褐藻胶提取的反应--_--分离耦合工艺的分析研究.pdfVIP

褐藻胶提取的反应一分离耦合工艺研究 摘 要 利用褐藻生产褐藻胶已形成成熟的工业产业，但该工艺过程普遍存在高水 耗、高碱耗和高废水排放的问题，严重制约了产业的发展。本文以解决褐藻胶生 产过程的高水耗高碱耗为目标，通过研究褐藻消解过程动力学，了解影响消解过 程的关键因素，进而研究消解反应…分离耦合的工艺，以期实现褐藻消解反应与 褐藻胶同步分离，为建立低水耗、低排放的褐藻胶清洁生产工艺奠定基础。 本文以海带为原料，首先对海带组织中二价及三价金属离子进行了测定，以 估算碱消解离子交换过程中所需碳酸钠理论用量，结果表明，每1kg干海带所需 碳酸钠的最低用量103．769，该理论碱耗为褐藻胶生产节碱工艺研究提供了依据 和参考。考察了消解反应温度、碳酸钠浓度、搅拌速度及海带块尺寸对消解反应 动力学、褐藻胶收率及产品黏度的影响。结果表明，随温度、碳酸钠浓度、搅拌 速度的升高，消解反应速度明显加快，褐藻胶提取速率随之增大。海带块大小对 反应速率也存在一定的影响，海带尺寸越小，褐藻酸钠提取反应速率越快。确定 海带块尺寸为20mm。在此条件下，产品的产率可超过22％，黏度超过了 20000mPa．s。 为实现褐藻消解与藻胶同步分离，从而降低消解液的粘度，进而降低稀释水 耗，提出了研究了反应一分离耦合工艺。结果表明：在初始加入300mL0．6％浓度 的碳酸钠溶液和流加反应过程中每隔10min加入100mL0．5％浓度的碳酸钠溶液 条件下，褐藻胶的浸出收率可以达到95％。该条件下的新工艺与传统工艺相比， 褐藻胶生产提取时问缩短了12h，耗水量降低了27％，产品的黏度提高了 3000mPa．So通过对所提取的产品各项指标的测定，其基本符合国标的要求。但 不溶性固形物较高。 为进一步降低消解过程碱耗，缩短消解反应时间，开展了匀浆预处理的反应 一分离耦合工艺研究，研究了匀浆处理对反应过程浸出收率以及产品的产率和黏 度的影响，并对反应工艺过程的条件进行了研究优化。结果表明将预处理好的海 加入适当体积l％浓度的碳酸钠溶液是最佳的反应条件。该条件下，产率比传统 工艺提高了4％；耗水量减少了131t，节水27．8％：耗碱量减少了0．12t，节碱12％； 生产时间缩短了12h。表明预匀浆的反应一分离耦合工艺相比传统在节水、节碱 和反应速率上具有明显优势。 关键词：褐藻胶提取；反应动力学；反应一分离耦合工艺；匀浆预处理 Studieson Simultaneous for Process Reaction一一Separation Production Alginate Abstract hasbeenamature intlle world．HoweVcr Recelltly，alginateproduction industU t11e water associated high wim waStewater consumption high producing，andhigll sodiumcarbonate havebeenthe consumption critical tobesolvcdto problem satis母 the formodem workaimed requir锄ents indust