【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，属于生物质多糖提取。
技术介绍
1、海藻酸钠是一类从褐藻中提取的线性多糖，其分子由β-d-甘露糖醛酸（β-d-mannuronic，m）和α-l-古洛糖醛酸（α-l-guluronic，g）按（1-4）键连接而成。海藻酸钠无毒、可降解、具有较高的生物活性，海藻酸钠可以作为增稠剂广泛应用于印染、食品领域。
2、海藻酸钠全球年产能约4万吨，国内普遍采用钙凝-脱钙工艺提取海藻酸钠，其优势在于产品分子量高、收率高，缺点为工艺繁琐、设备投入高、产品钙含量高。目前，海藻纤维和医药级代血浆中所用海藻酸钠规格标准要求为超低钙离子含量，胃药gaviscon成分中所用海藻酸对其钙含量同样具有高规格要求。
3、中国专利申请cn115505050a中公开了一种利用副反应产物co2增加钙化反应面积制备海藻酸盐的方法，在搅拌下进行钙化工序，确保钙化中去除碳酸钠和碳酸钙，同时把生成的二氧化碳气体在特定速度的搅拌作用下，混入钙化反应液中，增大物料的接触面积，进行二次发泡，使反应更充分、均匀，生成絮状、不抱团的细海藻酸钙纤维；但是这种方法制备的海藻酸盐白度差，分子量分布相对较宽。
4、中国专利申请cn115651094a中公开了一种低钙低粘度海藻酸钠及其制备方法，利用碳酸钠与海藻酸钙进行离子交换制备海藻酸钠，并使用纳滤膜过滤除去可溶性盐，得到低钙低粘度海藻酸钠，这种制备中需要用到的纳滤膜耐用性差，使用过程中很容易吸附大量包括海藻酸钠在内的杂质，这些杂质会堵塞膜上的微孔，导致过滤
5、在传统钙凝-脱钙工艺中，通过向巨藻消化后的兑稀滤液中注入氯化钙溶液，使海藻酸钙析出，收集后进行三级连续脱钙得到海藻酸水凝胶。该工艺存在两个问题，一方面，氯化钙溶液注入海藻酸钠溶液后形成的海藻酸钙固体容易抱团，比表面积小，还容易将海藻酸钠溶液包裹起来，降低钙化效率；另一方面，海藻酸非常容易降解，海藻酸钙比表面积小将延长脱钙时间，造成海藻酸的非同步降解，导致产品分子量分布宽，最终影响产品质量。克服上述缺陷的关键在于提高海藻酸钙的比表面积，并除去海藻酸钙絮状固体中的结合水，以提高脱钙效率，减少脱钙时间。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，解决传统提取方法中，海藻酸钠中钙离子含量高、分子量分布宽、白度差等问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，所述的提取方法为：
3、巨藻经粉碎除杂、去离子水浸泡的前处理操作后，使用碳酸钠溶液进行消化处理得到糊状粘稠物；糊状粘稠物和去离子水混合得到悬浊液，调节悬浊液ph值至中性，静置分层得到上清液；然后用氯化钙对上清液进行钙凝处理得到多孔结构海藻酸钙，然后脱钙、水洗、中和、醇析、干燥得到低钙离子含量海藻酸钠；
4、其中，钙凝处理过程为：向上清液中均匀的通入臭氧，并在上清液表面聚集均匀的气泡，以喷雾的方式向上清液表面喷淋氯化钙溶液，形成海藻酸钙絮状固体，采用冻融法处理海藻酸钙絮状固体得到浓缩的多孔结构海藻酸钙。
5、进一步的，所述钙凝处理的具体操作为：向上清液中通入臭氧，在臭氧的通气管口处安装气泡石，臭氧在漂白的同时可以使上清液表面聚集大量气泡，通臭氧漂白5~15分钟后，保持通气，利用喷雾装置向上清液表面喷淋氯化钙溶液，并利用刮板不断地将海藻酸钙絮状固体刮入收集装置中，将海藻酸钙絮状固体倾倒于倾斜的流床中，依靠惯性不同，快速分离海藻酸钙与水，随后，将海藻酸钙絮状固体收集并放入冷冻装置中冷冻，然后解冻并固液分离，得到浓缩的多孔结构海藻酸钙。
6、进一步的，钙凝处理时，每升上清液，臭氧的流量为8-15g/h，氯化钙溶液的喷淋速度为0.2-0.3l/min，氯化钙溶液为质量分数5%-15%的氯化钙水溶液。
7、进一步的，针对每升上清液，所述氯化钙溶液的喷淋速度为（ l±0.04）l/min， l=0.0013 q 2 -0.015 q+0.24， q为针对每升上清液臭氧的流量， q的单位为g/h。
