利用含铬革屑制备工业明胶的工艺探究
发布时间：2021-11-23 10:09
含铬革屑主要是指皮革在生产过程中的固体废弃物。由于原皮的利用率比较低,只有35%能够制成成品皮革,剩余的大部分则以皮革固体废弃物的形式进行处理,其中年产量超过140万吨。然而皮革固体废弃物中含有大量的胶原蛋白资源,以绝干革屑计,大约含量80%左右。因此,进行固体废弃物资源化循环利用,不仅解决了固体危废带来的危害,也有利于胶原蛋白资源的回收利用,从而在一定程度上也促进了皮革生产企业的发展。本文主要探究利用含铬革屑在不同的预处理条件下制备工业明胶的工艺与反应釜的优化。其中探究工业明胶的制备工艺则主要从三个方面进行:碱法制备工业明胶、酸法制备工业明胶、利用乙醇进行工业明胶的干燥。而反应釜的优化选型则主要从结构造型、传热方式、以及搅拌器等方面进行。本文将从以下几个部分展开具体阐述:首先,探究酸法与碱法制备工业明胶的工艺路线。碱法制备工业明胶主要是用CaO来进行预处理,并通过单因素实验,分别探究利用CaO对含铬革屑预处理的时间、用量,以及提胶时的温度、时间、液比、pH的影响。并通过分析比较所制备工业明胶的黏度和得率值来确定制备工艺。其工艺路线为:利用CaO预处理时间为4天（d）、用量为绝干革屑重...
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同温度下形成的胶原蛋白沉淀Fig.4-1Precipitationofcollagenformedatdifferenttemperatures35℃25℃15℃5℃0℃
烟台大学硕士学位论文43由左向右依次为胶原蛋白水解液的温度为35℃、25℃、15℃、5℃、0℃的条件下，加入10℃的乙醇作用后胶原蛋白沉淀析出的情况。通过上图可以看出，随着水解液温度的不断降低，胶原蛋白在乙醇的作用下析出的胶原蛋白沉淀逐渐增多，但是区别并不明显。将胶原蛋白沉淀取出后分别进行冷冻干燥获得工业明胶,并分别进行称量。随着胶原蛋白水解液的温度不断降低，其所得工业明胶的质量分别为:14.85g、15.15g、15.27g、15.68g、15.96g。由于夏季气温普遍高于25℃，人为地降低生产环境的温度会增加生产成本。因此综合考虑，工业明胶进行乙醇干燥时，其胶原蛋白水解液的温度可选取25～35℃。4.2.2.2乙醇干燥时间的探究通过对乙醇干燥时胶原蛋白水解液的温度探究，接下来探究乙醇的干燥时间。通过对5组实验中烧杯内形成的胶原蛋白沉淀情况进行对比，其具体的实验情况如下图所示。图4-2不同时间下形成的胶原蛋白沉淀Fig.4-2Precipitationofcollagenformedatdifferenttimes通过图4-2可以明显的看出，当向胶原蛋白水解液中加入乙醇后会瞬间形成胶原蛋白沉淀，并且随着反应时间的不断增加，烧杯内胶原蛋白析出的白色沉淀没有发生任何变化。为了更加充分的证明之间的关系，因此将5个烧杯中产生的胶原蛋白沉淀取出，进行冷冻干燥，最后称量产生的胶原蛋白沉淀量。在室温下0min10min20min30min60min
4利用乙醇进行工业明胶干燥的优化探究44分别放置0min、10min、20min、30min、60min后产生的胶原蛋白沉淀量分别为：14.87g、14.91g、14.89g、14.82g、14.85g。由数据可以看出5组实验产生的胶原蛋白沉淀量几乎相同。因此我们可以总结出，向胶原蛋白水解液中加入乙醇后能够立刻产生胶原蛋白沉淀，并且与反应时间的长短没有任何关系。4.2.2.3乙醇干燥时胶原蛋白水解液的最佳浓度选取通过对不同浓度胶原蛋白水解液进行乙醇干燥的结果分析，从而确定其浓度的选龋其具体的实验情况如下图所示。