可溶性丝素蛋白溶液高效节能脱盐工艺及其应用
发布时间：2020-05-08 17:43
【摘要】：丝素蛋白是蚕丝的主要成分,除了服装方面还广泛应用于化妆品、医学和生物等多个领域,而要想实现丝素蛋白在生物和医学等领域的应用,就要先制备出丝素蛋白溶液。目前丝素蛋白多采用溶解—精制后进行使用,天然丝素蛋白不溶于水,需要在高浓度的盐溶液(CaCl2)中进行溶解,溶解后由于高浓度盐的存在使其无法被利用,所以脱盐成为生产再生丝素蛋白溶液的重要环节,也是技术难点。本文以高效节能为出发点,探讨了利用扩散渗析-电渗析(DD-ED)集成技术对丝素蛋白盐溶液进行脱盐,并且进一步探究了自制丝素蛋白溶液的应用性能。本文首先进行单因素实验,综合考虑脱盐能耗和脱盐工时,重点探讨了丝素蛋白溶液(料液)的浓度、丝素蛋白溶液与去离子水(渗透液)体积比以及不同电流密度下电渗析的脱盐效率,最终得到了较优的实验参数范围。然后在单因素实验的基础上,采用正交实验对影响可溶性丝素蛋白溶液脱盐的主要因素进行考察,并且通过综合平衡法和综合评分法对实验结果进行分析,最终确定了最佳的脱盐技术参数:丝素蛋白浓度为5%、10倍体积的去离子水、扩散渗析预脱盐中丝素蛋白溶液和去离子水流量分别为20L/h和30L/h、预脱盐率为40%、电渗析深度脱盐中丝素蛋白溶液和去离子水流量均为30L/h,电渗析电流密度为23.8A/m2。在该工艺条件下脱盐工时缩短至9h,相比于仅使用电渗析脱盐能耗降低50%左右,丝素蛋白溶液脱盐率维持在99.9%以上,回收率高达91.06%,同时相比于传统的透析袋脱盐,水耗减少约88%。本文初步探讨了自制的丝素蛋白溶液在三个方面的应用性能。分别利用丝素蛋白溶液制备丝素蛋白凝胶和丝素蛋白粉,并且通过对产品的SEM图分析,从产品的表面结构验证了自制的丝素蛋白溶液可以满足丝素蛋白凝胶以及丝素蛋白粉的制备要求。另外,还探讨了自制的丝素蛋白溶液对HaCaT细胞生长的影响及在UVB辐射后对该细胞的防护作用,通过对比发现,本工艺制得的丝素蛋白溶液具有传统的透析袋脱盐方法得出的丝素蛋白相似的增殖HaCaT细胞的作用。
【图文】：
但是若将电渗析用于含盐量过高的溶液时，不仅会出现能耗大的问题，而且还逡逑存在着电渗析设备需要大电流运行，易发生损坏、漏电等危险情况，原理示意逡逑图见图２－２。逡逑丝素蛋Ｓ盐溶＿液逦丝素蛋白盐溶逡逑阳膜甲膜４呷膜阳膜逦阴膜甲膜小晙膜阳膜逡逑－－５＂逦夺邋＋逡逑＾邋ｃ＼－－＞逡逑＇逦个纯水逦个逦个纯水逡逑图２－Ｉ扩散渗析离子扩散示意图逦图２－２电渗析离子扩散示意图逡逑本工艺丝素蛋白溶液的脱盐过程分为两个阶段，且两个阶段均采用间歇循逡逑环方式操作：第一阶段是以离子交换膜两侧溶液的高浓度差为推动力实现脱盐，逡逑称为扩散n蛭鲈ね蜒巍Ｋ孀磐蜒喂痰慕校弦褐械模茫幔茫柚鸾ド鲋辽敢哄义现校率沽弦汉蜕敢旱难闻ǘ炔钤嚼丛叫。蜒涡驶嶂鸾ソ档汀Ｒ虼诵枰义辖械诙锥瓮蜒危诙锥问且缘绯∥贫Φ牡缟鐾蜒危莆缟錾铄义隙韧蜒巍Ｋ克氐鞍籽稳芤海弦海┯肴ダ胱铀ㄉ敢海┓直鹪诶胱咏换荒さ腻义狭讲嗄嫦蜓妨鞫谂ǘ炔詈椭绷鞯绯〉耐贫拢弦褐械模貌泛停茫幔玻鸾ハ蝈义仙敢豪┥⒑颓ㄒ疲钪盏玫酱慷冉细叩乃克氐鞍兹芤骸！袄┥⑸觯缟黾义铣晒ひ铡背浞掷盟克氐鞍兹芤罕旧淼母哐闻ǘ
本文编号：2654977
【图文】：
但是若将电渗析用于含盐量过高的溶液时，不仅会出现能耗大的问题，而且还逡逑存在着电渗析设备需要大电流运行，易发生损坏、漏电等危险情况，原理示意逡逑图见图２－２。逡逑丝素蛋Ｓ盐溶＿液逦丝素蛋白盐溶逡逑阳膜甲膜４呷膜阳膜逦阴膜甲膜小晙膜阳膜逡逑－－５＂逦夺邋＋逡逑＾邋ｃ＼－－＞逡逑＇逦个纯水逦个逦个纯水逡逑图２－Ｉ扩散渗析离子扩散示意图逦图２－２电渗析离子扩散示意图逡逑本工艺丝素蛋白溶液的脱盐过程分为两个阶段，且两个阶段均采用间歇循逡逑环方式操作：第一阶段是以离子交换膜两侧溶液的高浓度差为推动力实现脱盐，逡逑称为扩散n蛭鲈ね蜒巍Ｋ孀磐蜒喂痰慕校弦褐械模茫幔茫柚鸾ド鲋辽敢哄义现校率沽弦汉蜕敢旱难闻ǘ炔钤嚼丛叫。蜒涡驶嶂鸾ソ档汀Ｒ虼诵枰义辖械诙锥瓮蜒危诙锥问且缘绯∥贫Φ牡缟鐾蜒危莆缟錾铄义隙韧蜒巍Ｋ克氐鞍籽稳芤海弦海┯肴ダ胱铀ㄉ敢海┓直鹪诶胱咏换荒さ腻义狭讲嗄嫦蜓妨鞫谂ǘ炔詈椭绷鞯绯〉耐贫拢弦褐械模貌泛停茫幔玻鸾ハ蝈义仙敢豪┥⒑颓ㄒ疲钪盏玫酱慷冉细叩乃克氐鞍兹芤骸！袄┥⑸觯缟黾义铣晒ひ铡背浞掷盟克氐鞍兹芤罕旧淼母哐闻ǘ
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