8、进一步的，冻融法处理的冷冻温度为-10~-20℃，冷冻时间为4-8h。
9、进一步的，所述消化处理过程为：将去离子水浸泡后的巨藻颗粒中加入质量分数为2%-3%的碳酸钠水溶液，在40-60℃条件下搅拌3-6小时，得到糊状粘稠物，其中碳酸钠水溶液的加入量为干燥巨藻颗粒质量的8-12倍。
10、进一步的，糊状粘稠物和去离子水混合得到悬浊液，向悬浊液中加入质量分数1-2%的稀盐酸调节ph值至中性后静置4-6小时得到上清液；其中去离子水的加入量为干燥巨藻颗粒质量的100-200倍。
11、进一步的，所述脱钙操作过程为：将钙凝处理得到的多孔结构海藻酸钙放入脱钙罐，进行三级连续脱钙得到海藻酸，其中，一级脱钙罐使用二级脱钙废酸水，二级脱钙罐使用三级脱钙废酸水，三级脱钙罐使用质量分数为1%-3%的稀盐酸，各级脱钙的用时分别为15-30min，经三级脱钙后进行水洗操作。
12、进一步的，脱钙处理后的海藻酸中加去离子水，搅拌15~30min，更换去离子水，进行多次清洗，每次清洗使用的去离子水量为海藻酸质量的50~100倍。
13、进一步的，所述中和、醇析操作为：将水洗后的海藻酸加入到乙醇中，乙醇的质量为海藻酸质量的9-15倍，然后滴加氢氧化钠溶液并不断搅拌，调节ph值至中性后过滤，将滤渣干燥处理得到低钙离子含量海藻酸钠。
14、本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术所述低钙离子含量海藻酸钠的提取方法中，采用向不断鼓泡的海藻酸钠清液中喷淋雾状氯化钙溶液的方法来增加物料的接触面积，使反应更加充分均匀，生成的海藻酸钙固体呈絮状形貌，具有较大的比表面积，此外，利用冻融的方法进一步除去了海藻酸钙絮状固体中的结合水，使其呈现多孔结构，一方面，多孔结构提高了海藻酸钙的比表面积，使其在脱钙过程中与酸液接触更加充分，能够有效减少海藻酸中钙离子的残留；另一方面，多孔结构能够增加脱钙效率，缩短脱钙时间，使海藻酸钙向海藻酸的转化趋于同步，减少了海藻酸的降解，从而使产品的分子量分布更窄。
16、本专利技术所述低钙离子含量海藻酸钠的提取方法中，在钙凝处理过程中，通过臭氧鼓泡，利于海藻酸钙呈均匀的絮状物析出，解决传统方法中海藻酸钙在钙凝时结块或呈粒装包裹海藻酸钠溶液的问题，而且在钙凝的过程中同时实现氧化漂白处理，也就是说海藻酸钙絮状物一边均匀析出成长，一边实现氧化漂白，从而使海藻酸钙实现更加充分的漂白，最终得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，所述的提取方法为：
2.根据权利要求1所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，所述钙凝处理的具体操作为：向上清液中通入臭氧，在臭氧的通气管口处安装气泡石，臭氧在漂白的同时可以使上清液表面聚集大量气泡，通臭氧漂白5~15分钟后，保持通气，利用喷雾装置向上清液表面喷淋氯化钙溶液，并利用刮板不断地将海藻酸钙絮状固体刮入收集装置中，将海藻酸钙絮状固体倾倒于倾斜的流床中，依靠惯性不同，快速分离海藻酸钙与水，随后，将海藻酸钙絮状固体收集并放入冷冻装置中冷冻，然后解冻并固液分离，得到浓缩的多孔结构海藻酸钙。
3.根据权利要求1或2所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，钙凝处理时，每升上清液，臭氧的流量为8-15g/h，氯化钙溶液的喷淋速度为0.2-0.3L/min，氯化钙溶液为质量分数5%-15%的氯化钙水溶液。
4.根据权利要求3所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，针对每升上清液，所述氯化钙溶液的喷淋速度为（l±0.04）L/min，l=0.0013q2-0.01
5.根据权利要求1所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，冻融法处理的冷冻温度为-10~-20℃，冷冻时间为4-8h。
