CN107059439A - 一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法 - Google Patents

一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法，步骤为褐藻经浸泡、一次水洗、消化、冲稀、过滤、钙化、脱钙、二次水洗、脱水得到海藻酸；然后经固相中和反应生成海藻酸钠、添加固体防腐剂、造粒、干燥、降温、粉碎、添加液体防腐剂和固体络合剂、降温、成品包装。本发明可以极大的提高海藻酸钠的稳定性，延长海藻酸钠固体及其胶液的存放时间，为印染厂家节约生产成本。

Description

一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法
技术领域
本发明属于印花糊料技术领域，具体涉及一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法。
背景技术
现有技术中的海藻酸钠固体在存放过程中，在铁离子、酸碱、微生物等作用下，长链结构易发生断链，导致粘度下降。随着存放时间的延长，海藻酸钠粘度不断下降，一年后粘度甚至能降至原来的五分之一。此外，印染厂在使用海藻酸钠印花糊料时，由于搅拌设备上铁离子、酸碱等化学试剂、微生物的影响，胶液放置后也会出现粘度下降的现象。为保证合适的胶液粘度，印染厂不得不在两三天内将糊料使用完毕。若放置时间偏长则出现水解现象，导致糊料变稀，无法使用，使印染厂负担增加，资源浪费，生产成本增加。
发明内容
本发明提供了一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法，可以极大的提高海藻酸钠的稳定性，延长海藻酸钠固体及其胶液的存放时间，为印染厂家节约生产成本。
为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法，步骤为褐藻经浸泡、一次水洗、消化、冲稀、过滤、钙化、脱钙、二次水洗、脱水得到海藻酸；然后经固相中和反应生成海藻酸钠、添加固体防腐剂、造粒、干燥、降温、粉碎、添加液体防腐剂和络合剂、降温、成品包装。
为了去除海藻酸中的金属离子，所述二次水洗使用加入络合剂的去离子水，加入量是去离子水总质量的0.1-0.5％；海藻酸与水洗用水量的质量比为1:5-20。
进一步的，所述络合剂是亚氨基二琥珀酸四钠、乙二胺四乙酸二钠或六偏磷酸钠中的一种或几种混合物。
为了提高半成品海藻酸钠粘度的稳定性，所述脱水得到海藻酸的含水量为66-68％，加入固体碳酸钠进行固相中和反应生成海藻酸钠；中和反应进行到终点前加入固体防腐剂，加入量占海藻酸钠质量的0.3-0.5％。
进一步的，所述海藻酸与碳酸钠的质量比为87-92：8-13；在30-50℃条件下反应10-15min，最终海藻酸钠的pH为6.5-7.5。
为了促进中和反应完全，提高产品的稳定性，所述固体碳酸钠的粒度为130-180目。
进一步的，所述固体防腐剂为尼泊金酯、苯甲酸、十二烷基二甲基溴化铵、4-氯-3-甲基苯酚(PCMC)或2,6-二甲基苯酚(2,6-DMP)中的一种或几种混合物。
为了提高成品海藻酸钠粘度的稳定性，所述粉碎海藻酸钠至40-80目，喷雾加入液体防腐剂，然后加入固体络合剂，并搅拌50-70min，降温至20-30℃。
进一步的，所述海藻酸钠、液体防腐剂和络合剂的质量比为87-96：1-3：3-10。
进一步的，所述液体防腐剂为聚2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮化合物、聚5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮化合物、万立净ZA-100、百杀得DMT或屹立GY-511中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法中在水洗过程中添加络合剂，可有效防止铁离子等金属离子的氧化还原反应对海藻酸钠分子链的破坏；后续在中和反应过程中加入固体防腐剂，可有效防止微生物对海藻酸钠分子链的破坏；成品粉末中加入液体防腐剂和络合剂，改善产品外观，提高产品胶液在使用时的稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。本发明所提到的比例、“份”，如果没有特别的标记，均以重量为准。
