CN101319014A - 甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用方法及其设备 - Google Patents

Abstract

甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用方法及其设备，步骤如下，以虾壳等为原料，采用5～8％的酸浸泡15小时左右；水洗至中性；用6～8％的碱煮1小时至100℃，保温8小时左右；水洗至中性；压干形成半成品甲壳素；其特征在于，所述的碱煮、保温步骤，是在封闭容器中进行的，并同时增加有以下步骤：对该封闭容器中的余热进行回收；所回收的余热用于加热两次水洗步骤中的用水。优化方案还设有以下步骤：水洗后的水，经过脱色、过滤，然后进入循环池，循环水进入换热器预热，再进入水洗桶中循环使用。本发明的优点：方法和设备，与现有方法相比，不仅减少蒸汽消耗和水的用量，同时排除了汽体释放至空气中，影响环境等问题。

Description

甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用方法及其设备

技术领域

本发明涉及一种生物化工的生产工艺，特别是一种甲壳素生产过程中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用工艺方法。本发明还将提供这种工艺方法所使用的设备。

技术背景

在日常生活中，人们吃完海鲜往往把螃蟹、大虾的外壳当作废料抛弃，腥味冲天且污染环境。

早在1811年法国人Braconnot从虾蟹壳中发现了一种有用的物质叫甲壳素。近代国内外科学家又从虾、蟹、蛹及菌类、藻类的细胞中提炼出这种宝贵的天然生物高聚物，根据分子结构不同，又称为甲壳质(几丁质)和甲壳胺(壳聚糖)。

这类高聚物具有较好的生物相容性及生物降解性，对人体无毒，是一种理想的医用生物材料。甲壳素在大自然中每年生物合成量高达数千亿吨，是一种取之不尽用之不竭用途广泛的再生资源。

甲壳素的用途之一是作为辅助性治疗药剂及功能性保健品的添加剂，有关专家认为甲壳素是继蛋白质、脂肪、糖、维生素、和微量元素外维持人体生命的第六要素。甲壳素对人体各种生理代谢具有广泛调节作用，可强化人体免疫功能。

对甲亢、更年期综合症、各种妇科疾病、肝炎、肾炎、内分泌失调等有一定辅助治疗效果，并能减轻放疗、化疗后的副作用。壳聚糖制成小球作为吸附剂可治疗高血脂病。用甲壳素配以其他药物可制成免疫促进剂、抗肿瘤剂、药物缓释剂、降胆固醇剂、凝血剂、合成生化剂及各种保健品添加剂等。

在新型卫生敷料中甲壳素也大有作为。将虾、蟹、蛹壳经去矿物、提纯、脱色、溶解、纺丝、后处理、纺织或非织造工艺等过程，能制成可吸收手术缝纫线、人造皮肤、止血棉、止血纱布、过滤材料等。这种敷料用于手术后创口、体表溃疡、褥疮、烧烫伤等可促进创面愈合，有特殊治疗效果。

甲壳素还可应用于纺织、印染、化工、造纸、食品、化妆品、农业、环保、塑料等领域。甲壳素用于环保型无甲醛织物整理，可减少皱缩率、改善手感，并能增加布料的可染性和抗静电性，织物在印花染色后再涂上一层含甲壳素的固色剂，可使织物不褪色，改善色调，提高染料的附着牢度。用甲壳素和淀粉等原料制成的薄膜，具有强度高、可天然降解，是替代目前大量使用的塑料薄膜的环保型产品。

用甲壳素精制粉末加工成的纤维有抗菌防臭功能，人体汗液中的蛋白质、脂肪本无臭味，只是被细菌分解成不饱和脂肪酸后才难闻，细菌被抑止后，在一定时间内可防止织物中的臭味产生。甲壳素的开发利用在我国前景广阔。

目前国内虽然有厂家生产，但是随着医药和纺织行业等用量的不断增加，已经呈现出供不应求的局势。有资料显示，目前世界甲壳素用量15万吨/年，国内用量2.2万吨/年左右，而国内甲壳素生产厂家的累计供货量只有约1万吨/年，再加上现行甲壳素生产工艺中存在着一些缺陷，所以采用一条成本低廉且操作简单的生产工艺具有很高的经济价值和社会价值。