6.根据权利要求1所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，所述消化处理过程为：在去离子水浸泡后的巨藻颗粒中加入质量分数为2%-3%的碳酸钠水溶液，在40-60℃条件下搅拌3-6小时，得到糊状粘稠物，其中碳酸钠水溶液的加入量为干燥巨藻颗粒质量的8-12倍。
7.根据权利要求1所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，糊状粘稠物和去离子水混合得到悬浊液，向悬浊液中加入质量分数1-2%的稀盐酸调节pH值至中性后静置4-6小时得到上清液；其中去离子水的加入量为干燥巨藻颗粒质量的100-200倍。
8.根据权利要求1所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，所述脱钙操作过程为：将钙凝处理得到的多孔结构海藻酸钙放入脱钙罐，进行三级连续脱钙得到海藻酸，其中，一级脱钙罐使用二级脱钙废酸水，二级脱钙罐使用三级脱钙废酸水，三级脱钙罐使用质量分数为1%-3%的稀盐酸，各级脱钙的用时分别为15-30min，经三级脱钙后进行水洗操作。
9.根据权利要求1所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，脱钙处理后的海藻酸中加去离子水，搅拌15~30min，更换去离子水，进行多次清洗，每次清洗使用的去离子水量为海藻酸质量的50~100倍。
10.根据权利要求1所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，所述中和、醇析操作为：将水洗后的海藻酸加入到乙醇中，乙醇的质量为海藻酸质量的9-15倍，然后滴加氢氧化钠溶液并不断搅拌，调节pH值至中性后过滤，将滤渣干燥处理得到低钙离子含量海藻酸钠。
...【技术特征摘要】
1.一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，所述的提取方法为：
2.根据权利要求1所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，所述钙凝处理的具体操作为：向上清液中通入臭氧，在臭氧的通气管口处安装气泡石，臭氧在漂白的同时可以使上清液表面聚集大量气泡，通臭氧漂白5~15分钟后，保持通气，利用喷雾装置向上清液表面喷淋氯化钙溶液，并利用刮板不断地将海藻酸钙絮状固体刮入收集装置中，将海藻酸钙絮状固体倾倒于倾斜的流床中，依靠惯性不同，快速分离海藻酸钙与水，随后，将海藻酸钙絮状固体收集并放入冷冻装置中冷冻，然后解冻并固液分离，得到浓缩的多孔结构海藻酸钙。
3.根据权利要求1或2所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，钙凝处理时，每升上清液，臭氧的流量为8-15g/h，氯化钙溶液的喷淋速度为0.2-0.3l/min，氯化钙溶液为质量分数5%-15%的氯化钙水溶液。
4.根据权利要求3所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，针对每升上清液，所述氯化钙溶液的喷淋速度为（l±0.04）l/min，l=0.0013q2-0.015q+0.24，q为针对每升上清液臭氧的流量，q的单位为g/h。
5.根据权利要求1所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，冻融法处理的冷冻温度为-10~-20℃，冷冻时间为4-8h。
6.根据权利要求1所述一种低钙离子含量海藻酸钠的提取方法，其特征在于，所述消...
【专利技术属性】
技术研发人员：董宇，安冉，于保卫，关振虹，江明，
申请(专利权)人：烟台泰和新材高分子新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。