CN101906174A - 化工用鲜海带高效预处理和褐藻胶提取工艺改进方法 - Google Patents
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Abstract
一种化工用鲜海带高效预处理和褐藻胶提取工艺改进方法；它的方法步骤是：鲜海带切块、配制固定液、鲜海带组织破碎和分级压榨分离、固色消化环节一体化、褐藻胶提取、同期海带生产褐藻胶各项数据比较。采用本方法将海带原料进行高效预处理，可省去海带原料浸泡环节，节约水资源，在后续生产时可实现固色消化环节一体化，同时大大缩短固色和消化时间，最后得到褐藻胶产品的粘度与得率均没有受到影响。作为一种改进原料预处理和生产方法，可在褐藻胶生产中推广和应用，有效提高生产效率，减少设备投入费用，带来经济效益。
Description
技术领域：
本发明属于褐藻化工生产技术，是一种针对鲜海带的高效预处理和褐藻胶提取工艺改进的方法。
背景技术：
褐藻胶是海带等褐藻类，经加碱提取出的一种水溶性高粘度胶体。包括水溶性褐藻酸的铵、钠、钾盐，以及不溶于水的褐藻酸及其钙、铁等两价以上的金属盐类，一般所说的褐藻胶主要是指褐藻酸钠。生产褐藻胶的原料主要有巨藻、泡叶藻、海带等大型褐藻。在我国，主要使用海带作为原料提取褐藻胶，其产量约为3万吨左右，大部分作为印花色浆，用于纺织工业的印染助剂。
在我国，大部分褐藻胶生产厂家使用晒干海带作为生产原料，由于鲜海带中褐藻胶的含量与粘度均高于晒干海带，一些学者和厂家开始研究从鲜海带中提取褐藻酸钠，如“一种以鲜海带为原料生产褐藻胶的方法”(发明人：李长清、王清印、冷凯良、卞永平，申请号：200510044406)，因此在5-7月份鲜海带收割时期，一些厂家采用鲜海带生产褐藻胶，并取得明显的经济效益。但已有的鲜海带的生产工艺依然没有脱离晒干海带的生产模式，在传统的褐藻胶生产工艺中，一般经过以下步骤：浸泡、切块、固色、消化、冲稀、漂浮、精滤、钙析、脱钙、脱水、中和、干燥、粉碎装袋封存。
目前传统工艺对海带的预处理均采用浸泡法，不仅耗时久，而且需要大量水，以浸泡预处理100吨鲜海带为例，则需水100-150吨左右，造成的水资源的不合理使用。在固色环节，为使甲醛能充分进入大片的海带机体组织之中，所需的时间约为3-5小时，长时间甲醛浸泡仅仅在于使固色完全彻底。在消化过程中，消化时间3-4小时，大部分时间都用于使海带细胞壁膨胀破坏，耗时较长且消化程度难以完全彻底。
改变海带原料前期预处理方式，可以有效的缩短褐藻胶生产时间，提高生产效率，但目前一直未出现合适的预处理方法。
发明内容：
本发明的目的是针对褐藻化工传统生产模式，而开发研究出的一种新型前期预处理技术以及优化生产工艺。通过采用本技术预处理的海带原料，将海带组织粉碎，压榨分离，可实现海带原料的高效处理，不采取浸泡方式，节约大量水资源；将经过高效处理的海带原料用于褐藻胶的提取，可实现固色消化环节一体化，有效缩短固色时间，提高海带消化速率，节省设备投入费用。
本发明是按如下技术方案实现的：
它的方法步骤是：1、鲜海带切块，2、配制固定液，3、鲜海带组织破碎和分级压榨分离，4、固色消化环节一体化，5、褐藻胶提取，6、同期海带生产褐藻胶各项数据比较。
1、鲜海带切块：选取成熟期的海带，称重，进切菜机装置切成10-20cm的海带碎块。
2、配制固定液：配制固定液1和固定液2：固定液1的组成成分为氯化钙和水或海带组织液2，具体用量为：水或海带组织液2用量为200-400L/每吨鲜海带，氯化钙用量为3-10kg/每吨鲜海带(即占鲜海带重量的0.3％-1％)。
固定液2的组成成分为氯化钙和海带组织液1或水，具体用量为：海带组织液1或水用量为一次压榨海带渣重量的2-3倍，氯化钙用量为3-10kg/每吨压榨前鲜海带(即占鲜海带重量的0.3％-1％)。
所述的海带组织液1由海带原料经过第一次压榨后获得，海带组织液2由海带原料经过第二次压榨后获得；
3、鲜海带的组织破碎和分级压榨分离：
