【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于甲壳素脱乙酰化，涉及一种基于固相剪切碾磨技术室温超细粉碎的甲壳素脱乙酰化方法，特别是针对利用中国授权专利技术专利zl 95111258.9所公开的力化学反应器参与制备。
技术介绍
1、生物质材料可再生，可降解，产量丰富，是值得大力开发使用的宝贵自然资源。常见的生物质材料有纤维素、木质素、淀粉、甲壳素等，充分且有效的利用这些生物质材料，对解决目前资源紧缺、环境污染等问题具有重要意义。
2、在生物质材料中，甲壳素在自然环境中储量大，其主要来源于甲壳类动物的外壳，是地球上数量最大的含氮有机化合物。自然界每年生物合成的甲壳素约为100-1000亿吨，是地球上仅次于纤维素的第二大天然高分子，可应用于工业、医药、服装等诸多领域。
3、甲壳素分子链含有乙酰基侧基，经过处理后脱除乙酰基即可得到壳聚糖。壳聚糖可溶于稀酸，且丰富的氨基赋予了其优异的功能性，在生物医药领域具有广泛的应用。
4、但在目前化工领域制备壳聚糖所采用的传统技术，大多是通过强碱性溶液在高温下对甲壳素进行处理来获得的，生产过程中产生的废弃溶剂对环境造成了不可忽视的危害，不符合目前的绿色可持续发展理念。同时，在生产过程中所使用的强碱，需满足一定的浓度基础上对甲壳素进行处理，并伴随碱损耗，经过计算，利用甲壳素制备壳聚糖，其碱用量通常为甲壳素质量的五倍，占据目前制备壳聚糖的主要原料成本。
5、因此，降低碱用量成为壳聚糖生产如何降本增效的主要关注点，经检索，中国专利技术专利“一种高脱乙酰度壳聚糖的清洁生产方法”(cn10946
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述现有技术中的问题，提供一种基于固相剪切碾磨技术室温超细粉碎的甲壳素脱乙酰化方法，探索发现了在使用固相剪切碾磨技术工艺条件下，通过甲壳素和少量固体碱的共碾磨效应，实现甲壳素的室温超细粉碎，并可在极短时间内显著提升甲壳素的脱乙酰度，为甲壳素脱乙酰制备壳聚糖粉体提供了一种绿色简单的加工方法。
2、为实现上述目的，本专利技术是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。
3、本专利技术提供了一种基于固相剪切碾磨技术室温超细粉碎的甲壳素脱乙酰化方法，主要包括以下步骤：
4、(1)按质量份数计，将主要包括以下组分的原料进行混合备料，作为混合料：
5、甲壳素 80～90份，
6、固体类碱 10 ～20份，
7、其中，甲壳素和固体类碱合计100份；
8、(2)将步骤(1)所得混合料加入磨盘型固相力化学反应器中进行共碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集得混合粉体；其中，磨盘型固相力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为4～6mpa，磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度为0～10℃，循环碾磨1～10次，磨盘转速40～60转/分；
9、(3)将步骤(2)所得混合粉体经洗涤去除残余固体类碱后，干燥即得经活化处理的甲壳素粉体。
10、需说明的是，根据磨盘型固相力化学反应器的工艺参数的不同，步骤(3)所得经活化处理的甲壳素粉体的脱乙酰度存在变化，当经活化处理的甲壳素粉体的脱乙酰度在50％以上时，基于本领域公知常识可作为壳聚糖。
11、在本文中，步骤(1)中所述甲壳素通常而言，为本领域常规市售甲壳素原料，可采用常规工业级甲壳素原料，通常为片材。
12、在本文中，步骤(1)中所述固体类碱，为化工领域常规固体形态的强碱选择，本领域技术人员可根据化工类的公知常识选择适宜的强碱，优选为现有工艺技术中制备壳聚糖的常规用碱，例如固体氢氧化钠、固体氢氧化钾。
13、在其中一种技术方案中，为进一步提高步骤(1)所得混合料的混合效果，所述固体类碱为粉体或是通过预处理粉碎为粉体。
14、在本文中，步骤(2)中所述磨盘型固相力化学反应器为本专利技术申请人在先授权专利zl 95111258.9所公开的力化学反应器。
15、在本文中，步骤(2)中所述循环碾磨的工艺实际操作为将混合料经磨盘型力化学反应器碾磨后，收集出料端产物后再次置于磨盘型力化学反应器中进行碾磨处理，上述过程视为循环碾磨1次。
16、在本文中，步骤(2)中所述磨盘盘面温度通过通入循环冷却液体控制温度，所述冷却液体为水、乙二醇或甘油。
17、在本文中，步骤(3)中所述混合粉体经洗涤去除残余固体类碱，为利用固体类碱的可溶性进行洗涤去除，所使用的洗涤液通常为水。