本发明提供了一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法，是将褐藻经浸泡、水洗、消化、冲稀、过滤、钙化、脱钙、使用加入铁离子络合剂的去离子水进行水洗、脱水、固相中和、添加固体防腐剂、造粒、干燥、降温、粉碎、添加液体防腐剂和固体络合剂、降温、成品包装。具体步骤是：
1)选取褐藻，加水浸泡3-10h，然后水洗，所述水洗次数为2-4次，有效去除表面杂质；所述褐藻的品种为泡叶藻、海带或巨藻中的一种或几种。
2)水洗后的褐藻中加入碳酸钠进行消化反应，褐藻与碳酸钠的质量比70-80:20-30，消化为二级到四级消化，消化温度为45-60℃，消化时间为每级1-2h，消化与磨浆交替进行；然后加水稀释得到胶液，稀释冲稀倍数为70-100倍，冲稀秒数控制为70-90秒。
3)对上述胶液进行过滤，为三级过滤，其滤网目数分别为20-30目，130-180目和300-400目，有效去除胶液杂质；分离过滤后，加入氯化钙溶液进行钙析，加入盐酸进行脱钙；进行水洗，水洗采用加入了络合剂的去离子水；络合剂与海藻酸中的金属离子反应后，将金属离子由固体带至水溶液中；然后压榨脱水，将金属离子与水一起脱除，得到海藻酸；脱水后的海藻酸含水量为66-68％。所述压榨脱水使用两级螺旋压榨。
所述络合剂是亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)、六偏磷酸钠中的一种或几种混合物；添加量是去离子水总质量的0.1％-0.5％，可根据海藻酸钠中多价离子的含量进行调整，保证络合剂是过量的。海藻酸与水洗用水的质量比为1：5-20。由于产品海藻酸钠中的多价金属离子通常与海藻酸钠反应生成不溶性物质，加入络合剂后可以除去海藻酸钠中的多价金属离子，有助于提高海藻酸钠的溶解性，降低产品的铁离子含量，极大的降低了铁离子的氧化还原反应对海藻酸钠分子链断裂的影响，提高了海藻酸钠的稳定性；同时产品中残余的络合剂有助于在使用时络合海藻酸钠溶液中多价金属离子，提高了海藻酸钠在使用时的稳定性。
优选的络合剂组合为IDS和EDTA二钠，比例为1:1，IDS对铁离子的螯合值是EDTA二钠的17倍，而EDTA二钠对其他多价金属离子(Ca2+、Mn2+、Zn2+)的螯合能力更强，二者组合使用可以有效络合海藻酸中的钙离子和铁离子。
4)在搅拌罐中加入上述含水量为66-68％的海藻酸块，然后加入固体碳酸钠进行固相中和反应生成海藻酸钠，中和反应进行到终点前加入固体防腐剂，捏合造粒。
中和反应中，所述海藻酸与碳酸钠的质量比为87-92：8-13；在30-50℃条件下反应，反应时间为10-15min，最终海藻酸钠的pH为6.5-7.5。所述固体防腐剂通常为中性或偏碱性，为了保证中和反应结束时海藻酸钠的pH为6.5-7.5，该步骤需要在中和反应进行到终点前加入固体防腐剂。
所述固体防腐剂的加入量占海藻酸钠质量的0.3-0.5％。所述固体防腐剂为尼泊金酯、苯甲酸、十二烷基二甲基溴化铵、4-氯-3-甲基苯酚(PCMC)、2,6-二甲基苯酚(2,6-DMP)中的一种或几种。所述固体防腐剂是粉末状，优选的粒度控制在30-150目，有助于在海藻酸块中分散均匀。
作为优选的实施例，所述固体碳酸钠采用粒度为130-180目的粉末，进一步优选的粒度为150目，均匀撒到海藻酸块上，促进中和反应完全，有助于提高产品的稳定性。
5)上述中和反应生成的海藻酸钠，烘干至含水量为8-10％；烘干后的海藻酸钠半成品在带有冷水夹套降温的搅拌罐中降温至20-30℃再装袋。
6)将海藻酸钠半成品粉碎至40-80目，喷雾均匀加入液体防腐剂，再次加入络合剂，所述海藻酸钠、液体防腐剂与络合剂的质量比为87-96：1-3：3-10；并搅拌50-70min，在带有冷水夹套降温的搅拌罐中降温至20-30℃再装袋包装。
所述液体防腐剂为聚2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮化合物、聚5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮化合物、万立净ZA-100、百杀得DMT、屹立GY-511中的一种或几种。所述万立净ZA-100、百杀得DMT、屹立GY-511均是杀菌防腐剂成品，具有杀灭或抑制各类细菌、酵母菌和霉菌大量繁殖和生长的功效。
