CN1288125C - 一种利用鸡蛋壳制备丙酸钙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化学处理技术领域，具体涉及一种利用鸡蛋壳制备丙酸钙的方法。本发明要解决现有技术能耗大、成本高、污染环境且破坏蛋壳的天然活性的问题。本发明包括粉碎、中和反应、过滤、浓缩和干燥步骤，本发明的工艺原理是：CaCO3+2CH3CH2COOHCa(CH3CH2COO)2+H2O+CO2。
Description
所属技术领域：
本发明涉及化学处理技术领域，具体涉及一种利用鸡蛋壳制备丙酸钙的方法。
背景技术：
丙酸钙是我国近几年发展起来的一种新型的无毒食品和饲料级防腐剂。它对霉菌、好气性芽胞杆菌、革兰氏阴性菌有很好的杀灭作用，而对酵母菌无害，同时它还可以抑制黄曲酶素的产生，因而广泛用于面包、糕点、奶酪的保存剂和饲料的防腐剂。本品对人体无毒无副作用。据世界粮农组织和卫生组织(FAO/WHO)报道，丙酸钙与其它脂肪酸一样可通过代谢作用被人体吸收，供给人体必须的钙，这一优点是其它防腐剂无法相比的。丙酸钙的制备方法以前较为常见的有以下两种，第一种原料为氧化钙，是以氧化钙为钙剂与丙酸直接反应制备；第二种原料为碳酸钙，是以碳酸钙为钙剂与丙酸直接反应制备。国内近几年来陆续有报道涉及用蛋壳为基本原料制备丙酸钙，蛋壳主要由无机物组成，约占整个蛋壳的94～97％，无机物中的93％是CaCO3，而且蛋壳来源丰富，人们食用了鸡蛋清、鸡蛋黄后将不能食用的大量鸡蛋壳扔弃，特别是蛋粉厂和蛋类制品加工厂每天都产生大量的鸡蛋壳废料，以陕西天斗蛋业有限公司为例，该公司每天消耗鸡蛋约30吨，产生蛋壳4-5吨，日积月累，堆积如山，对环境造成了极大的污染。目前国内对鸡蛋壳的利用率还很低，将其作为制备丙酸钙的原料也只是近几年的事情，经检索，国外还未见到有关以蛋壳为原料制备丙酸钙的报道，国内制备丙酸钙的方法大体可概括为两种，一种方法是将蛋壳在1050℃下煅烧两个多小时，使蛋壳中原来的主要成分CaCO3高温下转化为CaO，然后再与丙酸反应制成丙酸钙；另一种方法是直接加热用蛋壳与丙酸反应制备丙酸钙。前一种方法由于需要在高温下煅烧，能耗大，成本高，而且在煅烧过程中会产生大量的CO2污染环境，同时破坏蛋壳的天然活性。后一种方法产率比较低，不适宜产业化生产。因此研究以蛋壳为基本原料如何用直接法制备丙酸钙，提高丙酸钙的产率，使其成为了一种既节省能源，又降低成本，又有利环保的工业生产方法，成为当务之急。
发明内容：
本发明要解决现有技术能耗大、成本高、污染环境且破坏蛋壳的天然活性的问题。
本发明涉及化学处理技术领域，具体涉及一种利用鸡蛋壳制备丙酸钙的方法。本发明要解决现有技术能耗大、成本高、污染环境且破坏蛋壳的天然活性的问题。为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种利用鸡蛋壳制备丙酸钙的方法，包括下述步骤
(1)蛋壳粉碎及壳膜分离：
用粉碎机将蛋壳粗碎，并利用风力使壳与膜完全分离。蛋膜另作它用，分离膜后的壳再用磨式粉碎机粉碎为细度0.120m～0.150mm的蛋壳粉；
(2)中和反应：
反应锅内投入物料的重量份数是蛋壳粉∶工业丙酸∶水＝1∶1.10～1.40∶12～20；先加入水，开动搅拌器，在搅拌过程中加入蛋壳粉，再分次加入工业丙酸进行中和，在反应2.5～3.5h后加入促进剂，所述促进剂是碱性物质，维持反应体系的pH值≥12.0，继续反应0.5～1.5h小时；
(3)过滤：
将经过中和反应完成的物料过滤，滤液备用，滤渣作为蛋壳粉重新投料使用；
(4)减压浓缩：
将过滤后的滤液用丙酸调节pH值在7.5～8.0之间，然后浓缩至波美度为14-16°Be；
(5)干燥、包装。
所述步骤(1)中，所述促进剂是Ca(OH)2、CaO和NaOH。
反应锅内投入物料的重量份数是蛋壳粉∶工业丙酸∶水＝1∶1.15～1.30∶14～18。
反应锅内投入物料重量份数的优选方案是，蛋壳粉∶工业丙酸∶水＝1∶1.20～1.25∶15～16。
所述步骤(4)中，浓缩方式是减压浓缩。
所述步骤(5)中，干燥方式是喷雾干燥法。
所述步骤(2)中，搅拌速度为90～120转/分钟。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、废物利用，变废为宝：长期以来大量的蛋壳都被作为废弃物丢弃，如果将废弃的蛋壳加以利用，可以提高资源利用率和经济效益，本发明是一种经济效益可观的蛋壳废料处理方法，据资料介绍，若将蛋壳进行综合利用，每千克蛋壳可获得75元的利益；
2、绿色产业：生产从前到后始终无污染问题，避免了高温煅烧蛋壳所造成的环境污染，在生产过程中产生的滤渣可回收使用，浓缩过程产生的水也回收作为反应用水，不产生新的工业三废，可从根本上解决鸡蛋壳废料所造成的环境污染；
