地產(chǎn)龍蝦殼提取甲殼素及其廢水的綜合利用

1、壓榨龍蝦殼酸浸*過濾洗滌至中性18h 堿浸18h地產(chǎn)龍蝦殼提取甲殼素及其廢水的綜合利用1前言鹽城是全國水產(chǎn)品加工示范基地，現(xiàn)在已成為全國最大的龍蝦出口基地，加工出口總 量占全國的40%每年產(chǎn)生的龍蝦甲殼廢物約有3000多噸，其中甲殼素在龍蝦殼中含量占10-20%左右1?，F(xiàn)有的提取甲殼素工藝大多數(shù)規(guī)模小、間隙式生產(chǎn)、酸堿使用量大，加工 工藝落后，技術(shù)含量低，環(huán)境污染嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效益一般2-6。本文對(duì)龍蝦殼中提取甲殼素的工藝進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化，對(duì)甲殼素的提取中產(chǎn)生的廢液處理做了有益的嘗試，取得了較好的 經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。2實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)試劑氫氧化鈉 （96%宜興市第二化工試劑廠），乙醇（99.7 %萊

2、陽市雙雙化工有限公司）， 鹽酸（工業(yè)級(jí)36 %38%宜興市第二化工廠）2.2實(shí)驗(yàn)儀器JPT 2架盤天平（江蘇常熟衡器廠），烘箱 （202-1型電熱恒溫干燥箱，電壓 220V廠家 為上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司聯(lián)欣科學(xué)儀器廠），電爐（興化市美月電熱元件廠， 電壓220V,功率 1000W2.3實(shí)驗(yàn)原料鹽城地產(chǎn)的龍蝦蝦殼。2.4甲殼素的提取工藝甲殼素的提取方法歸納起來為“四脫”，一是脫除節(jié)肢動(dòng)物中的蛋白質(zhì)，二是脫除脂 肪，三是脫除無機(jī)鹽，四是脫除色素。提取方法的差異在于“四脫”的先后次序和工藝條 件。龍蝦蝦殼預(yù)處理將龍蝦蝦頭和蝦殼用水清洗干凈，放入螺旋壓榨機(jī)中，加5Mpa壓榨，去除蝦殼中大部分水、

3、蛋白質(zhì)、脂肪等，得壓榨龍蝦殼，壓榨液收集待用。通過預(yù)處理后，與目前工藝比， 可以大大減少酸堿的用量。工藝一1.0M HCI2.5M NaOH2.5M NaOH過濾洗滌至中性堿浸*過濾洗滌至中性 *18h1.0M HCl酸浸|18h過濾洗滌至中性烘干* 晾曬一天脫色 得產(chǎn)品圖1甲殼素的提取工藝一流程圖稱取壓榨龍蝦殼20 g,在室溫下浸泡于1.0 mol/L工業(yè)鹽酸18小時(shí)，然后過濾洗滌至中 性。在室溫下浸泡于2.5 mol/L工業(yè)氫氧化鈉中18小時(shí)，然后用過濾,洗滌至中性。再用浸泡 于2.5 mol/L工業(yè)氫氧化鈉中18小時(shí)，再用鹽酸溶液一樣的用量,再浸泡18小時(shí)，過濾，用水漂洗中性，105C烘

4、箱恒溫干燥4 h，日光晾曬1天得白色固體。243工藝二稱取壓榨龍蝦殼20 g，加入到1:2(v/v)的鹽酸溶液中浸泡、翻搗，約 24小時(shí)后，水洗 至中性。將浸酸后的龍蝦殼浸泡于 5%的氫氧化鈉溶液中，邊攪邊煮沸約 lh，冷卻水洗至中 性。再次浸酸，將經(jīng)上述處理后的軟殼置于1:1(v/v)的鹽酸溶液中浸泡翻搗，約 24小時(shí)后水洗至中性，烘干后即得白色片狀固體甲殼素。1:2(V:V) HCl5% NaOH壓榨龍蝦殼*過濾洗滌至中性過濾洗滌至中性工藝24h1h1:1(v:v) HCl|酸浸| 烘干”得產(chǎn)品24h圖2甲殼素的提取工藝二流程圖15 % NaOH12%M HCl% !壓榨龍蝦殼”堿煮過濾洗

