CN106660818A - 碳酸钙蛋壳与有机膜的分离 - Google Patents

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Abstract

提供了将蛋壳副产品中的碳酸钙无机蛋壳与有机蛋白类膜内衬分离的方法和系统。所述方法涉及三个阶段:机械搅拌/分离、功能性化学品消化和精制化学品消化。在机械阶段中,使用搅拌和筛分去除大块和大部分膜材料。在功能性化学品消化阶段中,将所述副产品通过至少一种碱性溶液处理以去除其它的有机膜和杂质。在精制化学品消化阶段,去除剩余的有机膜和杂质。随后将纯化的碳酸钙漂洗和干燥,准备进一步精制和加工为制成品规格。

Description

碳酸钙蛋壳与有机膜的分离
发明领域
本发明涉及以有效方式将蛋壳副产品中的碳酸钙蛋壳与有机蛋白类膜内衬分离以生产高纯度碳酸钙产品的方法和系统。
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时申请第62044472号的权益。
背景技术
在打破蛋品并取出蛋白和蛋黄之后,蛋品加工业每年丢弃逾600,000吨蛋壳。蛋壳通常被认为是废产物,然而如果将无机和有机成分分离,可得到商业材料并将其用于多种用途。每年会产生大量蛋壳废品或副产物,大部分终结于垃圾填埋池。因此,分离有价值产品的工艺受到关注以使蛋壳副产品不进入垃圾填埋池并且将低价值材料转化为高价值材料。
在蛋壳中有两种主要成分:膜和壳。膜主要由有机材料组成,包括胶原和氨基酸。这些材料可与壳分离并用于医药和化妆品工业等。蛋壳的无机成分由碳酸钙以及少量碳酸镁和磷酸钙组成。此部分主要为碳酸钙(CaCO3),其具有多种用途。这些用途中的许多需要碳酸钙产品具有高纯度,特别是当碳酸钙用于人类消耗时。
在整个蛋品加工业中丢弃壳的工艺存在差异。一些蛋品“破碎”公司将在取出液态蛋之后立即倾倒和丢弃剩余的壳副产品。这种蛋壳副产品将仍具有残余的湿性材料。其它破碎公司将首先使副产品通过离心式设备以去除大部分的剩余液态蛋,这将有助于减少丢弃副产物的成本。
当考虑最终碳酸钙产品的纯度、方法的成本效率和方法的可扩展性时,现有技术中已知的分离壳与膜的方法具有限制。一些现有技术方法集中于膜副产品而不是碳酸钙副产品的纯度和处理。
已提出了分离在本质上是纯机械的多种方法,这固有地导致含有有机杂质的相对不纯的最终碳酸钙产品。例如,MacNeil的US 6,176,376和US 7,007,806使用在液体中搅拌来产生膜和蛋壳的分离,这依赖于膜和蛋壳部分之间体积密度的差异。蛋壳沉降至罐底,而膜保持悬浮于液体中。Thoroski的US 6,649,203描述了使用离心、清洗、离心、干燥和研磨阶段然后气动除膜的方法。在气动除膜步骤中,膜和蛋壳下落通过抽吸流,后者转移相对轻的膜但不转移蛋壳。
结合了机械和化学方法的方法可见于Vlad的美国专利公开第2006/0159816号和美国专利第7,954,733号中。该方法使用流体罐中的气穴现象(机械步骤)将膜与蛋壳分离。任选地,膜可被干燥。随后可使用醋酸从膜提取某些多肽。然而,该方法,具体而言是化学提取,专注于膜材料的分离和处理,而不是作为碳酸钙来源的壳。对于壳,它们仅再次通过机械分离方法分离,并且会具有相对高水平的有机杂质。
Floh的美国专利第7.597,280号描述了如下系统,其中用上升流和多个重叠叶片将磨细的壳和膜的浆料引入到分离罐中。膜被携带向上并通过叶片排出;壳落入罐底部并被去除。膜被脱水(使用蛋白脱水)并干燥。同样,该方法的焦点是生产膜作为产品。至于壳,它们仅通过机械分离方法分离,并且将具有相对高水平的有机杂质。该方法也很昂贵。
发明内容
