一种甲壳素清洁生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水产品加工技术领域，具体说涉及一种甲壳素清洁生产工艺。
【背景技术】
[0002]甲壳素是一种天然高分子生物多糖，是医药、食品、轻工、化工、环保等的重要原料。虾、蟹等甲壳中含有丰富的甲壳素，是生产甲壳素的主要原料。目前甲壳素生产主要采用传统酸碱工艺生产甲壳素，产生大量的废水。由于废水中含有大量的蛋白质、酸、碱、钙等，其废水处理难度大、费用高。国内对甲壳素生产废水常规的处理方法是将废酸和废碱液集中，经混合、沉淀、絮凝等，再用厌氧或好氧方法来处理，经治理后的出水COD很难达到国家的污水排放标准。许多生产厂家没有办法处理此类废水，面临关停的困境。
[0003]传统的废水处理技术，仅仅是处理，而废水中含有的可回收的各种有用成份，基本上被白白地消耗掉，不仅浪费资源，而且处理费用和难度都相当高。因此对甲壳素废水的处理，采用终端治理的方法难以实现清洁生产，只有通过综合利用，才能真正达到清洁生产和可持续发展的模式。近几年来，国内外报道了甲壳素生产废水及综合利用的方法，如酶解法代替强碱脱除蛋白、强碱回收利用等，但存在生产成本高、设备投资大等不足。因此企业迫切需要一种投资少、成本低、简单易行的方法减少污水排放。
[0004]海藻肥是以褐藻提取物为核心物质的肥料，其主要生产工艺是以干海带等褐藻为原料，加入氢氧化钾溶液作为消化剂在加热条件下提取，提取液过滤后用磷酸中和得到海藻肥。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于提供一种甲壳素清洁生产工艺，在生产甲壳素的过程中，用氢氧化钾代替氢氧化钠、用硝酸代替盐酸；然后将氢氧化钾废液用作海藻肥生产的消化剂，将硝酸废液代替部分磷酸用作海藻消化液的中和剂；变废为宝，实现节约资源、保护环境的目的。
[0006]本发明是通过如下技术方案来实现的:
[0007]一种甲壳素清洁生产工艺，在生产甲壳素的过程中，用氢氧化钾代替氢氧化钠，然后将氢氧化钾废液用作海藻肥生产的消化剂；用硝酸代替盐酸，将硝酸废液代替部分磷酸用作海藻消化液的中和剂。
[0008]一种甲壳素清洁生产工艺，具体步骤如下:
[0009]I)在反应釜中加入6-8% (V/V)的硝酸溶液，然后按蟹壳与硝酸溶液1:6(W/V)的比例加入干蟹壳，浸泡28-48h，浸泡完毕后收集废硝酸溶液，蟹壳离心甩干；
[0010]2)将上述蟹壳加入装有5-7% (V/V)硝酸溶液的反应釜中浸泡28-48h，加入的硝酸溶液体积同步骤I)，浸泡完毕后收集废硝酸溶液，蟹壳用水冲洗后离心甩干，冲洗废水排入冲洗废水专用池；
[0011]3)将上述步骤2)处理后的蟹壳加入装有5-8% (W/V)的氢氧化钾溶液的反应釜中，加入的氢氧化钾溶液的体积同步骤I)所述的硝酸溶液体积，加热升温至85-90°C，保温40-120min,保温完毕后收集废碱液，蟹壳离心甩干；
[0012]4)将上述步骤3)处理后的蟹壳加入装有5-8% (W/V)的氢氧化钾溶液的反应釜中，加入的氢氧化钾溶液的体积同步骤3)，加热升温至85-90°C，保温30-60min，保温完毕后收集废碱液，蟹壳离心甩干；
[0013]5)将步骤4)得到的蟹壳水洗至中性，离心甩干，晒干，得到甲壳素；冲洗废水排入冲洗废水专用池；
