CN104877045B - 一种壳聚糖清洁生产方法 - Google Patents

Abstract

一种壳聚糖清洁生产方法，属于废水处理与清洁生产技术领域，在生产壳聚糖的过程中，用氢氧化钾代替氢氧化钠，然后将氢氧化钾废液用作海藻肥生产的消化剂；用硝酸代替盐酸，将硝酸废液代替部分磷酸用作海藻消化液的中和剂。本发明改变传统思维，改处理废碱液为利用废碱液，采用氢氧化钾代替氢氧化钠，然后将氢氧化钾废液用于海藻肥生产过程中的海藻消化剂，变废为宝，免除了壳聚糖生产废碱液的处理，同时氢氧化钾废液中含有大量的动物性蛋白质等有机物，硝酸废液中含有丰富的钙及微量元素，使得生产的海藻肥营养更丰富，肥效更好。

Description

一种壳聚糖清洁生产方法

技术领域

本发明属于废水处理与清洁生产技术领域，具体地涉及一种壳聚糖清洁生产方法。

背景技术

壳聚糖是一种天然高分子生物多糖，是继蛋白、脂肪、维生素之后的另一维持人体生命的要素，是医药、食品、轻工、化工、环保等的重要原料。虾、蟹等甲壳中含有丰富的壳聚糖，是生产壳聚糖的主要原料。利用虾壳或蟹壳生产壳聚糖的主要生产工艺是：用盐酸溶液去除虾蟹甲壳中的钙等无机矿物质，用氢氧化钠溶液去除壳内和壳上的蛋白质等有机物，最后用40％左右的氢氧化钠溶液脱去乙酰基等工序得到壳聚糖成品。该生产工艺方法简单，实用性强，但产生废水量大，且含有强酸、强碱和有机物，严重污染环境。这种废水处理难度大，费用高，而且废水中大量的蛋白质、残留的碱等有用成份在污染环境的同时也造成了很大的资源浪费。

近几年来，国内外报道了壳聚糖生产新工艺及废水处理方法，如酶解法代替强碱脱除蛋白、强碱回收利用等，但存在生产成本高、设备投资大等不足。因此企业迫切需要一种投资少、成本低、简单易行的方法减少污水排放。

海藻肥是以海藻提取物为核心物质的肥料，其主要生产工艺是以干海带等褐藻为原料，加入氢氧化钾溶液作为消化剂在加热条件下提取，提取液过滤后用磷酸中和等工序得到海藻肥。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种壳聚糖清洁生产方法，在生产壳聚糖的过程中，用氢氧化钾代替氢氧化钠、用硝酸代替盐酸；然后将氢氧化钾废液用作海藻肥生产的消化剂，将硝酸废液代替部分磷酸用作海藻消化液的中和剂；变废为宝，实现节约资源、保护环境的目的。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种壳聚糖清洁生产方法，在生产壳聚糖的过程中，用氢氧化钾代替氢氧化钠，然后将氢氧化钾废液用作海藻肥生产的消化剂；用硝酸代替盐酸，将硝酸废液代替部分磷酸用作海藻消化液的中和剂。

一种壳聚糖清洁生产方法，具体步骤如下：

1)在反应釜中加入6-8％(V/V)的硝酸溶液，然后按蟹壳与硝酸溶液1：6(W/V)的比例加入干蟹壳，浸泡30-50h，浸泡完毕后收集废硝酸溶液，蟹壳离心甩干；

2)将上述蟹壳加入装有4-6％(V/V)硝酸溶液的反应釜中浸泡30-50h，加入的硝酸溶液体积同步骤1)，浸泡完毕后收集废硝酸溶液，蟹壳用水冲洗后离心甩干，冲洗废水排入冲洗废水专用池；

3)将上述步骤2)处理后的蟹壳加入装有5-7％(W/V)的氢氧化钾溶液的反应釜中，加入的氢氧化钾溶液的体积同步骤1)所述加入硝酸溶液的体积，加热升温至85-90℃，保温30-120min，保温完毕后收集废碱液，蟹壳离心甩干；

4)将上述步骤3)处理后的蟹壳加入装有5-7％(W/V)的氢氧化钾溶液的反应釜中，加入的氢氧化钾溶液的体积同步骤3)，加热升温至85-90℃，保温30-60min，保温完毕后收集废碱液，蟹壳离心甩干；