需要如下的分离蛋壳副产品的膜部分和碳酸钙部分的方法:该方法生产的碳酸钙的纯度高到足以符合USP和其它质量标准并且可用于食品、药品、营养品及类似市场中的人类消耗,但也是成本有效的,能够处理入料蛋壳副产品组成中的大幅度变化,能根据需要放大以适应丢弃蛋壳副产品的工业容量,并且可以包含在终端用户/顾客产品中的商品/主体/成分形式出售。
本文所公开的用于从蛋壳副产品分离和产生高纯度碳酸钙的方法和设备可被概括分为机械和化学阶段,它们共同工作以经由经济上可行且工业上可伸缩的方法将副产品分解为极纯形式的碳酸钙。
在机械阶段中,副产品首先被搅拌(例如,通过磨机设备)以产生副产品材料中膜和壳的初始机械分离,以备用于筛分步骤。第二个机械步骤是通过筛分副产品材料以去除和回收相对大块的膜材料来进行分离。经由分阶段的筛分过程实施此步骤是有优势的。
经筛分的材料将仍具有不理想(并且在一些市场中,不可接受)的量的膜附着于碳酸钙上。化学阶段涉及通过使用碱化学品消化来消化从筛分中残余的材料。这些步骤可设计为根据以下进行:多种不同的碱,每种碱溶液的浓度变化,每个消化阶段中涉及的停留时间,每种碱溶液的温度,以及与材料处理、消化步骤数量和处理参数相关的其它变量。发明人已研究了这些可能性,并已发现用氢氧化钠消化然后用次氯酸钠消化(然后水清洗)的方法得到纯度大于98%的碳酸钙产品,其将满足用于人体消耗以及多种最终用途市场的USP要求。
在将碳酸钙在水中清洗以去除剩余的表面次氯酸钠和相关的盐之后,纯化的碳酸钙通常将被干燥。随后可将纯化的碳酸钙研磨或精制为任何必要的粒径或者根据不同市场的需要进行其它进一步处理。
根据本发明,提供了从蛋壳副产品分离钙蛋壳的方法,包括以下步骤:
a.搅拌蛋壳副产品;
b.筛分蛋壳副产品;
c.将蛋壳副产品用第一碱溶液进行功能性消化;
d.将蛋壳副产品用第二碱溶液进行精制消化;和
e.将蛋壳副产品通过使用水的清洗阶段。
在另一方面,所述方法还包括以下步骤:
f.干燥蛋壳副产品。
在本发明的另一方面,第一碱溶液为与水混合的一种或多种选自氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾或有机碱的碱。在本发明的另一方面,第一碱溶液主要是与水混合的氢氧化钠。在本发明的另一方面,第二碱溶液主要是与水混合的次氯酸钠。在另一方面,将蛋壳副产品用第一碱溶液进行功能性消化的步骤包括在以下条件下消化:固相含量为15-45%,温度为30-90℃,0.5-5%NaOH/H2O,流化,停留时间为15分钟至60分钟。在另一方面,将蛋壳副产品用第一碱溶液进行功能性消化的步骤包括在以下条件下消化:固相含量为15vol%,温度为60℃,混合于水中的2.5wt%氢氧化钠(NaOH)溶液,流化,停留时间为30分钟。在另一方面,将蛋壳副产品用第二碱溶液进行精制消化的步骤包括以下条件:固相含量为15-45vol%的固体,环境温度,带有痕量(少于1%)氢氧化钠(碱溶液)的混合于水中的6wt%-12wt%次氯酸钠(NaClO),流化,停留时间为10-40分钟。在另一方面,将蛋壳副产品用第二碱溶液进行精制消化的步骤包括以下条件:30vol%固相含量,使用8wt%NaClO溶液(混合于水中),于环境温度,流化,停留时间为10-15分钟。
根据本发明,提供了从蛋壳副产品分离钙蛋壳的方法,包括以下步骤:a)使用球磨机搅拌蛋壳副产品5-40分钟;b)将蛋壳副产品用目径为1/8英寸至1/4英寸的筛子过筛;c)将蛋壳副产品用NaOH溶液进行功能性消化,包括在以下条件下消化:15-45%固相含量,温度为30-90℃,0.5-5%NaOH/H2O,流化,停留时间为15分钟至60分钟;d)将蛋壳副产品用NaClO溶液进行精制消化,包括在以下条件下消化:固相含量为15-45vol%的固体,环境温度,带有痕量(少于1%)氢氧化钠(碱溶液)的混合于水中的6wt%-10wt%次氯酸钠(NaClO),流化,停留时间为10-40分钟;和e)将蛋壳副产品通过使用水的清洗阶段。