[0014]6)将上述步骤3)和步骤4)收集的废碱液的氢氧化钾浓度调整至4-6% (W/V)，在反应釜中加入所述调整浓度后的氢氧化钾废碱液，加热升温至65-75°C，然后加入干海带，同时进行搅拌，保温消化2-4h，将消化后的海带溶液过滤；
[0015]7)将步骤6)的滤液用步骤1)、步骤2)的废硝酸溶液和重量百分比为85%的磷酸溶液进行中和，加入废硝酸溶液的体积为滤液体积的7-12 %，加入的磷酸溶液体积为滤液体积的2.8-3.1%，得到海藻提取液，用作液体海藻肥。
[0016]本发明与现有技术相比的有益效果:
[0017](I)氢氧化钠的价格远低于氢氧化钾，因此从成本考虑出发，在目前的甲壳素生产工艺中，用氢氧化钠对蟹壳进行碱处理，产生的废碱液pH值高、含有大量有机物，处理难度大。本发明改变传统思维，改处理废碱液为利用废碱液，采用氢氧化钾代替氢氧化钠，然后将氢氧化钾废液用于海藻肥生产过程中的海藻消化剂，变废为宝，免除了甲壳素生产废碱液的处理。
[0018](2)本发明在甲壳素生产工艺中用硝酸代替盐酸，然后将硝酸废液用于海藻消化液的中和剂，免除了甲壳素生产中废酸液的处理，同时增加了海藻肥中氮的含量。
[0019](3)在甲壳素生产工艺中，氢氧化钾废液中含有大量的动物性蛋白等有机物，硝酸废液中含有丰富的钙及微量元素，使得生产的海藻肥营养更丰富，肥效更好。
[0020](4)生产工艺简单有效，真正实现了节约资源和清洁生产，同时降低了生产成本，提高了海藻肥的质量，取得了双赢效果。
【具体实施方式】
[0021]下面以干蟹壳为实施例对本发明做详细说明，但本发明的保护范围不受实施例任何形式上的限制。
[0022]实施例1:
[0023]一种甲壳素清洁生产工艺，具体步骤如下:
[0024]1、在容积为1000L的塑料桶中加入7% (V/V)的硝酸溶液600L，然后加入干蟹壳10Kg,浸泡40h，浸泡完毕后将硝酸溶液废液排至废酸液收集池，蟹壳用三足式离心机离心用干；
[0025]2、将步骤I处理后的蟹壳加入到装有600L 5% (V/V)硝酸溶液的塑料桶中浸泡40h，浸泡完毕后将硝酸溶液废液排至废酸液收集池，蟹壳用水冲洗后离心甩干，冲洗废水排入冲洗废水专用池；
[0026]3、将上述步骤2处理后的蟹壳加入到装有600L 7% (W/V)的氢氧化钾溶液的不锈钢蒸汽夹层锅中，加热升温至85°C，保温60min，保温完毕后收集废碱液，蟹壳用三足式离心机离心甩干；
[0027]4、将上述步骤3处理后的蟹壳加入到装有600L 7% (W/V)的氢氧化钾溶液的不锈钢蒸汽夹层锅中，加热升温至85°C，保温40min，保温完毕后收集废碱液，蟹壳用三足式离心机离心甩干；
[0028]5、将上述步骤4处理后的蟹壳水洗至中性后用三足式离心机离心甩干，然后日光下晒干，得到甲壳素；冲洗废水排入冲洗废水专用池；
[0029]6、将上述步骤3和步骤4收集的废碱液的氢氧化钾浓度调至5% (W/V)，在3立方的反应釜中加入2立方所述5%的氢氧化钾废碱液，加热升温至70°C，然后加入280公斤干海带，同时进行搅拌，保温消化3h，将消化后的海带溶液用150目筛絹过滤；
[0030]7、将步骤6得到的滤液用步骤1、步骤2的硝酸废液和重量百分比为85%的磷酸溶液进行中和，硝酸废液的加入体积为滤液体积的8%，磷酸溶液的加入体积为滤液体积的
3.0%。搅拌均匀后得到海藻提取液，用作液体海藻肥。