现行甲壳素生产过程中，以虾壳等为原料，采用5～8％的酸浸泡15小时左右，水洗至中性，6～8％的碱煮1小时至100℃，保温8小时左右，水洗至中性，压干形成半成品甲壳素，具体过程见图1所示。目前在加碱蒸煮保温环节中，采用若干个立方型水池，在底面加盘管通蒸汽加热，水池上方敞开，采用这种方式，不仅在蒸煮过程中浪费能量、蒸汽消耗量大，同时保温效果不好，尤其在冬天，保温效果更差，蒸煮和保温过程中，释放的蒸汽夹带虾壳等异味，影响环境；在水洗过程中，采用网包裹、水冲的方式，或采用搅拌桶洗，在清洗过程中，用水量大、时间长、不均匀，清洗不彻底，同时劳动强度大。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用方法，以及这种工艺方法所使用的设备，该设备包括加碱蒸煮保温装置和水洗真空吸滤装置，并将两部分结合起来，使用该设备形成本发明的蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用工艺。以克服现有技术蒸煮过程中浪费能量、蒸汽消耗量大、保温效果不好，虾壳异味影响环境；以及用水量大、清洗不彻底，劳动强度大等弊病。

完成上述发明任务的技术方案是，一种甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用方法，步骤如下，

以虾壳等为原料，采用5～8％的酸浸泡15小时左右；

水洗至中性；

用6～8％的碱煮1小时至100℃，保温8小时左右；

水洗至中性；

压干形成半成品甲壳素；

其特征在于，所述的碱煮、保温步骤，是在封闭容器中进行的，并同时增加有以下步骤：

对该封闭容器中的余热进行回收；

所回收的余热用于加热两次水洗步骤中的用水。

本发明的进一步改进，所述的处理用水循环使用，设有以下步骤：

水洗后的水，经过脱色、过滤，然后进入循环池，循环水进入换热器预热，再进入水洗桶中循环使用。

具体操作步骤是：

首先打开冷凝器2的冷却水，冷却水下进上出，然后在水泥池1中加入待处理物料、水及6～8％的碱，打开蒸汽，控制水池温度为100℃，加热1小时，保温8小时，蒸煮完毕后，停止加热，然后将蒸煮后的物料打入水洗桶3中，连续通入清洗水，打开出水阀，并控制桶中水位，清洗完毕后，关闭进水阀门，直到水流尽；关闭水洗桶上所有阀门，打开真空和水洗桶底部阀门，开始抽真空，抽滤时间20分钟；最后停止真空，打开放空阀，放去真空罐中水，放开水洗桶下面的出料阀，虾壳取出后吹干；水洗后的水，经过脱色5、过滤过程6，然后进入循环池7，循环水进入换热器2预热，再进入水洗桶中；重复上述操作。

流程见图2所示。现有技术工艺方法与本发明的方法所采用的工艺条件对比见表1所示，加入蒸煮槽的体积相同。本发明专利方法与现有方法比较可知，在相同条件下，蒸汽量消耗减少了37.5％，用水量减少了60％，脱水、脱有机物效果明显提高，本发明专利所采用的工艺，生产过程无异味释放出来。

完成本申请第2个发明任务的技术方案，即，上述方法所使用的设备是：一种甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用设备，设有碱煮与水洗用的水泥池，该水泥池底面设有蒸汽加热盘管，其特征在于，该水泥池上设有封闭罩，该封闭罩上部连接有换热器(即冷凝器)，该换热器的热边与水洗桶连接，水洗桶的出水口接依次接脱色池、过滤池，然后进入循环池，循环池的出水口接回换热器的冷边。

以上设备的优化方案是，所述的水泥池上的封闭罩采用锥形(包括圆锥形、棱锥形或下方上圆的锥形等)，与换热器连接的管道连接于该锥形的顶部。以利于积聚热量。

工作时，按图2连接好装置，不同部件均采用法兰连接，首先打开冷凝器2的冷却水，冷却水下进上出，然后在水泥池1中加入待处理物料、水及6～8％的碱，打开蒸汽，控制水池温度为100℃，加热1小时，保温8小时，蒸煮完毕后，停止加热，然后将蒸煮后的物料打入水洗桶3中，连续通入清洗水，打开出水阀，并控制桶中水位，清洗完毕后，关闭进水阀门，直到水流尽；关闭水洗桶上所有阀门，打开真空和水洗桶底部阀门，开始抽真空，抽滤时间20分钟；最后停止真空，打开放空阀，放去真空罐中水，放开水洗桶下面的出料阀，虾壳取出后吹干；水洗后的水，经过脱色5、过滤过程6，然后进入循环池7，循环水进入换热器2预热，再进入水洗桶中；重复上述操作。