18、在其中一种技术方案中，步骤(3)中所述混合粉体经洗涤去除残余固体类碱，具体是采用水洗的方式以去除残余固体类碱，并将洗涤后溶解有固体类碱的水溶液进行回收，作为回收碱液。通常来说，回收碱液通过常规的碱液回收处理可达到无害化或再次制备得到固体类碱重复利用，需注意的是，碱液回收处理为现有技术中非常成熟的常规公知技术，本领域技术人员可自行选择适宜的碱液回收处理方式。此外，因上述回收碱液的杂质含量低且基本无其他有害物质，更为优选通过常规碱液回收处理再次制备得到固体类碱，作为本专利技术可选择的固体类碱原料重复利用。
19、本专利技术技术方案，起源于专利技术人在利用固相剪切碾磨技术对甲壳素进行活化处理，以使得经活化处理的甲壳素粉体可作为中间产物进行官能团改性，或通过接枝共聚改性在甲壳素基体上引入其它单体，或是利用共混改性实现甲壳素与其它高分子化合物的复合。在上述实验探索过程中，偶然发现在仅加入少量固体碱进行共碾磨的条件下，制备所得甲壳素粉体表现出了高脱乙酰度的效果，从而能够作为一种行之有效且绿色简单的壳聚糖制备方法。
20、本专利技术的专利技术点在于，在整个制备过程中碱用量仅为甲壳素的0.1～0.2倍，大幅降低了制备成本，且洗涤后的残余固体类碱可经过回收处理重复利用，显著降低了制备成本。此外，整个制备方法的生产周期较传统技术大幅缩短，经测试，循环碾磨5次的加工时间大致在30～60分钟；并且整个制备过程无需加热、负压等额外加工条件，制备操作简单。
21、但需再次说明的是，根据磨盘型固相力化学反应器的工艺参数的不同，步骤(3)所得经活化处理的甲壳素粉体的脱乙酰度存在变化，基于制备目的不同，本领域技术人员可通过增加循环碾磨次数的方式以增加脱乙酰度。
22、在其中一种优选的技术方案中，为了提高步骤(3)所得经活化处理的甲壳素粉体的脱乙酰度且降低成本，步骤(2)中所述循环碾磨为4～5次。通过对比实验发现，循环碾磨次数在超过5次后，碾磨所得经活化处理的甲壳素粉体的脱乙酰度变化幅度不显著。
23、在其中一种优选的技术方案中，为了使得步骤(3)所得经活化处理的甲壳素粉体的脱乙酰度达到至少50本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于固相剪切碾磨技术室温超细粉碎的甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于主要包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于：步骤(1)中所述固体类碱，为固体氢氧化钠或固体氢氧化钾。
3.根据权利要求1所述甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于：步骤(3)中所述混合粉体经洗涤去除残余固体类碱，所使用的洗涤液为水。
4.根据权利要求1所述甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于：步骤(3)中所述混合粉体经洗涤去除残余固体类碱，具体是采用水洗的方式以去除残余固体类碱，并将洗涤后溶解有固体类碱的水溶液进行回收，作为回收碱液。
5.根据权利要求1所述甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于：步骤(2)中所述循环碾磨为4～5次。
6.根据权利要求1或5所述甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于：步骤(1)中所述原料还包括50～100份常规可溶性钠盐粉体或常规可溶性钾盐粉体。
7.根据权利要求6所述甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于：所述常规可溶性钠盐粉体或常规可溶性钾盐粉体为氯化钠或氯化钾。
【技术特征摘要】
1.一种基于固相剪切碾磨技术室温超细粉碎的甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于主要包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于：步骤(1)中所述固体类碱，为固体氢氧化钠或固体氢氧化钾。
3.根据权利要求1所述甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于：步骤(3)中所述混合粉体经洗涤去除残余固体类碱，所使用的洗涤液为水。
4.根据权利要求1所述甲壳素脱乙酰化方法，其特征在于：步骤(3)中所述混合粉体经洗涤去除残余固体类碱，具体是采...
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