RU2172744C1 - Method of preparing chitosan - Google Patents
Method of preparing chitosan Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172744C1 RU2172744C1 RU2000112383/04A RU2000112383A RU2172744C1 RU 2172744 C1 RU2172744 C1 RU 2172744C1 RU 2000112383/04 A RU2000112383/04 A RU 2000112383/04A RU 2000112383 A RU2000112383 A RU 2000112383A RU 2172744 C1 RU2172744 C1 RU 2172744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chitin
- carried out
- hours
- sodium hydroxide
- deproteinization
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии, в частности к технологии получения хитозана, который может использоваться в качестве сорбента, а также в сельском хозяйстве, медицине, текстильной, бумажной и пищевой промышленности. The invention relates to chemical technology, in particular to a technology for producing chitosan, which can be used as a sorbent, as well as in agriculture, medicine, textile, paper and food industries.
Известен способ получения хитозана, включающий декальцинирование 3,5%-ным раствором соляной кислоты при соотношении Т:Ж = 1:4 и температуре 20oC, удаление жиров экстракцией в уксусно-этиловом эфире при температуре 30oC, депротеинизацией 3,5%-ным гидроксидом Na, 24 ч при t = 25oC, деацетилирование 50%-ным NaOH при t = 80-96oC в течение 15-30 мин, промывку и сушку при 80oC (Bzzeski M. "Bouleten Morski Institut Rubaski - Gdynia 1985, v. 14, N 3 - 4, p. 57-60).A known method of producing chitosan, including decalcification with a 3.5% solution of hydrochloric acid at a ratio of T: W = 1: 4 and a temperature of 20 o C, fat removal by extraction in ethyl acetate at a temperature of 30 o C, deproteinization of 3.5% sodium hydroxide, 24 hours at t = 25 o C, deacetylation with 50% NaOH at t = 80-96 o C for 15-30 minutes, washing and drying at 80 o C (Bzzeski M. "Bouleten Morski Institut Rubaski - Gdynia 1985, v. 14, N 3-4, p. 57-60).
Недостатком известного способа является невысокая степень деацетилирования 56-70%, что свидетельствует о невысоком качестве продукта. В полученном хитозане высокое (1-5%) содержание минеральных примесей. Процесс идет периодически, поэтому производительность процесса невысокая. The disadvantage of this method is the low degree of deacetylation of 56-70%, which indicates a low quality product. In the obtained chitosan high (1-5%) content of mineral impurities. The process runs periodically, so the performance of the process is low.
Выход продукта в способе 70% от хитина. Известным способом нельзя получить хитозан с высокой молекулярной массой. The product yield in the method of 70% of chitin. In a known manner it is impossible to obtain high molecular weight chitosan.
Известен также способ получения хитозана (патент РФ N 2087483) из хитинсодержащего сырья, измельченного до получения не менее 90% частиц (+5) - (0,5), проведением депротеинизации 1-5%-ным раствором гидроксида натрия, декальцинирования 1-5%-ным раствором соляной кислоты и деацетилирования 46-47%-ным раствором гидроксида натрия при t = 80-85oC, причем перед деацетилированием дополнительно проводят соответственно дополнительные стадии депротеинизации и декальцинирования, первую стадию депротеинизации ведут 1-3 ч и первую стадию декальцинирования ведут 0,5-1,5 ч, вторую стадию депротеинизации ведут 1-3 ч, вторую стадию декальцинирования ведут 0,5 - 1,5 ч, третью стадию депротеинизации ведут 1-3 ч, декальцинирования - 0,5 - 1,5 ч.There is also a method of producing chitosan (RF patent N 2087483) from chitin-containing raw materials, crushed to obtain at least 90% of particles (+5) - (0.5), by deproteinization with a 1-5% sodium hydroxide solution, decalcification 1-5 % hydrochloric acid and deacetylation with 46-47% sodium hydroxide solution at t = 80-85 o C, and additional deproteinization and decalcification are carried out, respectively, before deacetylation, the first stage of deproteinization is 1-3 hours and the first stage of decalcification lead 0.5-1.5 hours , the second stage of deproteinization is 1-3 hours, the second stage of decalcification is 0.5-1.5 hours, the third stage of deproteinization is 1-3 hours, decalcification is 0.5-1.5 hours
Все стадии декальцинирования ведут при t = 35-55oC, a депротеинизации при t = 60-85oC.All stages of decalcification are carried out at t = 35-55 o C, and deproteinization at t = 60-85 o C.