3、工艺简单，投资小：本研究的创新之处是采用直接法来制备丙酸钙的新技术，在常温、常压下进行壳膜分离、中和反应，操作简单，无高温、高压、高难技术控制问题；
4、产率高、不破坏活性，反应产率高：本工艺采用直接中和法，极大地提高了反应产率，生产效率高。本发明经小试、中试，其产业化的产率达97％以上，其产品的纯度，即丙酸钙的含量实测结果为99.21，符合国家食品级防腐剂丙酸钙的GB6225-86国家标准中丙酸钙含量≥99％。饲料级防腐剂丙酸钙的含量实测结果为98.52％，也符合国家饲料级丙酸钙防腐剂标准GB8248-87中规定的丙酸钙含量≥98％；
5、生产成本低：所用的主要原料之一是废弃的蛋壳，从而极大地降低了原料的购置费用，从而使整个生产成本得到了大幅度的降低，整个生产过程周期短，能耗低，生产设备通用性强，故生产成本低。
附图说明：
附图是本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
下面将结合附图对本发明作进一步详述。
参见附图，本发明包括粉碎、中和反应、过滤、浓缩和干燥步骤。
本发明的工艺原理是：
实施例1：该实施例是优选的实施例
(1)壳膜分离
用碾磙式带吹风的粉碎机将蛋壳粗碎，并使壳与膜完全分离，蛋膜另作它用，分离膜后的壳再用磨式粉碎机粉碎为细度0.125mm：
(2)中和反应
在3.0M3的反应锅内，投入2.3T的水，开动搅拌器进行搅拌，搅拌速度100转/分钟，在不断搅拌下加入145kg蛋壳粉，再分次加入175kg工业丙酸进行中和反应，反应3h后加入Ca(OH)2、CaO和NaOH，调节反应体系pH值为13.0时，继续反应半小时；
(3)过滤
将反应完成的物料用泥沙泵打入板框压滤机中过滤，滤液待下工段浓缩，滤渣作为蛋壳粉重新投料使用；
(4)减压浓缩
将过滤后的滤液用丙酸调节pH值＝7.5，真空抽入双效浓缩机中，减压浓缩至波美度为16°Be；
(5)喷雾干燥
将浓缩好的物料用泵打入喷雾干燥储罐中，进行喷雾干燥；
(6)成品包装
用内衬塑料的编织袋包装成25Kg/袋的成品。
该实施例的得率为97％。
实施例2：
(1)壳膜分离
用碾磙式带吹风的粉碎机将蛋壳粗碎，并使壳与膜完全分离，蛋膜另作它用，分离膜后的壳再用磨式粉碎机粉碎为细度0.140mm；
(2)中和反应
在3.0M3的反应锅内，投入2.5T的水，开动搅拌器进行搅拌，搅拌速度120转/分钟，在不断搅拌下加入142kg蛋壳粉，再分次加入180kg工业丙酸进行中和反应，反应3.5h后加入Ca(OH)2、CaO和NaOH，调节反应体系pH值大于13.0时，继续反应一个半小时；
(3)过滤与实施例1相同；
(4)减压浓缩
将过滤后的滤液用丙酸调节pH值＝8.0，真空抽入双效浓缩机中，减压浓缩至波美度为15°Be；
(5)喷雾干燥步骤与实施例1相同；
(6)成品包装为50kg/袋。
该实施例的得率为90％。
Claims (4)
1、一种利用鸡蛋壳制备丙酸钙的方法，包括下述步骤
(1)蛋壳粉碎及壳膜分离：
用粉碎机将蛋壳粗碎，并利用风力使壳与膜完全分离，蛋膜另作它用，分离膜后的壳再用磨式粉碎机粉碎为细度0.120mm～0.150mm的蛋壳粉；
(2)中和反应：
反应锅内投入物料的重量份数是蛋壳粉∶工业丙酸∶水＝1∶1.10～1.40∶12～20；先加入水，开动搅拌器，在搅拌过程中加入蛋壳粉，再分次加入工业丙酸进行中和，在反应2.5～3.5h后加入促进剂，所述促进剂是碱性物质，维持反应体系的pH值≥12.0，继续反应0.5～1.5h；
(3)过滤：
将经过中和反应完成的物料过滤，滤液备用，滤渣作为蛋壳粉重新投料使用；
(4)减压浓缩：
将过滤后的滤液用丙酸调节pH值在7.5-8.O之间，然后浓缩至波美度为14～16°Be；
(5)干燥、包装。
2、如权利要求1所述的一种利用鸡蛋壳制备丙酸钙的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，反应锅内投入物料的重量份数是蛋壳粉∶工业丙酸∶水＝1∶1.15～1.30∶14～18。
3、如权利要求1所述的一种利用鸡蛋壳制备丙酸钙的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，投入物料重量份数是蛋壳粉∶工业丙酸∶水＝1∶1.20～1.25∶15～16。
4、如权利要求1或2或3所述的一种利用鸡蛋壳制备丙酸钙的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，促进剂是Ca(OH)2、CaO和NaOH。
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