CN211057008U

CN211057008U - 一种利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统

Info

Publication number: CN211057008U
Application number: CN201921065977.6U
Authority: CN
Inventors: 张大庆; 邓忠贤; 刘吉柱; 赵瑞清; 佟晔
Original assignee: Dalian Yifeng Agricultural Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Dalian Yifeng Agricultural Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2020-07-21
Anticipated expiration: 2029-07-09

Abstract

本实用新型公开了一种利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统，该系统包括第一浸渍罐、过滤组件、碱沸煮罐、第二浸渍罐、脱色罐以及水洗干燥组件，所述水洗干燥组件与所述脱色罐相连，所述水洗干燥组件用于将经脱色处理后的粗品甲壳素依次进行水洗以及干燥，以便或白色纯甲壳素成品。本申请提供的系统，结构简单合理，安装使用方便，通过该系统可以利用酸脱除虾蟹壳中的碳酸钙等矿物质，用碱煮脱除蛋白质和脂质，最后用高锰酸钾溶液或过氧化氢溶液脱色获得甲壳素。不仅减少了酸碱的用量，且得到的甲壳素中的灰分含量很低，分子质量也比较大。同时具有操作简单、方便等优点，且加工过程中会产生的废液，用来加工壳寡糖氨基酸生物肥的原料。

Description

一种利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统

技术领域

本实用新型涉及甲壳素制备设备技术领域，特别是涉及一种利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统。

背景技术

甲壳质(C8H13O5N)n，又称甲壳素、几丁质，英文名Chitin。1811年法国学者布拉克诺(Braconno)发现，1823年由欧吉尔(Odier)从甲壳动物外壳中提取。甲壳素应用范围很广泛，在工业上可做布料、衣物、染料、纸张和水处理等。在农业上可做杀虫剂、植物抗病毒剂。渔业上做养鱼饲料。化妆品美容剂、毛发保护、保湿剂等。医疗用品上可做隐形眼镜、人工皮肤、缝合线、人工透析膜和人工血管等。节肢动物主要是甲壳纲，如虾、蟹等，含甲壳素高达58%-5%。

而现有技术中由于缺少相应的生产设备，使得提取甲壳素的方法存在反应时间长、酸碱需求量大，得到的甲壳素产品中灰分含量大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统。

本实用新型提供了如下方案：

一种利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统，包括：

第一浸渍罐，所述第一浸渍罐用于实现虾壳、蟹壳在盐酸环境下的浸渍以便获得浸渍混合物；

过滤组件，所述过滤组件通过提升泵与所述第一浸渍罐相连，所述提升泵用于将所述第一浸渍罐内的所述浸渍混合物转移至所述过滤组件，所述过滤组件用于将所述浸渍混合物进行固液分离或的沉淀物；