根据本发明,提供了从蛋壳副产品分离钙蛋壳的系统,包括:搅拌器、筛分装置、使用第一碱溶液的功能性消化器、使用第二碱溶液的精制消化器和水漂洗器;其中所述设备设置为使得蛋壳副产品进入搅拌器、从搅拌器进入筛分装置、从筛分装置进入功能性消化器、从功能性消化器进入精制消化器和从功能性消化器进入水漂洗器。
在本发明的一个方面,第一碱溶液是与水混合的一种或多种选自氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾或有机碱的碱。在另一方面,第一碱溶液主要是与水混合的氢氧化钠。在另一方面,第二碱溶液主要是与水混合的次氯酸钠。在另一方面,功能性消化器设置为在以下条件下消化:15-45%固相含量,温度为30-90℃,0.5-5%NaOH/H2O,流化,停留时间为15分钟至60分钟。在另一方面,功能性消化器设置为在以下条件下消化:固相含量为15vol%,温度为60℃,混合于水中的2.5wt%氢氧化钠(NaOH)溶液,流化,停留时间为30分钟。在另一方面,精制消化器设置为在以下条件下消化:固相含量为15-45vol%的固体,环境温度,带有痕量(少于1%)氢氧化钠(碱溶液)的混合于水中的6wt%-12wt%次氯酸钠(NaClO),流化,停留时间为10-40分钟。在另一方面,精制消化器设置为在以下条件下消化:30vol%固相含量,使用8wt%NaClO溶液(混合于水中),于环境温度,流化,停留时间为10-15分钟。
根据本发明,提供了从蛋壳副产品得到的纯度高于98%的碳酸钙。根据本发明,提供了从蛋壳副产品得到的纯度高于99%的碳酸钙碳酸钙。根据本发明,提供了从蛋壳副产品得到的纯度高于99.5%的碳酸钙。
根据本发明,提供了通过本发明方法制成的产品,其中所述产品包括碳酸钙和少于2%的杂质(不包括水)。根据本发明,提供了通过本发明方法制成的产品,产品包括碳酸钙和少于1%的杂质(不包括水)。
根据本发明,提供了从蛋壳副产品分离钙蛋壳的方法,包括以下步骤:a)将蛋壳副产品用第一碱溶液进行功能性消化;b)将蛋壳副产品用第二碱溶液进行精制消化;和c)将蛋壳副产品通过使用水的清洗阶段。在另一方面,还提供了以下步骤:d)干燥蛋壳副产品。
附图说明
图1是说明将蛋壳与膜分离的方法的步骤的示意图。
图2是实施所述工艺的系统的一个实施方式的正视图。
图3是图2中所示实施方式的俯视图。
具体实施方式
作为本发明主题的方法可用于多种液体蛋丢弃副产品。其可处理已通过或未通过离心的壳材料和具有少量液体蛋残留的材料。所述方法还可用于在副产品进料中有很少或没有液体蛋残留的时候。
转向图1,该方法的第一阶段起始于新丢弃的蛋壳副产品10,其对蛋品“破碎”公司来说是废品,包含壳和有机膜。一般情况下,壳可以是磨碎或未磨碎的,并且有机膜可以已在供应商处(即,在其进入本发明系统前)经历或未经历某种分离处理。本发明的方法可处理广泛可变的副产品而无需重新调校或改变工艺。
在步骤12中,副产品10被搅拌以使膜从壳上松脱,通过膜和壳的这种初始机械分离有助于后续筛分步骤的效率。
这种搅拌可通过多种类型的设备实施。搅拌可通过研磨入料副产品来实施。在优选的实施方式中,磨机是球磨机,其产生直径不大于5mm的材料。测试显示,使用这样的球磨机,可在5-60分钟研磨后实现充分分离。在优选的实施方式中,分离通过研磨20分钟来实现。
尽管阶段12的主要目标是搅拌以及所导致的膜和壳的分离,但壳的一些尺寸减小也可作为该阶段的副产品发生。这种减小能有助于下一步骤14中的有效筛分。
在步骤14中,来自步骤12的排出材料被筛分以将较大块的有机膜与较小块的膜和壳分离。通常,随着在该阶段去除的有机膜越多,后续消化阶段可变得更高效、精通和成本有效。
通常,筛分最好通过一个或多个筛网或筛子进行。可添加流动水以帮助预先分离的膜材料和壳的筛选/筛分。
在优选的实施方式中,筛分将使用带有流动水的一个或多个网筛,每个具有1/8英寸至1/4英寸的目径。在另一个优选实施方式中,筛子按照递减目径排列,终止于具有1/8英寸至1/4英寸目径的筛子。
