CN101579071B - 一种从海藻提取物中除去砷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种从海藻提取物中除去砷的方法。海藻中含有很多具有营养和药用价值的物质，如多糖类，胡萝卜素等，在制取多糖和胡萝卜素后的水溶液中，仍含有甘露醇、低分子量的寡糖、氨基酸、碘和其它矿物质，这些矿物质在化工、农业和医药工业中都是宝贵的资源。由于海水的污染日趋严重，而海藻又具有富集砷和重金属的特性，因此在提取色素和多糖后的水溶液中含有相当多的砷化合物，从而限制了所含有益资源的利用。本发明通过硫酸多糖与壳聚糖合成水不溶性大分子的特点，吸附水溶液中砷和重金属，从而除去砷和重金属。

Description

一种从海藻提取物中除去砷的方法
技术领域
本发明涉及一种去除海藻提取物中砷的方法，特别是涉及一种采用硫酸多糖与壳聚糖聚合物去除海藻提取物中砷的方法。 
技术背景
海藻中含有很多如多糖类，胡萝卜素等具有营养和药用价值的物质，在提取多糖和胡萝卜素后的水溶液中，仍含有甘露醇、低分子量的寡糖、氨基酸、碘和其它矿物质，这些物质在化工、农业和医药工业中都是宝贵的资源。由于海水的污染日趋严重，而海藻又具有富集砷和重金属的特性，因此在提取色素和多糖后的水溶液中含有相当多的砷化合物，从而限制了所含有益资源的利用。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用聚合多糖去除海藻提取物中砷的方法，该方法可生产出低砷的海藻提取物。 
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是： 
本发明属于一种从海藻提取物中除去砷的方法，该方法包括制备一种多糖聚合物的步骤，该多糖聚合物不溶于水，具有网状结构和较大的表面积和吸附能力，因此可用此聚合多糖吸附水溶液中的砷化合物。 
具体而言，该聚合多糖可以如下制备：将硫酸多糖的稀溶液在快速搅拌下滴加到酸性壳聚糖的溶液中，所用的硫酸多糖是任何带硫酸酯的多糖，如卡拉胶或硫酸岩藻多糖，壳聚糖溶液是用脱乙酰度为85％以上的壳聚糖溶解在1％～5％的有机酸中而制成，其壳聚糖浓度应为0.5％～2％，最好为1％，从而使溶液不会过于粘稠，以利于搅拌。 
所制成的聚合多糖可以经离心沉降后直接加到海藻提取物的溶液中，最好是经真空干燥并制成0.5～1.0mm的干燥颗粒备用。 
根据本发明的具体实施方式，本发明提供了一种利用聚合多糖去除海藻提取物中砷的方法，它可以包括以下步骤：(1)将50～100克脱乙酰度为85％～90％的壳聚糖溶于10升1％～5％的有机酸溶液中，使之成为略带粘性的透明溶液。在快速搅拌下，将含有10～30克卡拉胶或硫酸岩藻多糖的溶液滴加到壳聚糖的溶液中，溶液变混浊并逐渐生成颗粒状的沉淀，用氢氧化钠调节体系的pH值5.0～7.0，静止4小时以上，使沉淀的颗粒沉降下来；(2)倾出上清液，将沉淀离心除去大部分水分，在60℃的真空干燥箱中干燥到 水分≤5％，并粉碎到0.5～1.0mm的颗粒备用；(3)将制备的聚合多糖的干燥颗粒在搅拌下加到含有砷化合物的水溶液中，加入量视溶液的含砷量而定，一般而按溶液总砷的5000～10000倍的量加入聚合多糖颗粒，在常温下搅拌吸附1～4小时，离心除去聚合多糖；(4)根据含砷溶液中的总砷量，制备总砷量5000～10000倍重量的壳聚糖的溶液，再在含砷溶液中加入总砷1000～5000倍的硫酸多糖，将含砷的硫酸多糖的溶液滴加到壳聚糖溶液中，快速搅拌1～4小时。静止4小时，使颗粒沉降，离心收集上清液测砷，离心出的聚合多糖妥善处理，不要随便排放。 
步聚(1)中所述酸为甲酸、乙酸、柠檬酸。 
步骤(3)中的含有砷化合物的水溶液为海藻提取液或海藻加工废水。 
步骤(4)中的硫酸多糖在含砷溶液中的浓度为0.5％～2％，最好是1％，所述硫酸多糖溶解后，以一定的速度滴加到壳聚糖的溶液中。 
步骤(4)中壳聚糖与硫酸多糖的重量之比为5∶1。 
采用上述方案后，由于发明的关键技术是尽可能地去除海藻提取中的砷化合物，所采用的新工艺为：采用硫酸多糖与壳聚糖制成聚合物，该聚合物具有无毒，不溶于水， 有网状结构和较大的表面积和吸附能力，因此可用此聚合物吸附水溶液中的砷化合物，从而极大地保留了海藻提取物中原有功能成分，有效去除砷化合物。 
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。 
具体实施方式
实施例1： 
将50克脱乙酰度为85％的壳聚糖溶于10升1％的甲酸溶液中，使之成为略带粘性的透明溶液。在快速搅拌下，将含有20克卡拉胶或硫酸岩藻多糖的溶液滴加到壳聚糖的溶液中，溶液变混浊并逐渐生成颗粒状的沉淀，用氢氧化钠调节体系的pH值5.0～7.0，静止4小时以上，使沉淀的颗粒沉降下来；倾出上清液，将沉淀离心除去大部分水分，在60℃的真空干燥箱中干燥到水分≤5％，并粉碎到0.5～1.0mm的颗粒。将制备的聚合多糖的干燥颗粒在搅拌下加到含有砷化合物的水溶液中，加入量视溶液的含砷量而定，按溶液总砷的10000倍的量加入聚合多糖颗粒，在常温下搅拌吸附4小时，离心除去聚合多糖；根据含砷溶液中的总砷量，制备总砷量5000倍重量的壳聚糖的溶液，再在含砷溶液中加入总砷1000倍的硫酸多糖，将含砷的硫酸多糖的溶液滴加到壳聚糖溶液中，快速搅拌1小时。静止4小时，使颗粒沉降，离心收集上清液测砷。 
实施例2： 
将100克脱乙酰度为90％的壳聚糖溶于10升5％的乙酸溶液中，使之成为略带粘性的透明溶液。在快速搅拌下，将含有30克卡拉胶或硫酸岩藻多糖的溶液滴加到壳聚糖的溶液中，溶液变混浊并逐渐生成颗粒状的沉淀，用氢氧化钠调节体系的pH值5.0～7.0，静止4小时以上，使沉淀的颗粒沉降下来；倾出上清液，将沉淀离心除去大部分水分，在60℃的真空干燥箱中干燥到水分≤5％，并粉碎到0.5～1.0mm的颗粒；将制备的聚合多糖的干燥颗粒在搅拌下加到含有砷化合物的水溶液中，加入量视溶液的含砷量而定，一般而按溶液总砷的10000倍的量加入聚合多糖颗粒，在常温下搅拌吸附4小时，离心除去聚合多糖；根据含砷溶液中的总砷量，制备总砷量10000倍重量的壳聚糖的溶液，再在含砷溶液中加入总砷5000倍的硫酸多糖，将含砷的硫酸多糖的溶液滴加到壳聚糖溶液中，快速搅拌4小时。静止4小时，使颗粒沉降，离心收集上清液测砷。 
实施例3： 
将80克脱乙酰度为85％的壳聚糖溶于10升2％的柠檬酸溶液中，使之成为略带粘性的透明溶液。在快速搅拌下，将含有20克卡拉胶或硫酸岩藻多糖的溶液滴加到壳聚糖的溶液中，溶液变混浊并逐渐生成颗粒状的沉淀，用氢氧化钠调节体系的pH值5.0～7.0， 静止4小时以上，使沉淀的颗粒沉降下来；倾出上清液，将沉淀离心除去大部分水分，在60℃的真空干燥箱中干燥到水分≤5％，并粉碎到0.5～1.0mm的颗粒备用；将制备的聚合多糖的干燥颗粒在搅拌下加到含有砷化合物的水溶液中，加入量视溶液的含砷量而定，一般而按溶液总砷的8000倍的量加入聚合多糖颗粒，在常温下搅拌吸附2小时，离心除去聚合多糖；(4)根据含砷溶液中的总砷量，制备总砷量8000倍重量的壳聚糖的溶液，再在含砷溶液中加入总砷2000倍的硫酸多糖，将含砷的硫酸多糖的溶液滴加到壳聚糖溶液中，快速搅拌2小时。静止4小时，使颗粒沉降，离心收集上清液测砷。 
根据本发明得到的低砷海藻提取物，测砷含量。 
试验结果： 
沉降分离出多糖并回收乙醇后的残液各10升，分别加入不同量的聚合多糖颗粒处理后，测砷含量，结果见表。 
  聚合多糖用量(g)   处理后含砷量(mg/L)   砷去除率(％)
  0   1.60   0
  10   1.46   8.75
  20   1.32   17.5
  100   0.19   88.1
  200   0.08   95.0