5)将步骤4)得到的蟹壳水洗至中性，离心甩干，晒干，得到甲壳素；冲洗废水排入冲洗废水专用池；

6)将步骤5)得到的甲壳素放入浓度为50-60％(W/V)的氢氧化钾溶液中浸泡8-12h，然后加热至90-100℃保温16-24h，得到壳聚糖，收集废碱液，壳聚糖离心甩干；将壳聚糖用水冲洗一遍后用三足式离心机离心甩干，冲洗废水合并至收集废碱液；

7)将步骤6)得到的壳聚糖用水洗至中性，离心甩干，干燥，得到壳聚糖成品；冲洗废水排入冲洗废水专用池；

8)将步骤3)、步骤4)和步骤6)收集的废碱液中的氢氧化钾浓度调整至4-6％(W/V)，在反应釜中加入所述调整浓度后的氢氧化钾废碱液，加热升温至70-80℃，然后加入干海带，同时进行搅拌，保温消化2-4h，将消化后的海带溶液过滤；

9)将步骤8)的滤液用步骤1)、步骤2)的废硝酸溶液和重量百分比为85％的磷酸溶液进行中和，加入废硝酸溶液的体积为滤液体积的6-10％，加入的磷酸溶液体积为滤液体积的2.8-3.5％，得到海藻提取液，用作液体海藻肥。

本发明与现有技术相比的有益效果：

(1)氢氧化钠的价格远低于氢氧化钾，因此从成本考虑出发，在目前的壳聚糖生产工艺中，用氢氧化钠对蟹壳进行碱处理，产生的废碱液pH值高、含有大量有机物，处理难度大。本发明改变传统思维，改处理废碱液为利用废碱液，采用氢氧化钾代替氢氧化钠，然后将氢氧化钾废液用于海藻肥生产过程中的海藻消化剂，变废为宝，免除了壳聚糖生产废碱液的处理。

(2)本发明在壳聚糖生产工艺中用硝酸代替盐酸，然后将硝酸废液用于海藻消化液的中和剂，免除了壳聚糖生产中废酸液的处理。

(3)在壳聚糖生产工艺中，氢氧化钾废液中含有大量的动物性蛋白质等有机物，硝酸废液中含有丰富的钙及微量元素，使得生产的海藻肥营养更丰富，肥效更好。

(4)生产工艺简单有效，真正实现了节约资源和清洁生产。

具体实施方式

下面以干蟹壳为实施例对本发明做详细说明：

实施例1：

一种壳聚糖清洁生产方法，具体步骤如下：

1、在容积为1000L的塑料容器中加入7％(V/V)的硝酸溶液600L，然后加入干蟹壳100Kg，浸泡48h，浸泡完毕后将硝酸溶液废液排至废酸液收集池，蟹壳用三足式离心机离心甩干；

2、将步骤1处理后的蟹壳加入到装有600L5％(V/V)硝酸溶液的塑料容器中浸泡40h，浸泡完毕后收集废硝酸溶液，蟹壳用水冲洗后离心甩干，冲洗废水排入冲洗废水专用池；

3、将上述步骤2处理后的蟹壳加入到装有600L7％(W/V)的氢氧化钾溶液的不锈钢蒸汽夹层锅中，加热升温至85℃，保温60min，保温完毕后将废碱液排至废碱液收集池，蟹壳用三足式离心机离心甩干；

4、将上述步骤3处理后的蟹壳加入到装有600L7％(W/V)的氢氧化钾溶液的不锈钢蒸汽夹层锅中，加热升温至85℃，保温40min，保温完毕后将废碱液排至废碱液收集池，蟹壳用三足式离心机离心甩干；

5、将上述步骤4处理后的蟹壳水洗至中性后用三足式离心机离心甩干，然后日光下晒干，得到甲壳素。冲洗废水排入冲洗废水专用池；

6、将上述步骤5得到的甲壳素放入装有60％(W/V)的氢氧化钾溶液的不锈钢蒸汽夹层锅中浸泡10h(以溶液能浸没甲壳素为准)，然后加热至95℃保温24h，得到壳聚糖。将废碱液排至废碱液收集池。将壳聚糖用水冲洗一遍后用三足式离心机离心甩干，冲洗废水同样排至废碱液收集池；

