CN101921572B - 一种能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶粉制造方法 - Google Patents

一种能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶粉制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶粉制造方法,其特点是:它包括清洗、软化、水解、中和沉淀、脱水干燥、粉碎、氨化、胶粉制备、包装和污水处理等步骤。氨化步骤所得的中间体为氨基蛋白胶,因其不含甲醛,并有捕捉吸收甲醛功能,用途广泛,能够替代醛胶粘制各种板材,制得的各种板材具有强度高、耐气候性好;最终产品为氨基蛋白胶粉,除具有氨基蛋白胶功能之外,突出的优点是:易包装、易运输、耐储存、不变质,用量少等优点;所用原料采用废弃畜禽毛、蹄壳,其原料丰富易得,成本低,工艺简单,生产中无污物排放,利于环境保护。

Description

一种能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶粉制造方法
技术领域
本发明涉及胶的制备,特别是一种以各种畜禽废弃毛、蹄壳为原料制造能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶粉制造方法。
背景技术
一百多年来,由于脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺甲醛胶的应用,甲醛对环境污染愈来愈严重。甲醛可造成人体呼吸困难、咽喉肿疼、流眼泪等疾病,严重甲醛中毒可致人患癌症、白血病等。甲醛对人体危害是明显的,但因应用广泛、成本低等目前尚无法取代。我国及世界多数国家都严禁甲醛超标排放。大量的动物废弃毛、蹄壳,如:鸡毛、鸭鹅粗毛、皮革厂废畜毛、猪毛、猪牛羊蹄壳等主要成份是硬蛋白,是由氨基酸结合成的空间三维立体结构。我国很早就有用肉皮制水胶,用动物血粉制胶的传统。肉皮和血粉都是蛋白质也是由氨基酸结合成的。中国发明专利授权公告号CN1267502C公开了《一种蛋白膜及其制备方法》,该专利制蛋白膜中间体为蛋白胶。虽是蛋白胶,但其捕捉甲醛功能差;其制备方法是采用酶法,存在着反应时间长,反应条件难以控制等缺点。
发明内容
本发明的目的是,提供一种成本低,工艺简单,生产过程中无污物排放,利于环境保护,能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶粉制造方法。
实现本发明目的所采取的技术方案是:一种能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶粉制造方法,其特征是:它包括下述步骤:
(1)清洗:以废弃畜禽毛、蹄壳为原料,用清水洗掉废弃畜禽毛、蹄壳上的污物、杂质,离心脱水,甩干,得洗净毛、蹄壳;
(2)软化:将步骤(1)所得的1/2用0.8-4%的NaOH水溶液浸泡12-48小时,使毛蹄软化至用手捻成粉末状,离心甩干,得软化毛、蹄壳,碱液回收重复用;
(3)水解:向夹套搪瓷反应釜中注入0.8-4%的NaOH水溶液,加热至90-100℃,开动搅拌,向釜中投入步骤(1)所得未软化的1/2洗净毛、蹄壳,保温加热、搅拌20-60分钟,待釜中毛、蹄壳80%溶解后,再向釜中投入步骤(2)所得软化毛、蹄壳,关闭反应釜投料孔,继续保温搅拌15-60分钟,至毛蹄壳全部溶化,形成粘稠钠基蛋白胶溶液,停止加热、搅拌,室温放置冷却至80℃以下,经20目不锈钢筛,放料入中和沉淀槽中,放置冷却致室温,从筛上取走不反应杂质,此过程原料配比为,毛蹄壳原料∶NaOH水溶液=1∶2.5-4;