Процесс проводится на установке, состоящей из 8 реакторов, соединенных последовательно, каждый снабжен лопастными мешалками и двумя сифонами, один сифон выполнен с сетчатым фильтром для удаления маточника, второй предназначен для перегрузки в последующий реактор. The process is carried out in an installation consisting of 8 reactors connected in series, each equipped with paddle mixers and two siphons, one siphon is made with a strainer to remove the mother liquor, the second is designed for overloading into the subsequent reactor.
Недостатком данного способа является большая длительность производственного цикла (20-25 ч), большое количество стадий процесса и реакторов (8 шт.). The disadvantage of this method is the long duration of the production cycle (20-25 hours), a large number of process steps and reactors (8 pcs.).
Предложен способ получения хитозана, исключающий недостатки вышеприведенного способа (процесс проводится в 3-х реакторах в течение 10-11 ч), а также позволяющий получить хитозан высокого качества, а именно:
Содержание основного вещества - 99,5 - 99,8%
Содержание золы, не более - 0,5%
Содержание тяжелых металлов, в том числе железа, не более - 0,005%
и степенью деацетилирования - не менее 75%.A method for producing chitosan is proposed, eliminating the disadvantages of the above method (the process is carried out in 3 reactors for 10-11 hours), and also allowing to obtain high-quality chitosan, namely:
The content of the main substance is 99.5 - 99.8%
Ash content, not more than - 0.5%
The content of heavy metals, including iron, not more than 0.005%
and a degree of deacetylation of at least 75%.
Способ получения полунепрерывный, без ручной выгрузки и загрузки. The method of obtaining semi-continuous, without manual unloading and loading.
Процесс осуществляется на установке для получения хитозана, включающей три реактора и емкости для кислого и щелочного растворов. Все реакторы имеют рубашки и якорные мешалки и соединены последовательно. Каждый реактор имеет ложное дно и схему клапанов, которая позволяет сначала удалять маточный раствор с твердой фазы, а затем переводит водную суспензию продукта в следующий реактор. Это позволяет перевести процесс из периодического в полунепрерывный, исключить время и трудозатраты на выгрузку и загрузку реакторов. The process is carried out in a plant for producing chitosan, which includes three reactors and tanks for acidic and alkaline solutions. All reactors have shirts and anchor mixers and are connected in series. Each reactor has a false bottom and a valve circuit that allows you to first remove the mother liquor from the solid phase, and then transfers the aqueous suspension of the product to the next reactor. This allows you to transfer the process from batch to semi-continuous, eliminating the time and labor involved in unloading and loading reactors.
Измельченное хитинсодержащее сырье, в частности панцирь краба, фракции 49-2000 мкм поступает в первый реактор, где его промывают водой, обрабатывают 0,1 N раствором гипохлорита натрия для обесцвечивания красящих веществ, промывают и проводят процесс декальцинирования. The crushed chitin-containing raw materials, in particular the crab shell, of a fraction of 49-2000 μm enter the first reactor, where it is washed with water, treated with 0.1 N sodium hypochlorite solution to discolor the coloring substances, washed and decalcified.
