一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，是利用明胶生产过程的原料-牛骨制备牙膏级磷酸氢钙，主要包括以下步骤：(1)将牛骨脱矿后的钙水经过混凝絮凝装置；(2)将溢流出的钙水经过滤槽过滤；(3)过滤的钙水进行曝气+微滤的步骤；(4)生石灰的预处理；(5)中和处理的步骤；(6)中和生成磷酸氢钙沉淀物，静置，吸附上层钙水，搅拌加入稳定剂处理；(7)经稳定剂处理的沉淀物过滤，水洗后离心机甩干，再经气流烘干得到牙膏级磷酸氢钙成品。该产品降低氟、砷、铅含量高等缺点，生产过程对环境污染小，综合成本低。
【专利说明】一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，属于生物化学、微生物领域，尤其是以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺。
【背景技术】[0002]牙膏级磷酸氢钙是国际上公认的优质摩擦剂，与普通牙膏摩擦剂-碳酸钙相比，具有摩擦值适中，腐蚀系数小，不损伤牙釉质，与药物配伍性好，对其他成分有较好的吸附性等优点。目前发达国家已禁止使用碳酸钙作为牙膏摩擦剂，因此国际市场上对牙膏级磷酸氢钙的需求量日趋增大，现国内牙膏的主要生产厂家也均把开发以牙膏级磷酸氢钙为摩擦剂的高档牙膏作为发展方向，牙膏级磷酸氢钙具有良好的发展前景。
[0003]目前合成牙膏级磷酸氢钙的方法主要有:磷酸氢二钠-磷酸二氢钙法，磷酸氢二钠法，热法磷酸法，湿法磷酸净化法。这几种方法各有优缺点，磷酸氢二钠-磷酸二氢钙法:无三废排放，但反应条件控制要求极高；磷酸氢二钠法:来源于湿法磷酸的磷酸氢二钠含较高的硫酸盐及其它杂质，特别是硫酸盐的存在会使反应生成硫酸钙进入牙膏中使膏体发硬，因此必须通过重结晶净化，磷酸氢二钠的重结晶，劳动强度过大，过程繁琐，磷损耗高。另外，合成磷酸氢钙时，若反应控制不当易造成结晶水不稳定，碳酸盐过量，PH值和稳定性不合格等质量问题。热法磷酸法生产磷酸氢钙时会产生大量的氯化钠和二氧化碳，浪费资源，污染环境；湿法磷酸净化法的关键是湿法磷酸的净化。其净化方法有两种:一是通过加入脱氟剂、脱重金属与脱砷剂把杂质从磷酸中除去，二是通过加入萃取剂从湿法磷酸中萃取出高纯度磷酸。前一种方法得到的净化磷酸用于食品或制备食品级磷酸氢钙技术还不够成熟。后一种方法得到的磷酸纯度稍高，但所用萃取剂成本较高。
[0004]目前一些明胶厂利用在明胶生产过程中骨粒浸酸后产生的废酸为原料生产饲料级的磷酸氢钙。虽然解决了明胶生产中的废酸处理问题，但产品价格低，市场需求量小。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种操作简单，生产成本较低，提高磷收率，降低氟、砷、铅含量高，用牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的技术方案。
[0006]本发明采用明胶生产过程的原料-牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，是通过以下技术方案来实现的:
[0007]其主要包括以下具体步骤:
[0008](I)将牛骨脱矿后的钙水经过混凝絮凝装置；
[0009](2)将溢流出的钙水经过滤槽过滤；
[0010](3)过滤的钙水进行曝气+微滤；
[0011](4)生石灰的预处理；
[0012](5)中和处理；
[0013](6)中和生成磷酸氢钙沉淀物，静置，吸附上层钙水，搅拌加入稳定剂；[0014](7)经稳定剂处理的沉淀物过滤，水洗后离心机甩干，再经气流烘干得到牙膏级磷酸氢钙成品。
[0015]所述步骤(1)中的钙水由进水泵吸入混合池，与来自储液箱的10%混凝剂溶液-聚合硫酸铝混合，混凝剂的投加量为0.1L / L，再按照混合液:0.2%聚丙烯酰胺=1:
0.006的比例，加入浓度为0.2%的食品级的非离子型聚丙烯酰胺并混合lmin。絮凝后的上清通过溢流进入过滤槽 。
[0016]所述步骤(2)中的钙水上清溢流进入过滤槽进行过滤，过滤槽采用的介质为活性
氧化铝。
[0017]所述步骤(3)中的曝气+微滤处理将经过活性氧化铝处理的钙水在抽吸泵的抽吸作用下经微滤膜过滤，钙水经泵提升进入膜反应器，随后开启反应器底部的曝气装置进行曝气，运行中将曝气量控制为6L / h，调节进气阀，控制气水比为5:1，多余气体从旁路排放。曝气系统在膜抽吸期间不运行，而在膜停抽期间开始启动，以冲洗抽吸阶段积累在膜表面的沉积物，整个流程由工控机自动控制。钙水在此步骤的运行方式采用连续进水、连续曝气和间歇出水(每出水IOmin后暂停2min)的方式，以减缓膜污染。微滤膜孔径为0.2 μ m的中空纤维膜，材质为聚偏氟乙烯(PVDF)，被截留的固体物质附着在膜丝外表面，周期性的气水冲洗可将其大部分去除。
[0018]所述步骤(4)中的生石灰预处理方式为:将生石灰与水按1:4比例(I千克生石灰加4升水)进行消和，消和72小时后将灰乳经旋流分离器分离大杂质，再经200目震动筛过滤，最后将过滤后的灰乳稀释至浓度为3% (每IOOmL含3g石灰)的待用灰乳。
[0019]所述步骤(5)中的中和处理是将预处理后的钙水用泵打到合成罐中后，再将浓度为3%的灰乳以12L / min的流速打到合成罐中，边加边进行搅拌，搅拌速率为80r / min。反应温度为25°C。在加入灰乳的同时检测合成罐中液体的PH值，当中和液PH值为5.0时，停止加料，继续搅拌lh，使其最终PH值控制在5.8±0.1。
[0020]所述步骤(6)中稳定剂采用氢氧化镁,加入量为磷酸氢钙重量的0.55%。
[0021]所述步骤(7)中生成的沉淀物水洗三次后再经皮带传送至离心机甩干，离心机的转速为5000r / min。甩干后的半成品再经皮带传送至干燥系统进行气流烘干，气流干燥的进风温度为250-280°C，排风温度为80°C以下。
[0022]本发明的方法与传统工艺相比具有以下优点:不消耗磷酸，减少了磷矿资源的开采；所用的除杂药剂用量极少，费用极低，除杂效率高；生产使用的原料牛骨不仅可以生产磷酸氢钙，还可以用来生产明胶，将生产成本降低，经济效益大于传统工艺，原料来源广泛，生产出的磷酸氢钙杂质含量低，重金属、氟含量远低于磷矿加工法生产的磷酸氢?丐；此工艺与国内外传统生产工艺技术比较，具有投资少，见效快，工艺流程短，技术先进合理，原料易得，操作简便，无副产品生产，产品质量稳定，环境污染小等特点。
【具体实施方式】
[0023]实施例1:
[0024]检测钙水的PH值、酸液浓度，调整PH值到4.05，含酸量为0.3%。将500L钙水与来自储液箱的浓度为10%混凝剂溶液-聚合硫酸铁同时泵入混合池进行混合，混凝剂的投加量为50L，再加入浓度为0.2%的食品级的非离子型聚丙烯酰胺，加量为3L，混合lmin。絮凝后的上清通过溢流进入过滤槽，以活性氧化铝为过滤介质进行过滤。
[0025]将经过活性氧化铝处理的钙水在抽吸泵的抽吸作用下连续进入微滤膜反应器，随后开启反应器底部的曝气装置进行连续曝气，运行中曝气量为6L / h，调节进气阀，控制气水比为5:1，多余气体从旁路排放。进膜压力为1.5MPa，出膜压力1.3MPa。
[0026]将生石灰与水按1:4比例(I千克生石灰加4升水)进行消和，消和72小时后将灰乳经旋流分离器分离大杂质，再经200目震动筛过滤，最后将过滤后的灰乳稀释至浓度为3% (每IOOmL含3g石灰)的灰乳待用。
[0027]将处理后的钙水用泵打到合成罐中，再将处理好的浓度为3%的灰乳以12L / min的流速打到合成罐中，边加边进行搅拌，搅拌速率为80r / min。反应温度为25°C。在加入灰乳的同时检测合成罐中液体的PH值，当中和液PH值为5.0时，停止加料，继续搅拌lh，最终PH值为5.8。中和生成磷酸氢钙沉淀物，静置0.5h，吸除上层钙水，搅拌加入260g稳定剂氢氧化镁；生成的产物经微生物合格水水洗三次后传送至离心机甩干，离心机的转速为5000r / min。甩干后的半成品再经皮带传送至干燥系统进行气流烘干，气流干燥的进风温度为280°C，排风温度为79°C，得到的产品指标见表一:
[0028]表一
[0029]
【权利要求】
1.一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，其特征在于包括以下步骤: (1)将牛骨脱矿后的钙水经过混凝絮凝装置； (2)将溢流出的钙水经过滤槽过滤； (3)过滤的钙水进行曝气+微滤的； (4)生石灰的预处理； (5)中和处理的； (6)中和生成磷酸氢钙沉淀物，静置，吸附上层钙水，搅拌加入稳定剂； (7)经稳定剂处理的沉淀物过滤，水洗后离心机甩干，再经气流烘干得到牙膏级磷酸氢钙成品。
2.根据权利要求1所述的一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，其特征在于:所述步骤(1)中的钙水由进水泵吸入混合池，与来自储液箱的10%的混凝剂溶液-聚合硫酸铝混合,混凝剂的投加量为0.1L / L，再按照混合液:0.2%聚丙烯酰胺=1:0.006的比例，加入浓度为0.2%的食品级的非离子型聚丙烯酰胺并混合lmin。絮凝后的上清通过溢流进入过滤槽。
3.根据权利要求1所述的一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，其特征在于:所述步骤(2)中的钙水上 清溢流进入过滤槽进行过滤，过滤槽采用的介质为活性氧化铝。
4.根据权利要求1所述的一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，其特征在于:所述步骤(3)中的曝气+微滤处理将经过活性氧化铝处理的钙水在抽吸泵的抽吸作用下经微滤膜过滤，钙水经泵提升进入膜反应器，将曝气量控制为6L / h，调节进气阀，控制气水比为5:1，微滤膜孔径为0.2μπι的中空纤维膜，材质为聚偏氟乙烯(PVDF)。
5.根据权利要求1所述的一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，其特征在于:所述步骤(4)中的生石灰预处理方式为，将生石灰与水按1:4比例(I千克生石灰加4升水)进行消和，消和72小时后将灰乳经旋流分离器分离大杂质，再经200目震动筛过滤，最后将过滤后的灰乳稀释至浓度为3% (每IOOmL含3g石灰)的灰乳待用。
6.根据权利要求1所述的一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，其特征在于:所述步骤(5)中的中和处理是将预处理后的钙水用泵打到合成罐中后，再将浓度为3%的灰乳以12L / min的流速打到合成罐中，边加边进行搅拌，搅拌速率为80r / min。反应温度为250C，在加入灰乳的同时检测合成罐中液体的PH值，当中和液PH值为5.0时，停止加料，继续搅拌Ih，使其最终PH值控制在5.8±0.1。
7.根据权利要求1所述的一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，特征在于:所述步骤(6)中稳定剂米用氢氧化镁，加入量为磷酸氢钙重量的0.55%。
8.根据权利要求1所述的一种以牛骨制备牙膏级磷酸氢钙的工艺，其特征在于:步骤(7)中生成的沉淀物水洗三次后再经皮带传送至离心机甩干，离心机的转速为5000r /min，甩干后的半成品再经皮带传送至干燥系统进行气流烘干，气流干燥的进风温度为250-280°C，排风温度为80°C以下。
【文档编号】C01B25/32GK103539094SQ201310557169
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】杨瑞婷, 钟伟, 王富荣 申请人:包头东宝生物技术股份有限公司