[0031]本发明通过将甲壳素生产过程中产生的氢氧化钾废液直接用于海藻肥生产工艺中的海藻消化剂，变废为宝，既免除了甲壳素生产废碱液的处理，又增加了海藻肥中水产动物性蛋白等有机质。在甲壳素生产工艺中用硝酸代替盐酸，然后将硝酸废液代替部分磷酸用于海藻消化液的中和剂，不仅免除了甲壳素生产中废酸液的处理，同时硝酸废液中含有丰富的钙及微量元素，使得生产的海藻肥营养更丰富，肥效更好。本发明技术方案生产工艺简单有效，真正实现了节约资源和清洁生产。
【主权项】
1.一种甲壳素清洁生产工艺，其特征在于在生产甲壳素的过程中，用氢氧化钾代替氢氧化钠，然后将氢氧化钾废液用作海藻肥生产的消化剂；用硝酸代替盐酸，将硝酸废液代替部分磷酸用作海藻消化液的中和剂。
2.根据权利要求1所述的一种甲壳素清洁生产工艺，其特征在于具体步骤如下: 1)在反应釜中加入6-8%(V/V)的硝酸溶液，然后按蟹壳与硝酸溶液1:6(W/V)的比例加入干蟹壳，浸泡28-48h，浸泡完毕后收集废硝酸溶液，蟹壳离心甩干； 2)将上述蟹壳加入装有5-7%(V/V)硝酸溶液的反应釜中浸泡28-48h，加入的硝酸溶液体积同步骤I)，浸泡完毕后收集废硝酸溶液，蟹壳用水冲洗后离心甩干，冲洗废水排入冲洗废水专用池； 3)将上述步骤2)处理后的蟹壳加入装有5-8%(W/V)的氢氧化钾溶液的反应釜中，加入的氢氧化钾溶液的体积同步骤I)所述的硝酸溶液体积，加热升温至85-90°C，保温40-120min,保温完毕后收集废碱液，蟹壳离心甩干； 4)将上述步骤3)处理后的蟹壳加入装有5-8%(W/V)的氢氧化钾溶液的反应釜中，加入的氢氧化钾溶液的体积同步骤3)，加热升温至85-90°C，保温30-60min，保温完毕后收集废碱液，蟹壳离心甩干； 5)将步骤4)得到的蟹壳水洗至中性，离心甩干，晒干，得到甲壳素；冲洗废水排入冲洗废水专用池； 6)将上述步骤3)和步骤4)收集的废碱液的氢氧化钾浓度调整至4-6%(W/V)，在反应釜中加入所述调整浓度后的氢氧化钾废碱液，加热升温至65-75°C，然后加入干海带，同时进行搅拌，保温消化2-4h，将消化后的海带溶液过滤； 7)将步骤6)的滤液用步骤I)、步骤2)的废硝酸溶液和重量百分比为85%的磷酸溶液进行中和，加入废硝酸溶液的体积为滤液体积的7-12 %，加入的磷酸溶液体积为滤液体积的2.8-3.1%，得到海藻提取液，用作液体海藻肥。
【专利摘要】一种甲壳素清洁生产工艺，属于水产品加工技术领域，在生产甲壳素的过程中，用氢氧化钾代替氢氧化钠，然后将氢氧化钾废液用作海藻肥生产的消化剂；用硝酸代替盐酸，将硝酸废液代替部分磷酸用作海藻消化液的中和剂。本发明改变传统思维，改处理废碱液为利用废碱液，采用氢氧化钾代替氢氧化钠，然后将氢氧化钾废液用于海藻肥生产过程中的海藻消化剂，变废为宝，免除了甲壳素生产废碱液的处理，同时在甲壳素生产工艺中，氢氧化钾废液中含有大量的动物性蛋白等有机物，硝酸废液中含有丰富的钙及微量元素，使得生产的海藻肥营养更丰富，肥效更好。
【IPC分类】C08B37-08, C05F11-00
【公开号】CN104877044
【申请号】CN201510333626
【发明人】赵玲, 刘淇, 曹荣, 辛福言
【申请人】中国水产科学研究院黄海水产研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月16日