Claims (7)

1.一种从海藻提取液或海藻加工废水中除去砷的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将50～100克脱乙酰度为85％～90％的壳聚糖溶于10升1％～5％的有机酸溶液中，使之成为略带粘性的透明溶液；在快速搅拌下，将含有10～30克卡拉胶或硫酸岩藻多糖的溶液滴加到壳聚糖的溶液中，溶液变混浊并逐渐生成颗粒状的沉淀，用氢氧化钠调节体系的pH值5.0～7.0，静止4小时以上，使沉淀的颗粒沉降下来；
(2)倾出步骤(1)中反应体系中的上清液，将沉淀离心除去大部分水分，在60℃的真空干燥箱中干燥到水分≤5％，并粉碎到0.5～1.0mm的颗粒备用；
(3)将步骤(2)制备的聚合多糖的干燥颗粒在搅拌下加到含有砷化合物的水溶液中，其中按溶液总砷的5000～10000倍的量加入聚合多糖颗粒，在常温下搅拌吸附1～4小时，离心除去聚合多糖，其中所述含有砷化合物的水溶液为海藻提取液或海藻加工废水；
(4)根据步骤(3)获得的含砷溶液中的总砷量，制备总砷量5000～10000倍重量的壳聚糖的溶液，再在含砷溶液中加入总砷1000～5000倍的硫酸多糖，将含砷的硫酸多糖的溶液滴加到壳聚糖溶液中，快速搅拌1～4小时，静止4小时，使颗粒沉降，离心收集上清液测砷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的有机酸为甲酸、乙酸或柠檬酸。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中壳聚糖在有机酸溶液中的浓度为0.5％～2％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中壳聚糖在有机酸溶液中的浓度为1％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中硫酸多糖在含砷溶液中的浓度为0.5％～2％，所述硫酸多糖溶解后，以一定的速度滴加到壳聚糖的溶液中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中硫酸多糖在含砷溶液中的浓度是1％。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中壳聚糖与硫酸多糖的重量之比为5∶1。 
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