲酸和硝酸等。节肢动物中蛋白质的数量也很大。蛋白质是一类两性化合物,既能溶于碱,也能溶于酸,一般而言,在碱液中溶解得快一点,也安全一些。同时,蛋白质在碱液中水解得稍慢一点,而在酸液中快一点。用稀酸浸泡节肢动物外壳时,会有一部分蛋白质溶解出来;用稀碱液浸泡,可将壳中的蛋白质全部溶解萃取出来。当然也可以用蛋白酶水解出去壳中的蛋白质。这样剩`下来的就是几丁质。然而,此方法使用大量的的强酸和强碱,而且工艺繁琐。因此,研究开发简洁、环境友好的几丁质制备工艺具有重要意义。亚临界水是在温度范围为100到374度之间,通过加压的方式仍然保持液体状态的水。与常温状态的水相比,亚临界水具有较高离子积和较低的介电常数,这两个特点预示着亚临界水能够作为有机溶剂和酸性催化剂使用。亚临界水可以有效地将鱼类加工废弃物中的蛋白质转化为氨基酸,亚临界水也能对染料进行脱色处理。同时,由于亚临界水具有很高的离子积,因此能有效的溶出生物质中的矿物质。所以,亚临界水处理能够有效的代替图1中的脱蛋白质,去矿物质和脱色三个步骤,在有效的简化几丁质制备工艺的同时,并对环境不产生污染。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是用亚临界水处理节肢动物外壳制备几丁质,主要是利用节肢动物外壳为原料,用亚临界水在半间歇式或间歇式反应器中处理。其步骤如下:1)将节肢动物外壳(蟹壳,虾壳,蝉壳)粉碎,并将该粉末与水按质量比10~70%:90~30%混合。2)将混合物放入半间歇式反应器中,在200~360°C温度条件下萃取提纯10~120分钟,反应结束后冷却至常温。3)将所得混合物过滤,固体在105~150°C干燥直到固体质量不变得到几丁质,滤液回用。本专利技术利用亚临界水处理节肢动物外壳制备几丁质,该方法有效的简化了工业制备几丁质的工艺步骤,而且对环境不造成污染,同时反应后滤液可以有效的回用。【附图说明】图1为现有的工业制备几丁质的工艺流程图; 图2为本专利技术的具体工艺流程图; 图3为半间歇式亚临界水处理的具体流程; 图4为间歇式亚临界水处理的具体流程; 图中:1.反应器;2.电炉;3.节肢动物外壳;4.热电偶;5.高压泵;6.过滤器;7.调压阀;8.水泵;9.水槽;10.反应器;11.电炉;12.节肢动物外壳。【具体实施方式】下面通过具体实施例和图1、图2对本专利技术作具体描述。但以下实施例仅仅为了本专利技术的具体说明,并不作为对本专利技术的限定。实施例1 将节肢动物外壳(蟹壳等)在粉碎机内粉碎,将蟹壳粉末与水按照质量百分比10%和90%比例混合并放入亚临界反应装置中,在200°C条件下反应120分钟,反应结束后,冷却过滤,将残渣在105°C干燥直到质量不变得到几丁质,滤液回用。实施例2 将节肢动物外壳(蟹壳等)在粉碎机内粉碎,将蟹壳粉末与水按照质量百分比20%和80%比例混合并放入亚临界反应装置中,在240°C条件下反应100分钟,反应结束后,冷却过滤,将残渣在110°C干燥直到质量不变得到几丁质,滤液回用。实施例3 将节肢动物外壳(蟹壳等)在粉碎机内粉碎,将蟹壳粉末与水按照质量百分比30%和70%比例混合并放入亚临界反应装置中,在280°C条件下反应80分钟,反应结束后,冷却过滤,将残渣在120°C干燥直到质量不变得到几丁质,滤液回用。实施例4 将节肢动物外壳(蟹壳等)在粉碎机内粉碎,将蟹壳粉末与水按照质量百分比40%和60%比例混合并放入亚临界反应装置中,在300°C条件下反应60分钟,反应结束后,冷却过滤,将残渣在130°C干燥直到质量不变得到几丁质,滤液回用。实施例5 将节肢动物外壳(蟹壳等)在粉碎机内粉碎,将蟹壳粉末与水按照质量百分比50%和50%比例混合并放入亚临界反应装置中,在320°C条件下反应40分钟,反应结束后,冷却过滤,将残渣在140°C干燥直到质量不变得到几丁质,滤液回用。实施例6 将节肢动物外壳(蟹壳等)在粉碎机内粉碎,将蟹壳粉末与水按照质量百分比60%和40%比例混合并放入亚临界反应装置中,在340°C条件下反应20分钟,反应结束后,冷却过滤,将残渣在150°C干燥直到质量不变得到几丁质,滤液回用。实施例7 将节肢动物外壳(蟹壳等)在粉碎机内粉碎,将蟹壳粉末与水按照质量百分比70%和30%比例混合并放入亚临界反应装置中,在360°C条件下反应10分钟,反应结束后,冷却过滤,将残渣在150°C干燥直到质量不变得到几丁质,滤液回用。如图3所示,半间歇式亚临界水处理装置包括反应器I ;电炉2 ;高压泵5 ;过滤器6 ;调压阀7 ;水泵8 ;水槽9。其具体处理过程为: 1.将一定量的节肢动物外壳3粉末放入反应器中,密封反应器I。2.调节高压泵5,控制流速(开始时可较小),打开电炉2并设置反应温度,通过调压阀7将整个反应系统的压力调节到对应反应温度时水的饱和蒸汽压,使水在高温下保持一直保持液态。3.当反应器I温度到达反应温度后,适当调节流速,然后开始计算反应时间,反应结束后冷却反应器1,取出反应残留物。如图4所示,间歇式亚临界水处理装置包括热电偶4、反应器10和电炉11。其具体处理过程为: 1.将按一定比例混合的水和节肢动物外壳12粉末放入反应器10中,密封反应器10。2.设置电炉11温度加热反应器,当反应器10到达反应温度后开始计算反应时间。3.反应结束后,冷却反应器10,过滤并干燥反应残留物。本文档来自技高网
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【技术保护点】
用亚临界水热解节肢动物外壳制备几丁质的方法,其特征在于该方法包括以下步骤:1)将节肢动物外壳粉碎,并将该粉末与水按质量比10~70%:90~30%混合;2)将混合物放入半间歇式反应器中,在200~360oC温度条件下萃取提纯10~120?分钟,反应结束后冷却至常温;3)将所得混合物过滤,固体在105~150oC干燥直到固体质量不变得到几丁质,滤液回用。

【技术特征摘要】
1.用亚临界水热解节肢动物外壳制备几丁质的方法,其特征在于该方法包括以下步骤: 1)将节肢动物外壳粉碎,并将该粉末与水按质量比10~70%:90~30%混合; 2)将混合物放入半间歇式反应器中,在200~360°C温度条件...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴圣姬杨圩
申请(专利权)人:杭州电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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