利用响应面优化以鸡蛋壳为原材料制备醋酸钙、柠檬酸钙和丙酸钙的工艺研究
发布时间：2021-06-23 17:40
我国作为世界上最大的禽类生产国,鸡蛋年产量2500万吨,副产品鸡蛋壳占鸡蛋总重量的10%,这些废弃鸡蛋壳除了很少部分被作为饲料添加剂外大多数被生产者填埋。不仅造成了严重的环境污染,还造成了巨大的资源浪费。鸡蛋壳的含钙量高达97%,其主要组成成分是碳酸钙。本文以鸡蛋壳作为原材料,开发利用其钙源,在二次反应的条件下制备醋酸钙、柠檬酸钙和丙酸钙等在食品工业中有重大需求的含钙产品,并利用单因素和响应面法优化三种制备工艺及壳膜分离和有机钙纯化工艺。在壳膜分离工艺中探究了反应温度、搅拌时间、搅拌速度、固液比、静置时间以及分离次数6个因素对壳膜分离产率的影响,并利用响应面法对6个因素进行综合分析和优化,得到了壳膜分离的最佳条件是温度21℃,搅拌时间16min,搅拌速度550r/pm,固液比1:8,静置时间16min,分离次数3次。在此工艺条件下,壳膜分离的产率可达到95%以上,可进行大规模的推广。探究了二次反应条件下由鸡蛋壳制备醋酸钙的可行性。利用单因素实验分别分析了对醋酸钙的产率影响最大的5个因素:反应温度、醋酸用量、固液比、一次反应时间和二次反应时间。以此为基础,应用响应面法综合的优化了二次反应...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
温度对壳膜分离产率的影响
第3章利用响应面法对壳膜分离技术进行工艺优化19图3.1温度对壳膜分离产率的影响3.2.1.2搅拌时间对壳膜分离产率的影响搅拌时间对壳膜分离产率的影响如图3.2所示，在不同搅拌时间（5min、10min、15min、20min、25min、30min）下进行壳膜分离，同时控制其他条件：温度20℃，固液比1：8，搅拌速度600r/pm，静置时间10min，分离次数2次。从图3.2可以看出搅拌时间在15min后达到峰值随后趋于平稳。说明搅拌时间在15min后即可将壳和膜充分分离，从节约时间和成本上考虑选择搅拌时间15min作为最佳搅拌时间。图3.2搅拌时间对壳膜分离产率的影响
第3章利用响应面法对壳膜分离技术进行工艺优化203.2.1.3搅拌速度对壳膜分离产率的影响研究搅拌速度对壳膜分离产率的影响，采用200r/pm、300r/pm、400r/pm、500r/pm、600r/pm的不同搅拌速度进行壳膜分离，并保证其他因素不变：温度20℃，固液比1：8，搅拌时间15min，静置时间10min，分离次数2次。从图3.3中我们可以看出，随着搅拌速度的不断增加，壳膜分离产率也大幅上升在500r/pm处达到峰值，随后有小幅度下降，可能的原因是：当转速过小时，水与蛋壳粉的作用力不强，导致其产率较低，随着搅拌速度的增加，水和蛋壳粉的作用力加强，壳膜分离效果也越来越强。图3.3搅拌速度对壳膜分离产率的影响3.2.1.4固液比对壳膜分离产率的影响固液比对壳膜分离产率的影响如图3.4所示，在保证温度20℃，搅拌时间15min，搅拌速度500r/pm，静置时间10min，分离次数2次这几个因素不变的情况下控制固液比变量分别为1：4、1:6、1:8、1:10、1:12、1:14、1:16，进行壳膜分离。随着固液比的增大，在固液比1:8时壳膜分离产率达到最大，随后大幅度降低。因此选择壳膜分离的固液比1:8进行下一步实验。
【参考文献】：
期刊论文
[1]柠檬酸钙制备及在动物生产中的应用进展[J]. 孙玉丽,潘喜春,陶俊,孙铁虎,李义,陈博,佟毅. 粮食与饲料工业. 2019(03)
[2]柠檬酸钙的制备与应用进展[J]. 龚玉琼,钟国清. 精细与专用化学品. 2016(07)
[3]响应面试验优化低盐湘西腊肉复配防腐剂的配方[J]. 顾仁勇,杨万根. 食品科学. 2015(22)
[4]蛋壳源有机钙的研究发展现状[J]. 刘德婧,马美湖. 食品工业科技. 2015(09)
[5]超声波辅助优化鸭蛋壳中碳酸钙制取丙酸钙工艺研究[J]. 胡波平,张帆,申高林,朱建航. 食品工业科技. 2014(21)
[6]蛋壳膜角蛋白的资源化利用研究进展[J]. 罗灿,刘焱,刘伦伦. 农产品加工(学刊). 2014(05)
[7]鸡蛋壳与蛋清的综合应用研究进展[J]. 汤少伟. 上海畜牧兽医通讯. 2014(01)
[8]蛋壳制取柠檬酸钙的新工艺研究[J]. 宋颖,王敏,马良,张宇昊. 农业机械. 2013(32)