随后将已成功通过筛分步骤的膜和壳的排出物通入工艺的化学阶段,步骤18。通过筛分去除并从该工艺中排出的膜材料在图5中以15表示,其将占副产品10重量的约3%-7%。这种膜材料15可被干燥、保存并进一步加工为增值的可销售产品。
步骤12和14包括图1中由16表示的工艺的机械部分。
在步骤18中,将经筛分的材料通过消化过程,其包括至少两个使用碱溶液从碳酸钙(或壳)去除剩余有机膜和其它杂质的消化步骤。可以对使用何种碱、使用多少个消化步骤以及处理条件做出多种变化。处理条件包括固体含量(以vol%计)、碱溶液温度、碱溶液浓度、停留时间和搅拌或流化的存在。
优选的实施方式具有意图用于从壳上去除大部分有机膜(在筛分步骤14后留下的)的功能性消化步骤20和意图去除剩余的痕量的有机膜以及任何其它(非膜)有机杂质的精制消化步骤22。功能性消化步骤20可用氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾或有机碱进行。功能性消化步骤还能用碱的组合进行。在优选的实施方式中,功能性消化步骤20使用氢氧化钠,且精制消化步骤22使用次氯酸钠。
在步骤20的优选的实施方式中,在于步骤14中通过筛选器/筛具筛选之后,筛下来的壳和膜的剩余部分将经由机械和/或气动运输工具运输到配有搅拌设备并包含与水混合的0.5-5wt%氢氧化钠(NaOH)溶液的钢罐中。在优选的实施方式中,所述溶液是混合于水中的2.5wt%氢氧化钠(NaOH)。氢氧化钠溶液应比周围室温略暖,且测试显示此过程在30-90℃下工作良好。在优选的实施方式中,NaOH溶液的温度是60℃。
步骤20中固相含量(固液比)的量将取决于所需的操作时间和所需体积而变,但是测试已显示应保持在15vol%-60vol%固相含量的基本范围内。在溶液中理想和有效的停留时间也将取决于用途需要和溶液温度。
测试已显示NaOH消化步骤在以下条件下工作:固相含量为15-45%,温度为30-90℃,0.5-5%NaOH/H2O,停留时间为15分钟至60分钟。在特别优选的实施方式中,测试已显示对于这一分离阶段以下条件将是有效的:固相含量为15vol%,温度为60℃,混合于水中的2.5wt%氢氧化钠(NaOH)溶液,停留时间为30分钟。
在功能性消化步骤20结束时所有剩余的蛋壳材料将会被排出并运输到精制消化步骤22。
在精制消化步骤22的优选实施方式中,剩余的壳产品将经由机械和/或气动运输工具运输到配有搅拌设备并包含碱溶液的钢罐中。在优选的实施方式中,所述溶液是次氯酸钠溶液。次氯酸钠溶液工作以经由消化去除任何剩余的膜以及任何其它(非膜)有机杂质。停留时间和基于重量的固相含量可变,但测试已显示在以下条件下可达到高纯度水平:固相含量为15-45vol%固体,环境温度,带有痕量(少于1%)氢氧化钠(碱溶液)的混合于水中的6wt%-12wt%次氯酸钠(NaClO),且停留时间为10-40分钟。
在特别优选的实施方式(基于测试)中,步骤22具有以下条件:30%固相含量(基于体积),使用8wt%NaClO溶液(混合于水中),于环境温度,伴有流化/搅拌,停留时间为10-15分钟。
精制消化步骤中的溶液还可以包含碱的混合物,包括次氯酸钠与氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾或有机碱的混合物。
上面所讨论的氢氧化钠和次氯酸钠消化阶段20和22前后协力用作功能性消化以及随后的精制消化,其用于经由有机膜的消化和壳的纯化而实现高水平的碳酸钙纯度。然而,这些阶段20和22可彼此独立使用,并且可独立地各自达到高纯度水平,虽然会低于通过两个步骤共同实现的纯度。
在步骤20和22中(或更广泛地在步骤18中)所用的系统中可建立再循环和/或排水系统以便在液体变得饱和及/或稀释时排出和再填充消化溶液以避免过量的批次使用。