5、滌至中性”酸浸2h2hT1%KMnO 4* |脫色|過濾洗滌至中性I*30%H2O2A I脫色I(xiàn)烘干得產(chǎn)品1h圖3甲殼素的提取工藝三流程圖稱取壓榨龍蝦殼20 g，放入15%的氫氧化鈉溶液中煮沸 2小時(shí)，用清水洗多次至中性。放入12%HCI溶液中浸泡脫鈣，直到溶液中無氣泡產(chǎn)生后，再繼續(xù)浸泡1h,水洗至中性，干燥，產(chǎn)品色度較高，需脫色處理。3結(jié)果與討論3.1三種提取工藝的比較表1不同提取工藝對(duì)甲殼素產(chǎn)品得率和性狀的影響工藝壓榨龍蝦殼（g）酸(HCI)(g)堿(NaOH)(g)總廢液量（L）處理時(shí) 間（h）得率（%）產(chǎn)品性狀12030252.0729白色片狀固體22020101.54911淡黃色片狀

6、固體320950.5915淡紅色片狀固體從表1可見，工藝三甲殼素得率最高，處理時(shí)間最短且產(chǎn)生的廢水量也少，雖產(chǎn)品帶 淡紅色，可以進(jìn)行簡單的脫色處理得到白色片狀固體。3.2甲殼素的脫色處理的比較工藝三中甲殼素采用 KMnO4和30%濃度的過氧化氫進(jìn)行脫色處理。結(jié)果如下：1將脫鈣后的蝦殼，稱取1克浸泡于1%的KMnO4溶液中，由于溶液顏色較深，不容易 觀察脫色效果，而且它的氧化性較強(qiáng)，不易把握脫色時(shí)間，浸泡1小時(shí)后，蝦殼暗褐色，可能脫色 不完全或產(chǎn)生了焦化，脫色效果較差。2將脫鈣后的蝦殼， 稱取1克浸于30%濃度的過氧化氫中 浸泡1小時(shí)，蝦殼顏色漸變淺 黃，完全脫色，經(jīng)水洗，干燥得到甲殼素產(chǎn)品。與

7、用KMnO4進(jìn)行脫色處理比較而言，用30%濃度的過氧化氫進(jìn)行脫色處理比較容易控 制工藝條件，同時(shí)所需時(shí)間較短，脫色效果比較好。3.3效益分析從表3-1的數(shù)據(jù)來看，提取甲殼素經(jīng)濟(jì)性最好的是工藝三，以工藝三進(jìn)行效益核算。表2龍蝦殼生產(chǎn)甲殼素效益分析表品名價(jià)格（元/噸）數(shù)量（噸）價(jià)值（萬元）壓榨龍蝦殼15006.81.020工業(yè)鹽酸（30%）4503.20.144消耗工業(yè)燒堿30001.70.51水2.4450.011動(dòng)力消耗0.20小計(jì)1.8857 口 產(chǎn)口仃甲殼素4000014利潤2.115從表2可以看出，每生產(chǎn)一噸甲殼素，可產(chǎn)生效益2.115萬元。3.4廢水處理從表1可以看出，制取1噸的甲殼素，至少會(huì)產(chǎn)生 50噸左右廢水。廢水中含有大量的蛋 白質(zhì)、脂肪、離子鈣、無機(jī)鹽等。如不經(jīng)處理，直接排放，會(huì)產(chǎn)生較大的環(huán)境污染。廢水 合并中和后，在電解質(zhì)的作用下，沉淀固形物，上層清液可再次用于配制鹽酸溶液；分離 的固形物與壓榨液合并，烘烤處理，與其他飼料添加劑復(fù)配，直接用于陸地動(dòng)物飼料的造 粒7-8，化解含有機(jī)廢水排放引起的環(huán)境污染問題。4結(jié)論龍蝦殼是水產(chǎn)品加工的廢棄物，同時(shí)又是一種動(dòng)物性再生資源。如果作廢棄物處理， 既是一種浪費(fèi)，也會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染。通過對(duì)龍蝦殼的預(yù)處理，減少提取甲殼素中酸堿的用量；選擇最佳工藝，提高經(jīng)濟(jì)效益；壓榨液和廢水中的蛋白質(zhì)、脂肪、