所述络合剂与步骤3)相同，是亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)、六偏磷酸钠中的一种或几种混合物。优选组合为亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)和EDTA二钠的组合，比例为1:1。
本实施例的步骤4)中加入固体防腐剂是为了提高颗粒状海藻酸钠半成品的稳定性，防止半成品在存放期间粘度下降，且存放期间固体防腐剂不断消耗。在步骤6)中由半成品海藻酸钠磨粉生产成品时加入液体防腐剂，一方面可以改善产品外观及溶解性，另一方面保证产品及客户使用胶液时的的粘度稳定性。加入液体防腐剂后再次加入络合剂，在使用海藻酸钠成品时发挥作用，有助于改善水质，络合水中的多价金属离子，提高胶液存放的稳定性。
本实施例中为了增加产品的稳定性，优选的工艺有采用130-180目的固体碳酸钠粉末，提高中和均一性；将半成品烘干至含水量为8-10％；半成品和成品包装前在带有冷水夹套降温的搅拌罐中降温。
实施例1
一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法，步骤是褐藻经浸泡、一次水洗、消化、冲稀、过滤、钙化、脱钙，使用加入强效铁离子络合剂的去离子水进行二次水洗，脱除海藻酸中的铁离子，脱水，然后再加入碳酸钠进行固相中和反应得到海藻酸钠，添加固体防腐剂、造粒、干燥、降温、粉碎、加入液体防腐剂和固体络合剂、降温、包装得成品。
所述褐藻的品种为海带，浸泡时间为3h；
去离子水中添加0.3％质量的亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)对脱钙后海藻酸水洗，海藻酸与水洗用水量的质量比为1：15；
脱水后的海藻酸水分67％；
固相中和反应中采用88份海藻酸，添加12份150目碳酸钠，在50℃下反应13min后，添加海藻酸钠质量0.4％的防腐剂苯甲酸尼泊金酯，捏合造粒；
干燥后海藻酸钠的含水量为10％；
海藻酸钠粉碎粒度要求40目；
在93份海藻酸钠粉末中喷雾加入2份液体防腐剂聚2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮化合物，然后加入5份亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)，搅拌1小时后包装。
将实施例1制备的海藻酸钠与对比例1进行比较，结果如表1，其中对比例1中没有加入络合剂、固体防腐剂和液体防腐剂。
表1实施例1与对比例1制备的海藻酸钠的比较结果
1％粘度(mpa.s) pH 水份(％) 钙含量(％) 细菌(CFU/g)
对比例1 550 7.6 14.1 0.240 2000
实施例1 600 7.1 9.9 0 200
实施例2
一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法，步骤是褐藻经浸泡、一次水洗、消化、冲稀、过滤、钙化、脱钙，使用加入强效铁离子络合剂的去离子水进行二次水洗，脱除海藻酸中的铁离子，脱水，然后再加入碳酸钠进行固相中和反应得到海藻酸钠，添加固体防腐剂、造粒、干燥、降温、粉碎、加入液体防腐剂和固体络合剂、降温、包装得成品。
所述褐藻的品种为泡叶藻，浸泡时间为4h；
去离子水中添加0.2％质量的亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)和0.2％质量的乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)对脱钙后海藻酸水洗，海藻酸与水洗用水量的质量比为1：12；
脱水后的海藻酸水分68％；
固相中和反应中采用89份海藻酸，添加11份150目碳酸钠中和，在40℃下反应15min后，添加海藻酸钠质量0.3％的防腐剂十二烷基二甲基溴化铵，捏合造粒；
干燥后海藻酸钠的水分为8％；
海藻酸钠粉碎粒度要求40目；
在91.5份海藻酸钠粉末中喷雾加入1.5份液体防腐剂万立净ZA-100，然后加入7份六偏磷酸钠，搅拌1h后包装。
将实施例2制备的海藻酸钠与对比例2进行比较，结果如表2，其中对比例2中没有加入络合剂、固体防腐剂和液体防腐剂。
表2实施例2与对比例2制备的海藻酸钠的比较结果