a、一级压榨分离：将固定液1与海带碎块按200-400L固定液1/每吨鲜海带的进料比例投入大型组织粉碎设备中，将海带碎块进行组织粉碎。将海带浆状物运至压榨脱水设备中，进行第一次压榨，使海带原料渣与海带汁液分离，海带原料渣与海带汁液分离率为1比1.5至2.5之间，即压榨出1吨海带原料渣同时得到1.5-2.5吨海带汁液，得到一次压榨海带渣与海带组织液1。海带组织液1添加水至一次压榨海带渣重量的2-3倍后，用于配制固定液2。
b、二级压榨分离：一次压榨海带渣再与固定液2混合，其比例为1比2-3，即海带组织液1或水用量为一次压榨海带渣重量的2-3倍，搅拌均匀后，投入压榨脱水设备中，进行第二次次压榨分离，海带原料渣与海带汁液分离率为1比3.5-6.5之间，得到二次压榨海带渣与海带组织液2。海带组织液2一部分用于提取碘与甘露醇，另一部分代替水配制固定液1，用于下一批海带碎块高效预处理。其具体用量为200-400L/每吨鲜海带，如此循环使用。
4、海带固色消化环节一体化：将二次压榨海带渣投入消化锅中，加水与36％工业甲醛缓缓搅拌充分混匀后，静置固色，固色时间为20-50分钟，其中，水用量为二次压榨海带渣重量的3-6倍，36％工业甲醛用量为25-60L/每吨二次压榨海带渣。固色完成后，加入碳酸钠和水，60℃搅拌消化1至2小时，待海带渣全部消化完全，得到海带消化液。其中，碳酸钠用量为85-160kg/每吨二次压榨海带渣，水用量为二次压榨海带渣重量的9-17倍。
5、褐藻胶提取：将步骤4得到的海带消化液按照正常生产流程提取褐藻胶，其步骤分别为：冲稀、漂浮、精滤、钙析、脱钙、脱水、中和、干燥、粉碎，最后得到褐藻胶产品。
6、同期海带生产褐藻胶各项数据比较：取同期海带经过正常生产流程提取褐藻胶，作为评价参照指标，与采用本发明生产的褐藻胶的粘度与得率进行评价。
本技术对比已有技术的优点是：1、通过采用本技术预处理步骤，将海带原料经组织粉碎后，实现海带渣液的高效压榨分离，达到海带原料高效预处理的目的，省去海带原料的浸泡环节，节省时间，同时也节约大量水资源，平均每100吨海带节约用水100-150吨左右。
2、在褐藻胶生产提取环节，对二次压榨海带渣进行固色时，由于原料呈细小片状或粉粒状，可以使甲醛很快浸入其中，快速完成固色环节，与以往固色时间需要3-5小时相比，采用本方法的固色时间只需要20-50分钟；在消化过程中，二次压榨海带渣也更易于消化，与以往传统3-4小时的消化时间相比，本方法的消化时间只需要1-2小时，可有效提高生产效率。
3、固色消化环节一体化，将生产环节中固色与消化放在同一个反应锅中进行，可节省固色设备费用的投入，降低厂家投入成本。
附图说明：
图1：技术路线示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例结合附图详细叙述本发明的方法步骤：
它的方法步骤是：1、鲜海带切块，2、配制固定液，3、鲜海带组织破碎和分级压榨分离，4、海带固色消化环节一体化，5、褐藻胶提取，6、同期海带生产褐藻胶各项数据比较。
其技术路线如图1所示：
实施例：
选取7月份成熟期鲜海带约3.5吨，经过切菜装置将其切成10-20cm的海带碎块，将25kg氯化钙溶于0.7吨水中，配成固定液1，按海带碎块比固定液1以5比1的进料比例投入大型组织粉碎设备中，进行组织破碎，待海带碎块粉碎为泥浆状后，送至压榨设备进行渣液分离，得到一次压榨海带渣约1.4吨，得到海带组织液1约2.7吨，补水0.2吨，加入氯化钙25kg，配制成固定液2，与一次压榨海带渣搅拌混合均匀后，进行二次压榨分离，得到二次压榨海带渣0.7吨，海带组织液2约3.4吨，其中2.7吨用于提取碘和甘露醇，0.7吨海带组织液2备用。
再次选取鲜海带约3.4吨，经过切菜装置切成10-20cm的海带碎块，需用氯化钙20kg，使用上次得到的海带组织液2代替水配制固定液，按海带碎块比固定液5比1的进料比例投入大型组织粉碎设备中，进行组织破碎，待海带碎块粉碎成浆状后，送至压榨设备进行渣液分离，得到一次压榨海带渣约1.2吨，得到海带组织液1约2.8吨，加入氯化钙21kg，配制成固定液2，与一次压榨海带渣搅拌混合均匀后，进行二次压榨分离，得到二次压榨海带渣0.6吨，得到海带组织液2约3.3吨，其中2.6吨用于提取碘和甘露醇，0.6吨海带组织液2备用。