7、将步骤6得到的壳聚糖用水洗至中性，用三足式离心机离心甩干，干燥，得壳聚糖成品；冲洗废水排入冲洗废水专用池；

8、将上述步骤3、步骤4和步骤6收集的废碱液中的氢氧化钾浓度调至5.5％，在6立方的反应釜中加入4立方所述5.5％的氢氧化钾废碱液，使用蒸汽加热升温至75℃，然后加入550公斤干海带，同时进行搅拌，保温消化3h。将消化后的海带溶液用150目筛绢过滤；

9、将步骤9得到的滤液用步骤1、步骤2的硝酸废液和重量百分比为85％的磷酸溶液进行中和，硝酸废液的加入体积为滤液体积的10％，磷酸溶液的加入体积为滤液体积的3.4％。搅拌均匀后得到海藻提取液，用作液体海藻肥，也可以进一步复配制成复合海藻肥；

本发明将壳聚糖生产产生的氢氧化钾废液直接用于海藻肥生产过程中的海藻消化剂，变废为宝，既免除了壳聚糖生产废碱液的处理，又增加了海藻肥中水产动物性蛋白等有机质。在壳聚糖生产工艺中用硝酸代替盐酸，然后将硝酸废液代替部分磷酸用于海藻消化液的中和剂，不仅免除了壳聚糖生产中废酸液的处理，同时硝酸废液中含有丰富的钙及微量元素，使得生产的海藻肥营养更丰富，肥效更好。本发明技术方案生产工艺简单有效，真正实现了节约资源和清洁生产。

Claims (1)

1.一种壳聚糖清洁生产方法，在生产壳聚糖的过程中，用氢氧化钾代替氢氧化钠，然后将氢氧化钾废液用作海藻肥生产的消化剂；用硝酸代替盐酸，将硝酸废液代替部分磷酸用作海藻消化液的中和剂；其特征在于它的具体步骤如下：

1)在反应釜中加入6-8％(V/V)的硝酸溶液，然后按蟹壳与硝酸溶液1：6(W/V)的比例加入干蟹壳，浸泡30-50h，浸泡完毕后收集废硝酸溶液，蟹壳离心甩干；

2)将上述蟹壳加入装有4-6％(V/V)硝酸溶液的反应釜中浸泡30-50h，加入的硝酸溶液体积同步骤1)，浸泡完毕后收集废硝酸溶液，蟹壳用水冲洗后离心甩干，冲洗废水排入冲洗废水专用池；

3)将上述步骤2)处理后的蟹壳加入装有5-7％(W/V)的氢氧化钾溶液的反应釜中，加入的氢氧化钾溶液的体积同步骤1)所述加入硝酸溶液的体积，加热升温至85-90℃，保温30-120min，保温完毕后收集废碱液，蟹壳离心甩干；

4)将上述步骤3)处理后的蟹壳加入装有5-7％(W/V)的氢氧化钾溶液的反应釜中，加入的氢氧化钾溶液的体积同步骤3)，加热升温至85-90℃，保温30-60min，保温完毕后收集废碱液，蟹壳离心甩干；

5)将步骤4)得到的蟹壳水洗至中性，离心甩干，晒干，得到甲壳素；冲洗废水排入冲洗废水专用池；

6)将步骤5)得到的甲壳素放入浓度为50-60％(W/V)的氢氧化钾溶液中浸泡8-12h，然后加热至90-100℃保温16-24h，得到壳聚糖，收集废碱液，壳聚糖离心甩干；将壳聚糖用水冲洗一遍后用三足式离心机离心甩干，冲洗废水合并至收集废碱液；

7)将步骤6)得到的壳聚糖用水洗至中性，离心甩干，干燥，得到壳聚糖成品；冲洗废水排入冲洗废水专用池；

8)将步骤3)、步骤4)和步骤6)收集的废碱液中的氢氧化钾浓度调整至4-6％(W/V)，在反应釜中加入所述调整浓度后的氢氧化钾废碱液，加热升温至70-80℃，然后加入干海带，同时进行搅拌，保温消化2-4h，将消化后的海带溶液过滤；

9)将步骤8)的滤液用步骤1)、步骤2)的废硝酸溶液和重量百分比为85％的磷酸溶液进行中和，加入废硝酸溶液的体积为滤液体积的6-10％，加入的磷酸溶液体积为滤液体积的2.8-3.5％，得到海藻提取液，用作液体海藻肥。