Процесс декальцинирования проводят в две стадии. Сначала заливают 6-7%-ной соляной кислотой при температуре 15-35oC и модуле 7 - 8 и перемешивают в течение 1 ч. В качестве антивспенивателя добавляют небольшое количество бутанола. По истечении 1 ч добавляют концентрированной соляной кислоты столько, чтобы концентрация кислоты в жидкой фазе вновь поднялась до 6 - 7%. После чего перемешивают еще 45 мин. По окончании процесса декальцинирования маточный раствор спускают через ложное дно, промывает водой до нейтральной реакции. Затем водную суспензию продукта переводят во 2-й реактор, где в 2 стадии проводят процесс депротеинизации. Сначала заливают 15-20%-ный раствор гидроксида натрия при модуле 7 - 8 и перемешивают в течение 1,5 ч при 85 - 95oC. Маточный раствор сцеживается, продукт промывают 3-4 раза водой и вновь заливают 5-6%-ным раствором гидроксида натрия и перемешивают 1,5 ч при температуре 85-95oC. С целью снижения деструкции молекулы хитина при депротеинизации добавляют боргидрид натрия. После сцеживания маточного раствора хитин промывают до нейтральной реакции водой и переводят в 3-й реактор.The decalcification process is carried out in two stages. First, pour 6-7% hydrochloric acid at a temperature of 15-35 o C and a module of 7-8 and stir for 1 hour. A small amount of butanol is added as antifoam. After 1 h, concentrated hydrochloric acid is added so much that the concentration of acid in the liquid phase rises again to 6 - 7%. Then stirred for another 45 minutes. At the end of the decalcification process, the mother liquor is lowered through the false bottom, washed with water until neutral. Then the aqueous suspension of the product is transferred to the 2nd reactor, where the deproteinization process is carried out in 2 stages. First, a 15-20% sodium hydroxide solution is poured with a module of 7 - 8 and stirred for 1.5 hours at 85 - 95 o C. The mother liquor is decanted, the product is washed 3-4 times with water and again 5-6% - sodium hydroxide solution and stirred for 1.5 hours at a temperature of 85-95 o C. In order to reduce the destruction of the chitin molecule during deproteinization, sodium borohydride is added. After expressing the mother liquor, chitin is washed until neutral with water and transferred to the 3rd reactor.
В третьем реакторе проводится процесс деацетилирования 43-45%-ным раствором гидроксида натрия. Для получения раствора гидроксида натрия указанной концентрации в раствор с суспензией хитина при перемешивании добавляют расчетное количество сухого гидроксида натрия. При растворении гидроксида натрия происходит разогрев массы, поэтому в рубашку реактора подается для охлаждения вода, чтобы в течение 15-30 мин температуру поддерживать 113-115oC, далее количество добавляемой воды в рубашку увеличивается и в течение 30-60 мин поддерживается температура 105-108oC.In the third reactor, a deacetylation process is carried out with a 43-45% sodium hydroxide solution. To obtain a solution of sodium hydroxide of the specified concentration, a calculated amount of dry sodium hydroxide is added to the solution with a suspension of chitin with stirring. When dissolving sodium hydroxide, the mass is heated, so water is supplied to the reactor jacket to cool, so that the temperature is maintained at 113-115 o C for 15-30 minutes, then the amount of added water to the jacket is increased and the temperature is maintained for 30-60 minutes 108 o C.
Увеличение концентрации соляной кислоты до 6-7%, вместо 1-5%, и проведение в 2 стадии с промежуточными промывками позволяет активнее и глубже провести процесс декальцинирования. При дальнейшем увеличении концентрации соляной кислоты (выше 7%) процесс происходит очень интенсивно и возможна деструкция хитинсодержащего сырья. An increase in the concentration of hydrochloric acid to 6-7%, instead of 1-5%, and carrying out in 2 stages with intermediate leaching allows you to more actively and more deeply carry out the decalcification process. With a further increase in the concentration of hydrochloric acid (above 7%), the process occurs very intensively and the destruction of chitin-containing raw materials is possible.
Повышение концентрации гидроксида натрия до 15-20% при депротеинизации позволяет практически полностью освободиться от белка, содержание аминокислот в готовом продукте менее 0,2%. При концентрации выше 20% возможно осмоление белка и прекращение процесса депротеинизации. Increasing the concentration of sodium hydroxide to 15-20% during deproteinization allows you to almost completely get rid of protein, the amino acid content in the finished product is less than 0.2%. At a concentration above 20%, protein can be smoked and the process of deproteinization terminated.
Использование 43-45%-ного раствора гидроксида натрия при деацетилировании позволяет получить степень деацетилирования не менее 75%. The use of 43-45% sodium hydroxide solution during deacetylation allows to obtain a degree of deacetylation of at least 75%.
Пример. В качестве хитинсодержащего сырья берут панцирь камчатского краба, измельчают на мельнице и выделяют фракцию 40-2000 мкм. Измельченный панцирь в количестве 32 кг загружают в реактор, промывают водой при температуре 50-60oC, промывные воды сцеживают через ложное дно.Example. As a chitin-containing raw material, they take the shell of the king crab, grind it in a mill, and a fraction of 40-2000 microns is isolated. The crushed shell in the amount of 32 kg is loaded into the reactor, washed with water at a temperature of 50-60 o C, the wash water is decanted through the false bottom.