[9]响应面法优化唐古特白刺种子总黄酮超声提取工艺[J]. 胡娜,杨仁明,何彦峰,王洪伦,王小艳,索有瑞. 天然产物研究与开发. 2012(12)
[10]鸡蛋壳中碳酸钙转化制备柠檬酸钙的研究[J]. 李逢振,马美湖,张雯亭,宾冬梅. 食品工业科技. 2013(05)
硕士论文
[1]鸡蛋壳为原料制备醋酸钙的工艺研究[D]. 梁春娜.甘肃农业大学 2010
[2]以牡蛎壳为原料制备食品级添加剂丙酸钙的工艺研究[D]. 李峰.西北大学 2008
[3]鸡蛋壳制备食品级乳酸钙的新工艺研究[D]. 白海涛.西北大学 2006
本文编号：3245376
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
温度对壳膜分离产率的影响
第3章利用响应面法对壳膜分离技术进行工艺优化19图3.1温度对壳膜分离产率的影响3.2.1.2搅拌时间对壳膜分离产率的影响搅拌时间对壳膜分离产率的影响如图3.2所示，在不同搅拌时间（5min、10min、15min、20min、25min、30min）下进行壳膜分离，同时控制其他条件：温度20℃，固液比1：8，搅拌速度600r/pm，静置时间10min，分离次数2次。从图3.2可以看出搅拌时间在15min后达到峰值随后趋于平稳。说明搅拌时间在15min后即可将壳和膜充分分离，从节约时间和成本上考虑选择搅拌时间15min作为最佳搅拌时间。图3.2搅拌时间对壳膜分离产率的影响
第3章利用响应面法对壳膜分离技术进行工艺优化203.2.1.3搅拌速度对壳膜分离产率的影响研究搅拌速度对壳膜分离产率的影响，采用200r/pm、300r/pm、400r/pm、500r/pm、600r/pm的不同搅拌速度进行壳膜分离，并保证其他因素不变：温度20℃，固液比1：8，搅拌时间15min，静置时间10min，分离次数2次。从图3.3中我们可以看出，随着搅拌速度的不断增加，壳膜分离产率也大幅上升在500r/pm处达到峰值，随后有小幅度下降，可能的原因是：当转速过小时，水与蛋壳粉的作用力不强，导致其产率较低，随着搅拌速度的增加，水和蛋壳粉的作用力加强，壳膜分离效果也越来越强。图3.3搅拌速度对壳膜分离产率的影响3.2.1.4固液比对壳膜分离产率的影响固液比对壳膜分离产率的影响如图3.4所示，在保证温度20℃，搅拌时间15min，搅拌速度500r/pm，静置时间10min，分离次数2次这几个因素不变的情况下控制固液比变量分别为1：4、1:6、1:8、1:10、1:12、1:14、1:16，进行壳膜分离。随着固液比的增大，在固液比1:8时壳膜分离产率达到最大，随后大幅度降低。因此选择壳膜分离的固液比1:8进行下一步实验。
【参考文献】：
期刊论文
[1]柠檬酸钙制备及在动物生产中的应用进展[J]. 孙玉丽,潘喜春,陶俊,孙铁虎,李义,陈博,佟毅. 粮食与饲料工业. 2019(03)
[2]柠檬酸钙的制备与应用进展[J]. 龚玉琼,钟国清. 精细与专用化学品. 2016(07)
[3]响应面试验优化低盐湘西腊肉复配防腐剂的配方[J]. 顾仁勇,杨万根. 食品科学. 2015(22)
[4]蛋壳源有机钙的研究发展现状[J]. 刘德婧,马美湖. 食品工业科技. 2015(09)
[5]超声波辅助优化鸭蛋壳中碳酸钙制取丙酸钙工艺研究[J]. 胡波平,张帆,申高林,朱建航. 食品工业科技. 2014(21)
[6]蛋壳膜角蛋白的资源化利用研究进展[J]. 罗灿,刘焱,刘伦伦. 农产品加工(学刊). 2014(05)
[7]鸡蛋壳与蛋清的综合应用研究进展[J]. 汤少伟. 上海畜牧兽医通讯. 2014(01)
[8]蛋壳制取柠檬酸钙的新工艺研究[J]. 宋颖,王敏,马良,张宇昊. 农业机械. 2013(32)
[9]响应面法优化唐古特白刺种子总黄酮超声提取工艺[J]. 胡娜,杨仁明,何彦峰,王洪伦,王小艳,索有瑞. 天然产物研究与开发. 2012(12)
[10]鸡蛋壳中碳酸钙转化制备柠檬酸钙的研究[J]. 李逢振,马美湖,张雯亭,宾冬梅. 食品工业科技. 2013(05)
硕士论文
[1]鸡蛋壳为原料制备醋酸钙的工艺研究[D]. 梁春娜.甘肃农业大学 2010
[2]以牡蛎壳为原料制备食品级添加剂丙酸钙的工艺研究[D]. 李峰.西北大学 2008
[3]鸡蛋壳制备食品级乳酸钙的新工艺研究[D]. 白海涛.西北大学 2006
本文编号：3245376
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