本发明的优点：采用上述操作方法和工艺，与现有方法相比，不仅减少蒸汽消耗和水的用量，同时排除了汽体释放至空气中，影响环境等问题。

表1现有生产工艺与本发明所采用的条件及结果

附图说明

图1为现有技术甲壳素生产过程示意图；

图2为本发明甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用工艺流程图。

具体实施方式：

实施例1，采用图2所示工艺流程和表1所示条件：在水泥池1中加入待处理物料(虾壳等原料)，采用5～8％的酸浸泡15小时左右；水洗至中性；加入水及6～8％的碱，首先打开冷凝器2的冷却水，冷却水下进上出；打开蒸汽，控制水泥池1中水的温度为100℃，加热1小时，保温8小时，蒸煮完毕后，停止加热，然后将蒸煮后的物料打入水洗桶3中，连续通入清洗水，打开出水阀，并控制桶中水位，清洗完毕后，关闭进水阀门，直到水流尽；关闭水洗桶3上所有阀门，打开真空和水洗桶底3部阀门，开始抽真空，抽滤时间20分钟；最后停止真空，打开放空阀，放去真空罐中水，放开水洗桶3下面的出料阀，虾壳取出后吹干；水洗后的水，经过脱色池5和过滤池6，然后进入循环池7，循环水进入换热器(即冷凝器)2预热，再进入水洗桶3中；重复上述操作。采用上述操作步骤，可得到表1所示结果，采用该方法，在相同条件下，蒸汽量消耗减少了37.5％，用水量减少了60％，脱水、脱有机物效果明显，生产中无异味汽体释放出来。图中的4为真空缓冲罐，8为循环水泵。

Claims (5)

1、一种甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用方法，步骤如下，

以虾壳等为原料，采用5～8％的酸浸泡15小时左右；

水洗至中性；

用6～8％的碱煮1小时至100℃，保温8小时左右；

水洗至中性；

压干形成半成品甲壳素；

其特征在于，所述的碱煮、保温步骤，是在封闭容器中进行的，并同时增加有以下步骤：

对该封闭容器中的余热进行回收；

所回收的余热用于加热两次水洗步骤中的用水。

2、根据权利要求1所述的甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用方法，其特征在于，还设有以下步骤：

水洗后的水，经过脱色、过滤，然后进入循环池，循环水进入换热器预热，再进入水洗桶中循环使用。

3、根据权利要求2所述的甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用方法，其特征在于，具体操作步骤是：

首先打开冷凝器2的冷却水，冷却水下进上出，然后在水泥池1中加入待处理物料，采用5～8％的酸浸泡15小时左右；水洗至中性；加入水及6～8％的碱，打开蒸汽，控制水池温度为100℃，加热1小时，保温8小时，蒸煮完毕后，停止加热，然后将蒸煮后的物料打入水洗桶3中，连续通入清洗水，打开出水阀，并控制桶中水位，清洗完毕后，关闭进水阀门，直到水流尽；关闭水洗桶3上所有阀门，打开真空和水洗桶底部阀门，开始抽真空，抽滤时间20分钟；最后停止真空，打开放空阀，放去真空罐中水，放开水洗桶下3面的出料阀，虾壳取出后吹干；水洗后的水，经过脱色5、过滤过程6，然后进入循环池7，循环水进入换热器2预热，再进入水洗桶中；重复上述操作。

4、一种权利要求1所述方法所使用的甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用设备，设有碱煮与水洗用的水泥池，该水泥池底面设有蒸汽加热盘管，其特征在于，该水泥池上设有封闭罩，该封闭罩上部连接有换热器，该换热器的热边与水洗桶连接，水洗桶的出水口接依次接脱色池、过滤池，然后进入循环池，循环池的出水口接回换热器的冷边。

5、根据权利要求4所述的甲壳素生产中蒸煮和连续水洗过程热量的循环利用设备，其特征在于，所述的水泥池上的封闭罩采用锥形，与换热器连接的管道连接于该锥形的顶部。

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