(4)中和沉淀:在搅拌条件下,向沉淀槽淋入含量为30-36%的工业盐酸,至反应液产生大量悬浮的沉淀物,当反应液上层有澄清的液体时,停止淋工业盐酸,此时反应液的PH值在2.5-4.5范围内,放置沉淀12-14小时,产生的沉淀物为酸性水解蛋白质;
(5)脱水干燥:打开沉淀槽阀门,放出废水供清洗原料用,把沉淀物送入压滤机,进一步脱水,得酸性水解蛋白饼,再把此酸性水解蛋白饼送入烘干机,在105-115℃条件下烘干,得干燥的水解蛋白饼;
(6)粉碎:把步骤(5)所得用粉碎机,粉成20目粉末,得外观为淡黄色有流动性的酸性蛋白粉;
(7)氨化:把步骤(6)所得倒入漏斗中,漏斗下口对大型搅肉机进料口,搅肉机进料口另设一不锈钢阀门,阀门接氨水储罐,在开动搅肉机同时,从漏斗放入步骤(6)所得,和20-28%的氨水,放料比为:酸性水解蛋白粉∶氨水=1∶1-1.5,在强烈搅拌、捏合条件下,从搅肉机出料口得黄褐色氨基蛋白胶,室温放置熟化24小时,得粘稠状黄褐色能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶;
(8)胶粉制备:用单面涂胶机,把步骤(7)所得涂到聚酯膜上,经烘干室,在105-115℃条件下烘干,得黄褐色胶片,粉碎得淡黄色氨基蛋白胶粉;
(9)包装:把步骤(8)所得称重,用带衬膜的防水塑料编织袋包装成每袋25Kg,标出批号,生产日期,供制板应用。
(10)污水处理:滤除洗毛、蹄壳废水中机械杂质,把过滤后的洗毛、蹄壳废水与中和沉淀废水混合,重新用工业盐酸调至PH3.5-4.5放入沉淀池,则废水中的血、粪便、溶解性蛋白质,全部沉淀,用压滤机滤出清水,重复利用,滤饼晾干后为有机肥料。
本发明中的NaOH、氨水、工业盐酸可使用普通工业原料,搪瓷釜、离心机、粉碎机、搅肉机、搪玻璃钢槽等均为普通化工设备,无需特制。
本发明一种能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶粉制造方法的优点体现在:
1.步骤(7)所得氨基蛋白胶用途广泛,能够替代醛胶粘制各种板材,包括胶合板、纤维板、细木工板等等。制得的各种板材具有强度高、耐气候性好等优点,完全符合国家相关的质量标准。尤其是用本发明制造的氨基蛋白胶不含甲醛,也不含其它污染物,可减少生产中甲醛污染,为操作人员创造良好的工作环境,制成的板材无甲醛排放,并有捕捉吸收甲醛功能。
2.步骤(8)所得氨基蛋白胶粉,除具有氨基蛋白胶功能之外,突出的优点是:易包装、易运输、耐储存、不变质,用量少等优点。目前各制板厂在用醛胶时均要向胶中加15-30%的面粉以增大醛胶粘度。本发明制造的胶粉加入醛胶中,可完全起到面粉的作用。更突出的特点是用量少,只要向醛胶中加入面粉用量的1/3-1/2就起到面粉的增粘作用,如果向醛胶中加入40-50%的氨基蛋白胶粉,可使制得的板材无甲醛排放。二是醛胶中的游离甲醛被氨基蛋白胶吸收、捕捉了,大大减少了醛胶甲醛排放,以致于不排甲醛,起到极好的环保效益。三是用氨基蛋白胶粉混合醛胶后,不用更改制板厂的生产工艺及操作条件。
3.本发明所用原料采用废弃畜禽毛、蹄壳,其原料丰富易得,成本低,工艺简单,生产中无污物排放,生产过程中无污物排放,利于环境保护。
具体实施方式
下面结合给出的实施例和试验例,对本发明进一步描述。以本发明技术方案作的等效改变均属本发明保护范围内。
实施例1,用鸡毛作原料制造氨基蛋白胶粉:
选500公斤鸡毛作原料制造氨基蛋白胶粉,其步骤如下:
(1)在5000立升带搅拌搪玻璃钢的铁槽中注入4000升水,投入500公斤鸡毛,缓慢搅拌10-30转/分,洗毛废水放入废液槽,从排沙孔放出沙土等杂质,把鸡毛离心甩干,得洗净鸡毛。
(2)将步骤(1)所得的1/2浸入0.8%NaOH水溶液中,室温浸泡48小时,使毛梗***,手捻成丝状。导入离心机甩干,甩出的碱水重复利用,得软化鸡毛。
(3)向2000立升夹套搪瓷反应釜中注入0.8%的NaOH水溶液1300立升,蒸气加热至90-100℃,开动搅拌。投入步骤(1)所得未软化的1/2鸡毛,保温搅拌使80%鸡毛梗溶化,需20分钟。立即投入步骤(2)所得软化鸡毛。关闭投料孔,继续保温搅拌20分钟,使全部鸡毛溶化,反应体系粘稠。室温放置冷却至70℃。反应物经20目不锈钢筛放入沉淀槽放置冷却至室温,除去筛上不反应杂质,得淡黄色粘稠钠基蛋白胶溶液。
(4)在搅拌条件下,向沉淀槽淋入工业盐酸,使反应液产生悬浮的沉淀物,当反应液上层有澄清的液体时,停止淋酸,继续搅拌10分钟。此时反应的PH值为3.0。放置沉淀12小时,体系内上层为固状物,下层为清水。放清水入废水槽,得淡黄色固状酸性水蛋白块。
(5)把步骤(4)所得送入压滤机,进一步脱水,得酸性水解蛋白饼,再把此酸性水解蛋白饼送入烘干机,在105-115℃条件下烘干,得干燥的水解蛋白饼。
(6)把步骤(5)所得用锤片式粉碎机粉碎成20目,得酸性水解蛋白粉,为淡黄色流动性粉末。
(7)把步骤(6)所得倒入漏斗中,漏斗下口对大型搅肉机进料口,搅肉机进料口另设一与氨水储罐相连接的不锈钢阀门。开动搅肉机,从漏斗放入酸性水解蛋白粉,同时放25%的氨水。放料比为:酸性水解蛋白粉∶氨水=1∶1.1,在强烈搅拌条件下,从搅肉机出料口得黄褐色氨基蛋白胶,放置熟化12小时,得高粘度黄褐色氨基蛋白胶。
(8)把步骤(7)所得用单面涂胶机涂到聚酯膜上,经烘干室,在105-115℃条件下烘干,得黄褐色胶片,把胶片用锤片式粉碎机粉碎成20目粉状,得氨基蛋白胶。产品外观:淡黄色、流动性粉。
(9)将步骤(8)所得称重,共得氨基蛋白胶粉495公斤,用带衬膜的防水塑料编织袋包装成每袋25Kg,标明批号,生产日期。供制板应用。
(10)污水处理:把步骤(1)产生的废水,经板框过滤机除去沙土、粪便、杂草等机械杂质。滤出的水在中和槽与步骤(5)压滤机中的酸性废水混合,用盐酸调至PH4.5,放入沉淀池,静止48小时,血及少量溶解蛋白沉淀。上清水抽出供洗毛用,池底混浊液用压滤机滤出清水,重复用,滤饼为有机肥料。
实施例2,用皮革厂废牛毛制造氨基蛋白胶:
选400公斤皮革厂废牛毛制造氨基蛋白胶,其步骤如下:
(1)将200公斤废牛毛,浸入2.5%NaOH水溶液中,室温浸泡48小时,至牛毛溶胀,***、***。用离心机甩干,碱水重复利用,得软化牛毛。
(2)向2000立升夹套搪瓷反应釜中注入2.5%的NaOH水溶液1200立升,用夹套蒸气加热至96-100℃,开动搅拌。投入未软化牛毛200公斤,保温搅拌至80%牛毛溶化。将步骤(1)所得投入釜中,关闭投料孔。继续保温搅拌,使釜中牛毛全部溶解,溶液呈现黄褐粘稠状态,此过程需50分钟。停止加热,继续搅拌20分钟。放置冷却至65℃,经20目不锈钢筛放入沉淀槽,除去筛上不反应杂质,得黄褐色粘稠钠基蛋白胶。
(3)在搅拌条件下,向沉淀槽淋入工业盐酸,使反应液产生悬浮的沉淀物,当反应液上层有澄清的液体时,停止淋酸,继续搅拌10分钟。此时反应的PH值为3.5。放置沉淀12小时,反应物分层,上层为块状固体,下层为清水。放清水入废水槽,得黄褐色固状无粘性的酸性水蛋白块。