Заливают 0,1 N раствором гипохлорита натрия, модуль обработки 7 - 8, при температуре 15-35oC перемешивают в течение 1 ч. Отработанный раствор сцеживают и дважды промывают водой от гипохлорита натрия. Далее проводят процесс декальцинирования 7%-ной соляной кислотой, модуль 7 - 8, при температуре 20oC и перемешивании в течение 1 ч. С целью исключения сильного пенообразования добавляют 200 мл бутанола.Pour with 0.1 N sodium hypochlorite solution, processing module 7-8, at a temperature of 15-35 o C is stirred for 1 hour. The spent solution is decanted and washed twice with water from sodium hypochlorite. Then, the decalcification process is carried out with 7% hydrochloric acid, module 7-8, at a temperature of 20 ° C and stirring for 1 hour. In order to avoid strong foaming, 200 ml of butanol is added.
По окончании реакции для проведения второй стадии декальцинирования 6-7%-ной соляной кислотой к отработанному раствору добавляют 10 л концентрированной соляной кислоты, после чего перемешивают еще 45 мин. At the end of the reaction, to carry out the second stage of decalcification with 6-7% hydrochloric acid, 10 L of concentrated hydrochloric acid is added to the spent solution, followed by stirring for another 45 minutes.
Обработанный раствор сцеживают и остаток промывают водой. По достижении нейтральной реакции твердую фазу заливают водой и транспортируют в следующий реактор. В реакторе 2 транспортная жидкая фаза сцеживается и заливается 20%-ным раствором гидроксида натрия с модулем 7-8. При этом добавляется 10 г боргидрида натрия. В рубашку реактора подается пар и содержимое нагревается до 85-95oC. 1-ую стадию депротеинизации проводят при перемешивании в течение 1,5 ч. Далее отработанный раствор сцеживается, твердая фаза промывается 3 раза водой и заливается 6%-ным раствором гидроксида натрия с добавкой 5 г боргидрида натрия, нагревается до 85-95oC и перемешивается в течение 1,5 ч. После окончания депротеинизации отработанный раствор сцеживается, а полученный хитин промывается водой до отсутствия белка.The treated solution is decanted and the residue washed with water. Upon reaching a neutral reaction, the solid phase is poured with water and transported to the next reactor. In reactor 2, the transport liquid phase is decanted and filled with a 20% sodium hydroxide solution with a module of 7-8. In this case, 10 g of sodium borohydride is added. Steam is supplied to the reactor jacket and the contents are heated to 85-95 o C. The first stage of deproteinization is carried out with stirring for 1.5 hours. Next, the spent solution is decanted, the solid phase is washed 3 times with water and filled with 6% sodium hydroxide solution with the addition of 5 g of sodium borohydride, is heated to 85-95 o C and stirred for 1.5 hours. After the end of deproteinization, the spent solution is decanted, and the resulting chitin is washed with water until there is no protein.
Промытый хитин переводится в 3-й реактор для процесса деацетилирования. The washed chitin is transferred to the 3rd reactor for the deacetylation process.
После сцеживания транспортной воды влажность хитина в реакторе составляет 80-85%. Во влажный хитин при перемешивании массы и охлаждении водой реактора (через рубашку) для получения 43-45%-ного раствора загружается 72 кг сухого гидроксида натрия и 10 г боргидрида натрия. В течение 30 мин поддерживают температуру 113-115oC, после чего уменьшают до 105-108oC и выдерживают при перемешивании 1 ч. После промывки до нейтральной реакции хитозан сушат при 80oC.After decanting the transport water, the humidity of chitin in the reactor is 80-85%. In wet chitin with stirring the mass and cooling with water of the reactor (through a jacket) to obtain a 43-45% solution, 72 kg of dry sodium hydroxide and 10 g of sodium borohydride are loaded. The temperature was maintained at 113-115 ° C for 30 minutes, then reduced to 105-108 ° C and kept under stirring for 1 hour. After washing to a neutral reaction, the chitosan was dried at 80 ° C.
Готовый хитозан имеет следующие характеристики:
Растворимость в 1%-ной уксусной кислоте, % - 99,9
Вязкость 1%-ного раствора в 1%-ной уксусной кислоте, П - 12,5
Массовая доля золы, % - 0,13
Массовая доля железа, % - Отс.Ready chitosan has the following characteristics:
Solubility in 1% acetic acid,% - 99.9
The viscosity of a 1% solution in 1% acetic acid, P - 12.5
Mass fraction of ash,% - 0.13
Mass fraction of iron,% - Ots.