碱沸煮罐，所述碱沸煮罐与所述过滤组件的沉淀物排放口相连，所述碱沸煮罐用于实现所述沉淀物在碱环境下的沸煮获得粗品甲壳素；

第二浸渍罐，所述第二浸渍罐与所述碱沸煮罐的粗品排放口相连，所述第二浸渍罐用于实现所述粗品甲壳素在高锰酸钾或过氧化氢环境下的搅拌浸渍；

脱色罐，所述脱色罐与所述第二浸渍罐相连，所述脱色罐用于实现所述第二浸渍罐排放的粗品甲壳素在草酸环境下的脱色；

水洗干燥组件，所述水洗干燥组件与所述脱色罐相连，所述水洗干燥组件用于将经脱色处理后的粗品甲壳素依次进行水洗以及干燥，以便或白色纯甲壳素成品。

优选地：所述第一浸渍罐、所述碱沸煮罐、所述第二浸渍罐以及所述脱色罐各自的内侧均设置有四氟乙烯层。

优选地：所述第二浸渍罐为具有搅拌功能的浸渍罐。

优选地：所述脱色罐包括搅拌组件以及加热组件。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

通过本实用新型，可以实现一种利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统，在一种实现方式下，该系统可以包括第一浸渍罐，所述第一浸渍罐用于实现虾壳、蟹壳在盐酸环境下的浸渍以便获得浸渍混合物；过滤组件，所述过滤组件通过提升泵与所述第一浸渍罐相连，所述提升泵用于将所述第一浸渍罐内的所述浸渍混合物转移至所述过滤组件，所述过滤组件用于将所述浸渍混合物进行固液分离或的沉淀物；碱沸煮罐，所述碱沸煮罐与所述过滤组件的沉淀物排放口相连，所述碱沸煮罐用于实现所述沉淀物在碱环境下的沸煮获得粗品甲壳素；第二浸渍罐，所述第二浸渍罐与所述碱沸煮罐的粗品排放口相连，所述第二浸渍罐用于实现所述粗品甲壳素在高锰酸钾或过氧化氢环境下的搅拌浸渍；脱色罐，所述脱色罐与所述第二浸渍罐相连，所述脱色罐用于实现所述第二浸渍罐排放的粗品甲壳素在草酸环境下的脱色；水洗干燥组件，所述水洗干燥组件与所述脱色罐相连，所述水洗干燥组件用于将经脱色处理后的粗品甲壳素依次进行水洗以及干燥，以便或白色纯甲壳素成品。本申请提供的系统，结构简单合理，安装使用方便，通过该系统可以利用酸脱除虾蟹壳中的碳酸钙等矿物质，用碱煮脱除蛋白质和脂质，最后用高锰酸钾溶液或过氧化氢溶液脱色获得甲壳素。不仅减少了酸碱的用量，且得到的甲壳素中的灰分含量很低，分子质量也比较大。同时具有操作简单、方便等优点，且加工过程中会产生的废液，用来加工壳寡糖氨基酸生物肥的原料。

当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统的示意图。

图中：第一浸渍罐1、过滤组件2、提升泵3、碱沸煮罐4、第二浸渍罐5、脱色罐6、水洗干燥组件7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1，为本实用新型实施例提供的一种利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统，如图1所示，该系统包括第一浸渍罐1，所述第一浸渍罐1用于实现虾壳、蟹壳在盐酸环境下的浸渍以便获得浸渍混合物；

过滤组件2，所述过滤组件2通过提升泵3与所述第一浸渍罐1相连，所述提升泵用于将所述第一浸渍罐1内的所述浸渍混合物转移至所述过滤组件，所述过滤组件2用于将所述浸渍混合物进行固液分离或的沉淀物；

碱沸煮罐4，所述碱沸煮罐4与所述过滤组件2的沉淀物排放口相连，所述碱沸煮罐4用于实现所述沉淀物在碱环境下的沸煮获得粗品甲壳素；

第二浸渍罐5，所述第二浸渍罐5与所述碱沸煮罐4的粗品排放口相连，所述第二浸渍罐5用于实现所述粗品甲壳素在高锰酸钾或过氧化氢环境下的搅拌浸渍；所述第二浸渍罐5为具有搅拌功能的浸渍罐。

脱色罐6，所述脱色罐6与所述第二浸渍罐5相连，所述脱色罐6用于实现所述第二浸渍罐5排放的粗品甲壳素在草酸环境下的脱色；所述脱色罐6包括搅拌组件以及加热组件。

水洗干燥组件7，所述水洗干燥组件7与所述脱色罐6相连，所述水洗干燥组件7用于将经脱色处理后的粗品甲壳素依次进行水洗以及干燥，以便或白色纯甲壳素成品。

进一步的，所述第一浸渍罐、所述碱沸煮罐、所述第二浸渍罐以及所述脱色罐各自的内侧均设置有四氟乙烯层。

虾蟹壳主要成分为丰富的蛋白质、甲壳素和壳聚糖、虾青素、不饱和脂肪酸以及必需氨基酸。本申请提供的系统可以实现酸碱法提取制备甲壳素和壳聚糖。利用该系统先通过盐酸浸泡虾壳和虾头脱去碳酸盐，再通过NaOH溶液进行碱煮脱去蛋白质和脂类物质，然后再洗涤至中性，使用KMnO₄溶液或者H₂O₂溶液脱色，最后干燥得到甲壳素。甲壳素再通过浓碱液法脱去乙酰基，就可以得到不同脱乙酰度的壳聚糖。优缺点：操作简单、方便，且加工过程中会产生的废液，用来加工壳寡糖氨基酸生物肥的原料。