在于步骤18中消化之后,剩余的壳材料将经由机械和/或气动运输工具运输到水漂洗阶段24,在这里其将通过水浴或者喷淋以从壳上去除任何剩余的表面次氯酸钠或相关盐(氯化钠)(以及表面NaOH,如果有的话)。
在此阶段,已得到高纯度碳酸钙,即使存在水(对于许多目的,水必须被去除,正如下一阶段中所见的)。
从水漂洗阶段,材料通常将在步骤26中通过干燥装置以去除任何过量水分。在此阶段能使用的装置包括多种不同的干燥技术。在优选的实施方式中,使用旋转干燥器。在优选的实施方式中,干燥器在50度至350度的温度范围内工作。重点在于不以煅烧碳酸钙的方式进行干燥阶段;通常,温度应保持低于800℃。
本文所述方法能生产片形式的碳酸钙产品28,其纯度为99%-100%碳酸钙。壳产品可原样包装为不同的清洁包装形式,或者可进一步通过能磨细为宽泛范围的粒径分布的磨机然后进行成品包装,这取决于目标市场和/或用途。
来自该方法的代表性最终产品的分析在表1中给出。在一些具体的测试性生产中,该方法已得到100%的碳酸钙纯度(使用热重分析测量),所有杂质均低于检出限。
原则上,功能性和精制消化阶段20和22可在没有初始搅拌和/或筛分步骤的情况下使用以实现高纯度的碳酸钙产品。然而,该方法与加入搅拌和筛分步骤的方法相比将更昂贵,这是因为搅拌和筛分步骤将去除膜,否则后者将需要通过更侵蚀性和昂贵的消化来去除。
表1
任选地,在筛分阶段之后但在消化阶段之前,可通过燃烧从原料上去除更多的膜。存在若干本领域技术人员已知的可用于该步骤的装置,包括闪蒸干燥器。然而,该步骤是不受欢迎的,因为燃烧必然是昂贵的工艺,并且倾向于产生颜色上略带灰色并且因此在许多市场中不能接受的碳酸钙产品。其也不是必须的,因为使用没有该步骤的上述方法即可实现高纯度碳酸钙产品。如果使用了该步骤,必须小心以避免煅烧碳酸钙,其发生于接近800℃的温度,并且还在较低温度时以较低速率发生。
图2和3说明了实施本发明的系统。转向图2,新丢弃的蛋壳副产品包含无机壳和有机膜,其被引入到搅拌器50中。本领域技术人员已知的多种类型的装置可用作搅拌器50。可使用的一种类型的设备是研磨机。在优选的实施方式中,搅拌器50是球磨机,其产生直径不大于5mm的材料。测试显示,使用这样的球磨机,在5-60分钟之后可实现充分分离。在优选的实施方式中,搅拌20分钟可实现分离。
从搅拌器50排出的材料被通入筛分装置52。任选地(并且未示出),排出材料可在通入筛分装置52之前停留于储料罐中。在优选的实施方式中,筛分装置具有目径为1/8英寸至1/4英寸的单个筛子,其任选具有流动水以帮助移动材料。在另一个优选的实施方式中,筛分将使用多层筛网,其中多个筛子的每个具有1/8英寸至1/4英寸的目径,任选具有流动水以帮助移动材料。在另一个优选的实施方式中,筛子按照递减目径排列,终止于具有1/8英寸至1/4英寸目径的筛子,任选具有流动水。
通过筛分装置52去除的有机膜材料被排出到装置54中。装置54可为用于进一步处理、存储或丢弃通过筛分装置52去除的有机膜材料的任何理想装置。
已通过筛选机52的壳和剩余有机膜被通入使用与水混合的碱的功能性消化器56。任选地(并且未示出),排出材料可在被通入功能性消化器56之前停留于储料罐中。在优选的实施方式中,已通过筛选机52的壳和剩余有机膜可经由机械和/或气动运输工具运输到功能性消化器56。在优选的实施方式中,功能性消化器56是配有搅拌设备的包含氢氧化钠(NaOH)混合于水中的溶液的钢罐。在其它实施方式中,溶液可以是混合于水中的氢氧化铵,混合于水中的氢氧化钾,混合于水中的有机碱或者混合于水中的这些可能的碱(氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾、有机碱)的混合物。