Массовая доля тяжелых металлов, % - 0,0001
Степень деацетилирования, % - 82
Массовая доля аминокислот, % - 0,2
Такой хитозан может быть использован как сорбент и гелеобразователь в пищевой, парфюмерной, косметической промышленности, в сельском хозяйстве и для очистки отработанных вод.Mass fraction of heavy metals,% - 0.0001
The degree of deacetylation,% - 82
Mass fraction of amino acids,% - 0.2
Such chitosan can be used as a sorbent and gelling agent in the food, perfumery, cosmetics, agriculture and for the treatment of waste water.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000112383/04A RU2172744C1 (en) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | Method of preparing chitosan |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000112383/04A RU2172744C1 (en) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | Method of preparing chitosan |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2172744C1 true RU2172744C1 (en) | 2001-08-27 |
Family
ID=35364484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000112383/04A RU2172744C1 (en) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | Method of preparing chitosan |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2172744C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2859726A1 (en) * | 2003-09-17 | 2005-03-18 | Etienne Jules Paul M Hannecart | Production of derivatives of chitin or chitosan, involves ball-milling crab shells etc. with solid strong base and a little water, adding organic acid but keeping the mixture as powder, and then extracting with water |
| RU2615636C1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-04-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Chitosan production method |
-
2000
- 2000-05-19 RU RU2000112383/04A patent/RU2172744C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2859726A1 (en) * | 2003-09-17 | 2005-03-18 | Etienne Jules Paul M Hannecart | Production of derivatives of chitin or chitosan, involves ball-milling crab shells etc. with solid strong base and a little water, adding organic acid but keeping the mixture as powder, and then extracting with water |
| RU2615636C1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-04-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Chitosan production method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100338096C (en) | Process for continuous extraction of buckwheat starch, buckwheat protein, flavone, and dietary-fiber from buckwheat | |
| KR0175664B1 (en) | Improved process for producing a dietary corn fibre | |
| CN103555795B (en) | A kind of method of co-producing high-purity Starch rice and rice protein | |
| US20220135616A1 (en) | Method for extracting useful substances from shrimp shells | |
| NO141936B (en) | PROCEDURE FOR EXTRACTION OF CARRAGENAN FROM FIXED, UNDISSOLVED ALGES OF THE RHODOPHYCEAE CLASS | |
| CN101940306A (en) | Method for producing jerusalem artichoke whole powder | |
| CN106281638A (en) | A kind of extraction camellia seed oil and oil tea saponin and method of camellia seed meal feedstuff from camellia seed kernel | |
| CN105348165B (en) | Method for extracting astaxanthin yeast, yeast extract and glucan from yeast | |
| CN108949858A (en) | A kind of method and products thereof for extracting flaxseed gum from flax seed husk | |
| RU2172744C1 (en) | Method of preparing chitosan | |
| CN108191730A (en) | A kind of production method that high purity lutein crystal is prepared by marigold extractum | |
| CN210711829U (en) | System for utilize citric acid gypsum production gypsum whisker | |
| CN107056883A (en) | The method and apparatus of albumen and phosphatide is reclaimed in a kind of euphausia superba powder production line waste water from boat-carrying | |
| CN107619842A (en) | A kind of method of Production by Enzymes cornstarch | |
| CN103936639A (en) | Production process for extracting cystine by hair | |
| CN109111532A (en) | A kind of pectin extraction method | |
| CN86107462B (en) | Process for producing gum from seeds of wormwood | |
| CN107868133A (en) | A kind of immersion process in processing of farm products production | |
| CN1554285A (en) | Method for producing oyster tablet by adding oyster shell superfine powder | |
| RU2175658C1 (en) | Method of preparing amaranthus starch | |
| AU3917399A (en) | Solid fermentation-promoting substance and method for preparation thereof | |
| US4139558A (en) | Process for preparing free-flowing 2-nitro-4-acetylamino-anisole | |
| RU2087484C1 (en) | Installation for producing chitosan | |
| RU2330670C1 (en) | Method of chitosan production | |
| CN107955078A (en) | A kind of method that corn soaking new process prepares cornstarch |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040520 |