实施例3
一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法，步骤是褐藻经浸泡、一次水洗、消化、冲稀、过滤、钙化、脱钙，使用加入强效铁离子络合剂的去离子水进行二次水洗，脱除海藻酸中的铁离子，脱水，然后再加入碳酸钠进行固相中和反应得到海藻酸钠，添加固体防腐剂、造粒、干燥、降温、粉碎、加入液体防腐剂和固体络合剂、降温、包装得成品。
所述褐藻的品种为LN藻，浸泡时间为8h；
去离子水中添加0.5％质量的亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)对脱钙后海藻酸水洗，海藻酸与水洗水的质量比为1：14；
脱水后的海藻酸水分67％；
固相中和反应中采用90份海藻酸，添加10份150目碳酸钠中和，在45℃下反应14min后，添加海藻酸钠质量0.4％的防腐剂尼泊金酯，捏合造粒；
干燥后海藻酸钠的水分为9％；
海藻酸钠粉碎粒度要求40目；
在95份海藻酸钠粉末中喷雾加入1份液体防腐剂百杀得DMT，然后加入2份亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)和2份EDTA二钠，搅拌1小时后包装。
印染厂使用海藻酸钠打浆，搅拌2小时后放置，其中海藻酸钠与水的质量比为3：97；将实施例3制备的海藻酸钠胶液与对比例3，以放置5天后的粘度下降率进行比较，结果如表3，其中对比例3中没有加入络合剂、固体防腐剂和液体防腐剂。
表3实施例3与对比例3制备的海藻酸钠的比较结果
以上实施例仅是本发明若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本发明不限于上述实施例；对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种改善印染级海藻酸钠稳定性的工艺方法，其特征在于，步骤为褐藻经浸泡、一次水洗、消化、冲稀、过滤、钙化、脱钙、二次水洗、脱水得到海藻酸；然后经固相中和反应生成海藻酸钠、添加固体防腐剂、造粒、干燥、降温、粉碎、添加液体防腐剂和固体络合剂、降温、成品包装。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述二次水洗使用加入络合剂的去离子水，加入量是去离子水总质量的0.1-0.5%；海藻酸与水洗用水量的质量比为1:5-20。
3.根据权利要求1或2所述的工艺方法，其特征在于，所述络合剂是亚氨基二琥珀酸四钠、乙二胺四乙酸二钠或六偏磷酸钠中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求3所述的工艺方法，其特征在于，所述脱水得到海藻酸的含水量为66-68%，加入固体碳酸钠进行固相中和反应生成海藻酸钠；中和反应进行到终点前加入固体防腐剂，加入量占海藻酸钠质量的0.3-0.5%。
5.根据权利要求4所述的工艺方法，其特征在于，所述海藻酸与碳酸钠的质量比为87-92：8-13；在30-50℃条件下反应10-15min，最终海藻酸钠的pH为6.5-7.5。
6.根据权利要求4所述的工艺方法，其特征在于，所述固体碳酸钠的粒度为130-180目。
7.根据权利要求4所述的工艺方法，其特征在于，所述固体防腐剂为尼泊金酯、苯甲酸、十二烷基二甲基溴化铵、4-氯-3-甲基苯酚(PCMC)或2,6-二甲基苯酚(2,6-DMP)中的一种或几种混合物。
8.根据权利要求3所述的工艺方法，其特征在于，所述粉碎海藻酸钠至40-80目，喷雾加入液体防腐剂，然后加入固体络合剂，并搅拌50-70min，降温至20-30℃。
9.根据权利要求8所述的工艺方法，其特征在于，所述海藻酸钠、液体防腐剂和络合剂的质量比为87-96：1-3：3-10。
10. 根据权利要求8或9所述的工艺方法，其特征在于，所述液体防腐剂为聚2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮化合物、聚5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮化合物、万立净 ZA-100、百杀得DMT或屹立GY-511中的一种或几种。
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