在优选的实施方式中,功能性消化器56在以下条件下工作:固相含量为15-45vol%,温度为30-90℃,混合于水溶液中的0.5-5.0wt%NaOH,停留时间为15分钟至60分钟。在特别优选的实施方式中,功能性消化器56在以下条件下工作:固相含量为15vol%,温度为60℃,混合于水中的2.5wt%氢氧化钠(NaOH)溶液,停留时间为30分钟。
通过功能性消化器56处理的壳和剩余膜材料随后被运输到使用与水混合的第二种碱(不同于功能性消化器中所用的碱)的精制消化器58。任选地(并且未示出),排出材料可在被通入精制消化器58消化器之前停留于储料罐中。在优选的实施方式中,已通过功能性消化器56的壳和剩余有机膜经由机械和/或气动运输工具运输到精制消化器58。在优选的实施方式中,精制消化器58是配有搅拌设备的包含次氯酸钠(NaClO)混合于水中的溶液的钢罐。
在优选的方案中,精制消化器58设置为使得入料材料具有以下条件:停留时间为10-40分钟,固相含量为15-45vol%固体,环境温度,以及带有痕量(少于1%)氢氧化钠(碱溶液)的混合于水中的6wt%-12wt%次氯酸钠(NaClO)。
在特别优选的实施方式中,精制消化器58设置为在以下条件下工作:30vol%固相含量,使用8wt%NaClO溶液(混合于水中),于环境温度,流化,停留时间为10-15分钟。
在另一个实施方式中,在精制消化器58中使用的溶液是与水混合的次氯酸钠加一种或多种额外的碱。所述额外的碱可包括氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾或有机碱。
在消化器56和58中可建立再循环和/或排水系统(未示出)以便在液体变得饱和及/或稀释时排出和再填充消化溶液以避免过量使用。
在于精制消化器58中消化之后,剩余的壳材料将被运输到水漂洗器60。任选地(并且未示出),壳材料在被通入水漂洗器60之前可停留在储料罐中。水漂洗器可以是本领域中已知的将从壳上去除任何残留的表面次氯酸钠或相关盐(氯化钠)(以及表面NaOH,如果有的话)的水浴或水喷淋。在优选的实施方式中,经由机械和/或气动运输工具使壳通过水漂洗器60。
在此阶段,已得到高纯度碳酸钙,尽管存在水(对于许多目的,水必须被去除,正如在下一阶段中所见)。
使来自水漂洗器60的壳材料通过干燥装置62以去除任何过量水分。任选地(并且未示出),壳材料在被通入干燥装置62之前可停留于储料罐中。许多类型的干燥设备对本领域技术人员来说是已知的,并且可用作干燥装置62。在优选的实施方式中,干燥装置62是旋转干燥器。在优选的实施方式中,干燥装置62在50-350℃的温度范围内工作。重点在于不要在将会煅烧碳酸钙的温度进行干燥阶段;通常,温度应妥善保持低于800℃。
上面所述的系统和设备能产生片状形式的碳酸钙产品,其纯度为98%-100%碳酸钙。
碳酸钙随后可根据终端市场所需投入进一步处理。碳酸钙产品可被原样包装为不同的清洁包装形式,或者进一步通过能超细研磨成多种更小/细的颗粒尺寸的磨机然后进行成品包装,这取决于目标市场和/或用途。
尽管前述说明和随文附图涉及发明人现在所设想的本发明的特定优选实施方式,应理解可做出多种变化、修改和改编而不背离本发明的精神。

Claims (20)

1.从蛋壳副产品分离钙蛋壳的方法,包括以下步骤:
a.搅拌蛋壳副产品;
b.筛分蛋壳副产品;
c.将蛋壳副产品用第一碱溶液进行功能性消化;
d.将蛋壳副产品用第二碱溶液进行精制消化;和
e.将蛋壳副产品通过使用水的清洗阶段。
2.如权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:
g.干燥蛋壳副产品。
3.如权利要求1所述的方法,其中第一碱溶液是与水混合的一种或多种选自氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾或有机碱的碱。
4.如权利要求3所述的方法,其中第一碱溶液主要是与水混合的氢氧化钠。