(4)把步骤(3)所得送入压滤机,进一步脱水,得酸性水解蛋白饼,再把此酸性水解蛋白饼送入烘干机,在105-115℃条件下烘干,得干燥的水解蛋白饼。
(5)把步骤(4)所得用锤片式粉碎机粉碎成20目,得酸性水解蛋白粉,为淡黄色流动性粉末。
(6)把步骤(5)所得倒入漏斗中,漏斗下口对大型搅肉机进料口,搅肉机进料口另放一与氨水储罐相连接的不锈钢阀门。开动搅肉机,从漏斗放入酸性水解蛋白粉,同时放入20%的氨水。放料比为:酸性水解蛋白粉∶20%氨水=1∶1.5,在强烈搅拌条件下,从搅肉机出料口得褐色氨基蛋白胶,放置熟化12小时,得高粘度褐色氨基蛋白胶。
(7)将步骤(6)所得,注入大口塑料桶中,按25公斤/桶,称重、密封、压盖,得粘稠氨基蛋白胶780公斤。
注:废牛毛购自河北辛集,购时已清洗、干燥,故不用清洗。
实施例3,用猪蹄壳制造氨基蛋白胶粉:
选200公斤猪蹄壳为原料制造氨基蛋白胶粉,其步骤如下:
(1)用清水洗去猪蹄壳上的杂质,放污水进中和沉池,回收再用,取出猪蹄壳晾干,得洗净猪蹄壳。
(2)将步骤(1)所得的1/2浸入4%NaOH水溶液中,室温浸泡48小时,使蹄壳溶胀,***,导入离心机甩干,甩出的碱水重复利用,得软化蹄壳。
(3)向1000立升夹套搪瓷反应釜中注入4%的NaOH水溶液600立升,搅拌、蒸汽加热,控制温度在96-100℃,将步骤(1)未软化的1/2所得投入釜中,保温60分钟,使蹄壳80%溶化,再向釜中投入步骤(2)所得软化蹄壳,关闭反应釜投料孔,继续保温搅拌60分钟,至毛蹄壳全部溶化,反应液成褐色粘稠胶状,形成粘稠钠基蛋白胶溶液,停止加热,继续搅拌10分钟,放置冷却至75℃,经20目不锈钢筛放料入沉淀槽,放置冷至室温,除去筛上杂质,得黄褐色粘稠钠基蛋白胶。
(4)在搅拌条件下,向沉淀槽淋入工业盐酸,使反应液产生大量悬浮的沉淀物,当反应液上层有澄清的液体时,停止淋酸,继续搅拌10分钟。此时反应的PH值为4.3。放置沉淀24小时,反应物分层,放出下层清水入中和沉淀池,得黄褐色块状酸性蛋白胶。
(5)脱水干燥:打开沉淀槽阀门,放出大部分废水供清洗原料用,把沉淀物送入压滤机,进一步脱水,得酸性水解蛋白饼,再把此酸性水解蛋白饼送入烘干机,在105-115℃条件下烘干,得干燥的水解蛋白饼。
(6)粉碎:把步骤(5)所得用粉碎机,粉成20目粉末,得外观为淡黄色有流动性的酸性蛋白粉。
(7)把步骤(6)所得倒入漏斗中,漏斗下口对大型搅肉机进料口,搅肉机进料口另放一与氨水储罐相连接的不锈钢阀门。开动搅肉机,从漏斗放入步骤(6)所得和28%的氨水。放料比为:酸性水解蛋白粉∶28%氨水=1∶1,在强烈搅拌、条件下,从搅肉机出料口得褐色氨基蛋白胶,室温放置24小时,得粘稠褐色氨基蛋白胶。
(8)把步骤(7)所得用单面涂胶机涂到聚酯膜上,经烘干室,在105-115℃条件下烘干,得黄褐色胶片,把胶片用锤片式粉碎机粉碎成20目粉状,得氨基蛋白胶。产品外观:淡黄色、流动性粉状。
(9)将步骤(8)所得称重,共得氨基蛋白胶粉185公斤,用带衬膜的防水塑料编织袋包装成每袋25Kg,标明批号,生产日期。
污水处理与实施例1相同。
把实施例1所得氨基蛋白胶粉,送吉林省分析测试联合中心长春农业分中心,对产品成分检测结果如下:
试验例1:氨基蛋白胶粉成份应用性能检测:
检验报告书
NO2008038
Figure BSA00000228036300081
Figure BSA00000228036300091
批准:李月茹    审核:宋桂茹    制表:潘伟群
注:因此胶尚无国家标准,只好按GB/T 6432-1994,饲料标准检测。