提取甲壳素废液中的碳酸钙、蛋白质及色素等物质作为废弃物用来加工壳寡糖氨基酸生物肥的原料。

甲壳素是长链型高分子化合物，其链的规整性大并具有刚性，形成分子间很强的氢键，通常在虾壳和蟹壳中主要有三种物质，包括以碳酸钙为主的无机盐、蛋白质和甲壳素，另外还含有痕量的虾红素或虾青素等色素。甲壳素在虾、蟹壳中的含量则视其品种不同一般在15％～25％。从虾、蟹壳中提取甲壳素的工艺过程主要由两部分组成，第一步用稀盐酸脱除碳酸钙；第二步用热稀碱脱除蛋白质，再经脱色处理便可得到甲壳素。第三步甲壳素再用热浓碱处理脱去乙酰基后，即得壳聚糖。

工艺流程；原料虾、蟹壳用水洗净后，在第一浸渍罐内用1mol/LHCI在室温下浸渍24h，使甲壳中所含的碳酸钙转化为氯化钙，溶解后采用过滤组件除去经过脱钙的甲壳，水洗后在碱沸煮罐中使用3％～4％NaOH煮沸4～6h，除去其中的蛋白质，即得粗品甲壳素。使用第二浸渍罐将甲壳素在0.5％高锰酸钾中搅拌浸渍1h，水洗后在使用脱色罐在60～70℃的温度下于1％的草酸中搅拌30～40min予以脱色，再经充分水洗和干燥，即可得到白色纯甲壳素成品。用上述方法制得的粗品甲壳素，在140℃的温度下，用50％NaOH加热1h，得到的白色沉淀物，经水洗干燥后即为壳聚糖成品。

该系统是利用酸脱除虾蟹壳中的碳酸钙等矿物质，用碱煮脱除蛋白质和脂质，最后用高锰酸钾溶液或过氧化氢溶液脱色获得甲壳素。先后以纯1.5% HCl溶液和纯8%的NaOH溶液处理虾的蟹壳，提取甲壳素得率16%。采用酸碱交替法提取甲壳素，得率为18.56%。酸碱法脱蛋白质和脱矿物质的动力学过程，优化了提取方法：用 0.25 mol/L HCl溶液处理15min，1 mol/L的NaOH溶液70 ℃处理24 h，甲壳素中钙的含量低于0.01%，乙酰化度95%。本申请提供的系统不仅减少了酸碱的用量，且得到的甲壳素中的灰分含量很低，分子质量也比较大。

总之，本申请提供的系统，结构简单合理，安装使用方便，通过该系统可以利用酸脱除虾蟹壳中的碳酸钙等矿物质，用碱煮脱除蛋白质和脂质，最后用高锰酸钾溶液或过氧化氢溶液脱色获得甲壳素。不仅减少了酸碱的用量，且得到的甲壳素中的灰分含量很低，分子质量也比较大。同时具有操作简单、方便等优点，且加工过程中会产生的废液，用来加工壳寡糖氨基酸生物肥的原料。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统，其特征在于，所述系统包括：

过滤组件，所述过滤组件通过提升泵与所述第一浸渍罐相连，所述提升泵用于将所述第一浸渍罐内的所述浸渍混合物转移至所述过滤组件，所述过滤组件用于将所述浸渍混合物进行固液分离获得沉淀物；

水洗干燥组件，所述水洗干燥组件与所述脱色罐相连，所述水洗干燥组件用于将经脱色处理后的粗品甲壳素依次进行水洗以及干燥，以便获得白色纯甲壳素成品。

2.根据权利要求1所述的利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统，其特征在于，所述第二浸渍罐为具有搅拌功能的浸渍罐。

3.根据权利要求1所述的利用酸碱“三脱法”提取甲壳素的系统，其特征在于，所述脱色罐包括搅拌组件以及加热组件。