5.如权利要求4所述的方法,其中第二碱溶液主要是与水混合的次氯酸钠。
6.如权利要求5所述的方法,其中将蛋壳副产品用第一碱溶液进行功能性消化的步骤包括在以下条件下消化:固相含量为15-45%,温度为30-90℃,0.5-5%NaOH/H2O,流化,停留时间为15-60分钟。
7.如权利要求5所述的方法,其中将蛋壳副产品用第一碱溶液进行功能性消化的步骤包括在以下条件下消化:固相含量为15vol%,温度为60℃,混合于水中的2.5wt%氢氧化钠(NaOH)溶液,流化,停留时间为30分钟。
8.如权利要求5所述的方法,其中将蛋壳副产品用第二碱溶液进行精制消化的步骤包括在以下条件下消化:固相含量为15-45vol%,环境温度,含有痕量(少于1%)氢氧化钠(碱溶液)的混合于水中的6wt%-12wt%次氯酸钠(NaClO),流化,停留时间为10-40分钟。
9.如权利要求8所述的方法,其中将蛋壳副产品用第二碱溶液进行精制消化的步骤包括在以下条件下消化:固相含量为30vol%,使用8wt%NaClO溶液(混合于水中),于环境温度,流化,停留时间为10-15分钟。
10.从蛋壳副产品分离钙蛋壳的方法,包括以下步骤:
a.使用球磨机将蛋壳副产品搅拌5-40分钟;
b.将蛋壳副产品用目径为1/8英寸至1/4英寸的筛子筛分;
c.将蛋壳副产品用NaOH溶液进行功能性消化,所述功能性消化包括在以下条件下消化:固相含量为15-45%,温度为30-90℃,0.5-5%NaOH/H2O,流化,且停留时间为15分钟至60分钟;
d.将蛋壳副产品用NaClO溶液进行精制消化,所述精制消化包括在以下条件下消化:固相含量为15-45vol%,环境温度,含有痕量(少于1%)氢氧化钠(碱溶液)的混合于水中的6wt%-10wt%次氯酸钠(NaClO),流化,停留时间为10-40分钟;和
e.将蛋壳副产品通过使用水的清洗阶段。
11.从蛋壳副产品分离钙蛋壳的系统,包括:
搅拌器、筛分装置、使用第一碱溶液的功能性消化器、使用第二碱溶液的精制消化器和水漂洗器;
其中所述设备设置为使得蛋壳副产品进入搅拌器、从搅拌器进入筛分装置、从筛分装置进入功能性消化器、从功能性消化器进入精制消化器和从功能性消化器进入水漂洗器。
12.如权利要求11所述的系统,其中第一碱溶液是与水混合的一种或多种选自氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾或有机碱的碱。
13.如权利要求12所述的系统,其中第一碱溶液主要是与水混合的氢氧化钠。
14.如权利要求13所述的系统,其中第二碱溶液主要是与水混合的次氯酸钠。
15.如权利要求14所述的系统,其中功能性消化器设置为在以下条件下消化:固相含量为15-45%,温度为30-90℃,0.5-5%NaOH/H2O,流化,停留时间为15分钟至60分钟。
16.如权利要求14所述的系统,其中功能性消化器设置为在以下条件下消化:固相含量为15vol%,温度为60℃,与水混合的2.5wt%氢氧化钠(NaOH)溶液,流化,停留时间为30分钟。
17.如权利要求16所述的系统,其中精制消化器设置为在以下条件下消化:固相含量为15-45vol%,环境温度,含有痕量(少于1%)氢氧化钠(碱溶液)的与水混合的6wt%-12wt%次氯酸钠(NaClO),流化,停留时间为10-40分钟。
18.如权利要求16所述的系统,其中精制消化器设置为在以下条件下消化:固相含量为30vol%,使用8wt%NaClO溶液(混合于水中),于环境温度,流化,停留时间为10-15分钟。
19.从蛋壳副产品获得的纯度大于98%的碳酸钙。
20.如权利要求1的方法制成的产品,其中所述产品包括碳酸钙和少于2%的杂质(不包括水)。
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