结论:实验1所得氨基蛋白粉主要成分为蛋白质,而且是氨基超量的蛋白质,说明氨基蛋白胶分子链上有相当数量的多余氨基,这多余氨基是用来捕捉吸收醛的。产品水溶性好,可证实该胶粉易与各种醛胶混合,且无毒性。
取实施例1所得氨基蛋白胶粉50公斤,送吉林市丰满区二道板厂按该厂现行生产工艺压制胶合板。配方为:用15%氨基蛋白胶,替代30%的面粉,混入脲醛胶中。把产品送吉林省产品质量监督检验院,检验结果如下:
检验报告书
NO.QH-20090835        共2页第1页
Figure BSA00000228036300092
批准:李运英    审核:张琳琳    主检:初惠君
检验报告书
NO.QH-20090835        共2页第2页
Figure BSA00000228036300101
结论:以氨基蛋白胶粉混入脲醛胶中,使产品中甲醛释放量大大降低,不仅小于国家标准的1.5mg/L的E1级,也达到最高级的E0级(≤0.5)。使用氨基蛋白粉与脲醛胶制板,不用改革制板工艺,生产工作环境明显改善。
试验例2,氨基蛋白胶成分及应用性能检测:
成分检测:取实施例2所得氨基蛋白胶200g,送吉林省分析测试联合中心长春农业分中心,对产品成分检测结果如下:
检验报告书
NO2008039
Figure BSA00000228036300102
Figure BSA00000228036300111
批准:李月茹    审核:宋桂茹    制表:潘伟群
结论:氨基蛋白胶主要成分为蛋白质,不含甲醛及有毒物质。
应用结果检测:制板,把实施例2所得氨基蛋白胶,也可用实施例1的步骤(7)所得,结果相同,均匀涂到木板皮上,涂胶量为板皮重的25%,放置晾干4小时。用压力机冷压,保压24小时。得胶合板,把此板送吉林省产品质量监督检验院,检验结果如下:
检验报告书
NO.QH-20090836        共2页第1页
批准:李岩    审核:周美影    主检:李春阳
检验报告书
NO.QH-20090835        共2页第2页
Figure BSA00000228036300113
Figure BSA00000228036300121
结论:以氨基蛋白胶替代醛胶粘接植物纤维板材,强度等项指标合格,突出的优点是无甲醛排放,改善生产操作环境,也减少了甲醛对环境的污染。用此种氨基蛋白胶制板需改革制板厂的生产工艺,采取冷压。
试验例3,氨基蛋白胶粉应用检测:
把实施例3所得氨基蛋白胶粉50公斤,送吉林省舒兰市上营***木制品厂,以三聚氰胺甲醛胶为主要原料,按该厂生产工艺压制细木工板。制板配方:三聚氰胺甲醛胶∶氨基蛋白胶=2∶1。产品送吉林省产品质量监督检验院,检验结果如下:
检验报告书
NO.QH-20090836    共2页第1页
Figure BSA00000228036300122
批准:李岩    审核:周兰影    主检:李春阳
检验报告书
NO.QH-20090835    共2页第2页
Figure BSA00000228036300123
Figure BSA00000228036300131
结论:以氨基蛋白胶粉替代面粉混入三聚氰胺甲醛胶中,在产品其它各项指标不变情况下,产品甲醛释放量大大降低,不仅小于国家标准1.5mg/L的E1标准,还使产品符合国家标准最高级E0级(≤0.5mg/L)。有操作方便不改工艺之优点,受到应用厂家欢迎,发展前途广泛。
试验例4,氨基蛋白胶粉应用检测:
把实验1所得氨基蛋白胶粉100公斤,送吉林省和龙***纤维板厂,按该厂生产工艺,以酚醛树脂胶为原料,压制中密度纤维板。制板配方:酚醛胶∶氨基蛋白胶=2∶1,产品经吉林省产品质量监督检验院检验结果如下:
