甲殼素的綠色生產(chǎn)

甲殼素/殼聚糖的綠色生產(chǎn)甲殼素是從蝦蟹外殼提煉出的天然高分子氛墓多糖聚合物。甲殼素和其脫乙跳衍生物甲殼胺獨(dú)特的成膜與可紡性能為醫(yī)療、紛織提供了又一新型綠色材料。甲殼素類奇妙的生物活性已為保健食品底得“第六生命要素”的稱謂。甲殼素〔(1,4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-0-D-葡萄聚糖〕是一種天然粘多糖，屬聚多糖類，化學(xué)結(jié)構(gòu)與纖維素極其相似，可看成2-羥基被乙酰胺所取代的纖維素。甲殼素為白色或灰白色無定形半透明固體，其具有良好的化學(xué)物理性質(zhì)：能拉絲、成膜、制粒；能通過化學(xué)改良物化性能；能和多種物質(zhì)(如膽固醇、脂肪、金屬離子、蛋白質(zhì)、腫瘤細(xì)胞等)結(jié)合，無毒，咼黏度，具有生物可溶性。殼聚糖又稱聚氨基葡聚糖，學(xué)名叫B-(1-4)-2-氨基-2-脫氧-葡萄糖，是白色無定型、半透明、略有珍珠光澤的固體，因原料不同和制備方法不同，相對(duì)分子質(zhì)量也從數(shù)十萬至數(shù)百萬不等，不溶于水和堿溶液。但由于脫乙酰化反應(yīng)破壞了甲殼素分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，因此，其溶解性能較甲殼素大為改善，化學(xué)性質(zhì)也較活潑。殼聚糖溶于大多數(shù)稀酸(如鹽酸、醋酸、苯甲酸)生成鹽，常被稱為可溶性nrr7=^甲冗素。甲殼素(Chitin)和殼聚糖(Chitosan)的結(jié)構(gòu)式如下：CFLOHHNH=0h30HHCH.OH-0HOHHH NH“ CH.OHCFLOHHNH=0h30HHCH.OH-0HOHHH NH“ CH.OHH1?傳統(tǒng)甲殼素/殼聚糖生產(chǎn)工藝與缺點(diǎn)殼聚糖是由甲殼素通過脫乙酰制得，因此殼聚糖制備時(shí)都是先制備得到甲殼素。制備甲殼素有蝦、蟹殼、蠅蛹?xì)ぁ⒄婢⑿Q蛹、蛆皮等作為原料，目前工業(yè)上主要以蝦蟹為主要原料生產(chǎn)甲殼素。傳統(tǒng)的殼聚糖生產(chǎn)工藝是以蝦殼為原料,以鹽酸、氫氧化鈉為消耗化學(xué)試劑，采用如下圖工藝流程圖生產(chǎn)殼聚糖的。5%■鹽酸10%NaOH 4除鹽 ?必蛋門質(zhì)粗屮

5%■鹽酸10%NaOH 4除鹽 ?必蛋門質(zhì)粗屮

殼素L不溶性1」屮殼素40%Na0H2%NaHSO3l%KMnO4甲殼素/殼聚糖的生產(chǎn)流程1.1缺點(diǎn)1.1.1該工藝使用大量的燒堿等化學(xué)試劑，使殼聚糖的生產(chǎn)成本較高。1.1.2該工藝有大量的含堿廢液排放，容易造成環(huán)境污染，環(huán)境成本較高。2.綠色生產(chǎn)以生石灰和燒堿的混合物替代燒堿用于脫乙酰，注重循環(huán)利用、減少環(huán)境排放、降低生產(chǎn)成本?！覆佟?粉碎>克聚糖洗濟(jì)4%—6%HCI過篩用乙?！龆汀覆佟?粉碎>克聚糖洗濟(jì)4%—6%HCI過篩用乙?！龆蜁窀膳酂佗貱aOH-NaQH >脫蛋白―>堿石灰法殼聚糖生產(chǎn)工藝流程圖2.1甲殼素/殼聚糖生產(chǎn)廢水的利用酶解液的超濾處理，操作壓力0.05MPa?0.10MPa，料液pH=7.0，并在超濾過程中采用透過液間斷循環(huán)沖洗的方法，可使超濾在相對(duì)高的膜透過速率下運(yùn)行，提高膜分離效率。經(jīng)過超濾后總氮、氨基酸態(tài)氮(AN)含量略有下降，其中AN保存率為92.2%，但腥、苦味成分得到有效截留去除，風(fēng)味更加純正，，具有濃郁的海鮮風(fēng)味。2.2脫鈣后廢水的利用利用檸檬酸來脫鈣，最后可以從廢水中結(jié)晶出檸檬酸鈣。2.3生產(chǎn)中的水處理在傳統(tǒng)工藝中，去蛋白和脫鈣后的廢水如果直接排出會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染，這已經(jīng)是一個(gè)公認(rèn)的難題。在新工藝中基本上沒有污水產(chǎn)生。去蛋白后的水解液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后得到很好的回收再利用，除鈣后的廢水可以在得到檸檬酸鈣以后再重復(fù)應(yīng)用的下一次的除鈣過程中，不僅減少了污染而且大大的節(jié)在傳統(tǒng)工藝中，去蛋白和脫鈣后的廢水如果直接排出會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染，這已經(jīng)是一個(gè)公認(rèn)的難題。在新工藝中基本上沒有污水產(chǎn)生。去蛋白后的水解液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后得到很好的回收再利用，除鈣后的廢水可以在得到檸檬酸鈣以后再重復(fù)應(yīng)用的下一次的除鈣過程中，不僅減少了污染而且大大的節(jié)。2.4優(yōu)點(diǎn)2.4.1脫乙酰步驟使用了更為便宜的堿石灰，并且通過焙燒再生，循環(huán)利用，做到了降低生產(chǎn)成本、大大降低環(huán)境污染。2.4.2傳統(tǒng)工藝中，脫乙酰步驟需要控制80°C-100°C溫度，需要較