第三次取鲜海带约3.2吨，经过切菜装置将其切成10-20cm的海带碎块，将18kg氯化钙投入上次的海带组织液2中，配成固定液，按海带碎块比固定液6比1的进料比例投入大型组织粉碎设备中，进行组织破碎，待海带碎块粉碎成浆状后，送至压榨设备进行渣液分离，得到一次压榨海带渣约1吨，得到海带组织液1约2.6吨，加入氯化钙15kg，配成固定液2，与一次压榨海带渣搅拌混合均匀后，进行二次压榨脱水，得到二次压榨海带渣0.5吨，得到海带组织液2约3吨，用于提取碘和甘露醇。
分别将二次压榨海带渣0.7吨、0.6吨和0.5吨投入1号、2号和3号消化锅中，分别加入水3.2吨、2.8吨和2.5吨，加入甲醛溶液35L、30L和27L，缓缓搅拌均匀后，静置40min进行固色，分别添加碳酸钠80kg、70kg和65kg，加水6.5吨、7.2吨和7吨，升温至60℃，搅拌反应80分钟，得到海带消化液。
按照工厂正常生产流程进行褐藻胶的提取，其步骤为冲稀、漂浮、精滤、钙析、脱钙、脱水、中和、干燥、粉碎，最后得到褐藻胶产品。
另取鲜海带3.5吨，经过传统浸泡、切块、固色、消化等工艺提取褐藻胶产品，作为参照与鲜海带高效预处理和优化生产工艺进行比较。鲜海带传统生产工艺与鲜海带高效预处理和优化工艺各项数据表1：
表1
通过以上各项数据对比可以看出，经过高效预处理和生产工艺优化的海带，在预处理时节省浸泡时间、固色时间缩短为40分钟，消化时间缩短为80分钟，在后期褐藻胶产品的比较当中，得率分别为2.2％、2.1％和2.2％，不低于正常生产的得率2.1％，粘度分别为2960mPa·s、2900mPa·s和2930mPa·s，均高于正常生产的的褐藻胶粘度2850mPa·s。
Claims (1)
1.一种化工用鲜海带高效预处理和褐藻胶提取工艺改进方法，其方法步骤是：鲜海带切块、配制固定液、鲜海带组织破碎和分级压榨分离、固色消化环节一体化、褐藻胶提取、同期海带生产褐藻胶各项数据比较；其特征在于：
所述的配制固定液：配制固定液1和固定液2；固定液1的组成成分为氯化钙和水或海带组织液2，其具体用量为：水或海带组织液2用量为200-400L/每吨鲜海带，氯化钙用量为3-10kg/每吨鲜海带，即占鲜海带重量的0.3％-1％；固定液2的组成成分为氯化钙和海带组织液1或水，其具体用量为：海带组织液1或水用量为一次压榨海带渣重量的2-3倍，氯化钙用量为3-10kg/每吨压榨前鲜海带，即占鲜海带重量的0.3％-1％；
所述的海带组织液1由海带原料经过第一次压榨分离后获得，海带组织液2由海带原料经过第二次压榨分离后获得；
所述的鲜海带的组织破碎和分级压榨分离：
a、一级压榨分离：将固定液1与海带碎块按进料200-400L/每吨鲜海的比例投入大型组织粉碎设备中，将海带碎块进行组织粉碎；将海带浆状物运至压榨脱水设备中，进行第一次压榨，使海带原料渣与海带汁液分离，海带原料渣与海带汁液分离率为1比1.5-2.5之间，即压榨出1吨海带原料渣同时得到1.5-2.5吨海带汁液；得到一次压榨海带渣与海带组织液1，海带组织液1添加水至一次压榨海带渣重量的2-3倍后，用于配制固定液2；
b、二级压榨分离：一次压榨海带渣再与固定液2混合，其比例为1比2-3，即海带组织液1或水用量为一次压榨海带渣重量的2-3倍，搅拌均匀后，运至压榨脱水设备中，进行第二次压榨分离，海带原料渣与海带汁液分离率为1比3.5-6.5之间，得到二次压榨海带渣与海带组织液2；海带组织液2一部分用于提取碘与甘露醇，另一部分代替水配制固定液1，用于下一批海带碎块高效预处理，其具体用量为200-400L/每吨鲜海带，如此循环使用；
所述的固色消化环节一体化：将二次压榨海带渣投入消化锅中，加水与36％工业甲醛缓缓搅拌充分混匀后，静置固色，固色时间为20-50分钟，具体用量为水为二次压榨海带渣重量的3-6倍，36％工业甲醛用量为25-60L/每吨二次压榨海带渣；固色完成后，加入碳酸钠和水，60℃搅拌消化1-2小时，待海带渣全部消化完全，得到海带消化液。其中，碳酸钠用量为85-160kg/每吨二次压榨海带渣，水用量为二次压榨海带渣重量的9-17倍。
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