检验报告书
NO.QH 2010023    共2页第1页
Figure BSA00000228036300132
批准:李运英    审核:张琳琳    主检:初惠君
检验报告书
NO.QH-2010023    共2页第2页
Figure BSA00000228036300141
结论:氨基蛋白胶粉与酚醛胶有很好的混溶性,把氨基蛋白胶与酚醛胶混合,在制板工艺不改变条件下,产品各项检测指标均合格,突出优点是新产品甲醛释放量明显降低,对保护环境,减少甲醛污染成效极好,易操作不改变生产工艺。

Claims (1)

1.一种能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶粉制造方法,其特征是:它包括下述步骤:
(1)清洗:以废弃畜禽毛、蹄壳为原料,用清水洗掉废弃畜禽毛、蹄壳上的污物、杂质,离心脱水,甩干,得洗净毛、蹄壳;
(2)软化:将步骤(1)所得的1/2用0.8-4%的NaOH水溶液浸泡12-48小时,使毛蹄软化至用手捻成粉末状,离心甩干,得软化毛、蹄壳,碱液回收重复用;
(3)水解:向夹套搪瓷反应釜中注入0.8-4%的NaOH水溶液,加热至90-100℃,开动搅拌,向釜中投入步骤(1)所得未软化的1/2洗净毛、蹄壳,保温加热、搅拌20-60分钟,待釜中毛、蹄壳80%溶解后,再向釜中投入步骤(2)所得软化毛、蹄壳,关闭反应釜投料孔,继续保温搅拌15-60分钟,至毛蹄壳全部溶化,形成粘稠钠基蛋白胶溶液,停止加热、搅拌,室温放置冷却至80℃以下,经20目不锈钢筛,放料入中和沉淀槽中,放置冷却至室温,从筛上取走不反应杂质,此过程原料配比为,毛蹄壳原料∶NaOH水溶液=1∶2.5-4;
(4)中和沉淀:在搅拌条件下,向沉淀槽淋入含量为30-36%的工业盐酸,至反应液产生大量悬浮的沉淀物,当反应液上层有澄清的液体时,停止淋工业盐酸,此时反应液的pH值在2.5-4.5范围内,放置沉淀12-14小时,产生的沉淀物为酸性水解蛋白质;
(5)脱水干燥:打开沉淀槽阀门,放出废水供清洗原料用,把沉淀物送入压滤机,进一步脱水,得酸性水解蛋白饼,再把此酸性水解蛋白饼送入烘干机,在105-115℃条件下烘干,得干燥的水解蛋白饼;
(6)粉碎:把步骤(5)所得干燥的水解蛋白饼用粉碎机,粉成20目粉末,得外观为淡黄色有流动性的酸性蛋白粉; 
(7)氨化:把步骤(6)所得酸性蛋白粉倒入漏斗中,漏斗下口对大型搅肉机进料口,搅肉机进料口另设一不锈钢阀门,阀门接氨水储罐,在开动搅肉机同时,从漏斗放入步骤(6)所得,和20-28%的氨水,放料比为:酸性水解蛋白粉∶氨水=1∶1-1.5,在强烈搅拌、捏合条件下,从搅肉机出料口得黄褐色氨基蛋白胶,室温放置熟化24小时,得粘稠状黄褐色能够捕捉甲醛的氨基蛋白胶;
(8)胶粉制备:用单面涂胶机,把步骤(7)所得氨基蛋白胶涂到聚酯膜上,经烘干室,在105-115℃条件下烘干,得黄褐色胶片,粉碎得淡黄色氨基蛋白胶粉;
(9)包装:把步骤(8)所得氨基蛋白胶粉称重,用带衬膜的防水塑料编织袋包装成每袋25Kg,标出批号,生产日期,供制板应用;
(10)污水处理:滤除洗毛、蹄壳废水中机械杂质,把过滤后的洗毛、蹄壳废水与中和沉淀废水混合,重新用工业盐酸调至 pH3.5-4.5放入沉淀池,则废水中的血、粪便、溶解性蛋白质,全部沉淀,用压滤机滤出清水,重复利用,滤饼晾干后为有机肥料。 
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