图4-3不同浓度胶液下乙醇干燥情况Fig.4-3Dryingofanhydrousethanolunderdifferentconcentrationsofglue如图4-3所示，从左到右分别是指浓度为15%、20%、25%、30%、35%、40%的胶原蛋白水解液在加入150mL乙醇后胶原蛋白沉淀析出的情况。由上图可以看出，当胶液浓度为15%时其水解液中的胶原蛋白全部形成白色沉淀，随着浓度的增加，其析出的胶原蛋白白色沉淀量几乎没有发生变化。因此需要将析出的胶原蛋白沉淀单独取出，用真空冷冻干燥机进行冷冻干燥获得成品工业明胶，并分别进行称量。胶液浓度分别为15%、20%、25%、30%、35%、40%时其析出的工业明胶的质量分别为13.25g、15.33g、15.48g、15.42g、15.40g。通过数据我们可以看出，除去浓度为15%的胶液，其随着胶液浓度的不断增加，当加入一定量的乙醇后，生成的胶原蛋白沉淀量几乎保持不变。因此我们可以得出的结论为：当加入一定量的乙醇时，其析出胶原蛋白沉淀的量与胶原水解液的浓度无关，而与胶原蛋白的含量多少有关。企业在生产工业明胶时其胶原水解液的浓度控制在15%20%25%30%35%40%
【参考文献】：
期刊论文
[1]含铬革屑制备工业明胶的浸灰探究[J]. 周健,王全杰,段宝荣,仇同济. 皮革与化工. 2019(06)
[2]鲢鱼骨胶原多肽的制备及其抗氧化活性研究[J]. 李军,罗娟,涂宗财,张露. 食品与发酵工业. 2020(02)
[3]皮革固体废弃物研究进展及应用[J]. 葛淑华,王全杰,刁屾,王雪,袁艳,栾俊. 皮革与化工. 2019(02)
[4]Alcalase蛋白酶对草鱼鱼鳞胶原多肽提取的研究[J]. 赵莎. 生物化工. 2019(01)
[5]热管式真空管太阳能聚光集热系统传热特性分析[J]. 张维蔚,王甲斌,田瑞,薛奇成,巴旭阳. 农业工程学报. 2018(03)
[6]含铬制革废弃物处理的研究现状和研究思路[J]. 蒋旭光,方纯琪,金余其,吕国钧,袁伟中,陈锡炯,罗伟忠. 化工进展. 2018(02)
[7]分隔壁塔精馏分离混合醇的结构设计和优化[J]. 周由之,张乾,黄伟. 煤化工. 2017(05)
[8]CaO、NaOH对铬革屑水解效果的对比[J]. 罗艳华,王全杰,陈沛海. 皮革与化工. 2017(03)
[9]水煤浆储罐侧伸式搅拌器轴封改造[J]. 杨红军. 石油化工设备技术. 2017(02)
[10]搪玻璃反应釜的维护保养[J]. 杨建华. 石化技术. 2016(10)
博士论文
[1]基于仿生学的柔性反应器的设计及混合机理研究[D]. 刘明慧.苏州大学 2018
[2]氢氧化铬的基础及应用研究[D]. 黄中林.重庆大学 2016
[3]胶原蛋白肽生物功能材料的研究与开发[D]. 张小燕.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]利用废革屑制备多肽螯合肥工艺及应用研究[D]. 葛淑华.烟台大学 2019
[2]制备无水乙醇的萃取精馏分离工艺及优化研究[D]. 曹钰.昆明理工大学 2019
[3]再生池内搅拌器的设计与流场模拟分析[D]. 王姝颖.哈尔滨理工大学 2018
[4]不同肽链长度蛋白基表面活性剂的制备及性能研究[D]. 罗艳华.陕西科技大学 2017
[5]兽骨明胶的新提取工艺研究[D]. 李恒月.北京理工大学 2016
[6]基于HYSYS的酒精精馏系统建模与控制研究[D]. 白冰.中国石油大学(华东) 2015
[7]金纳米粒子探针的制备及其在检测水生蔬菜中重金属离子残留的应用[D]. 刘骞.华中农业大学 2015
[8]错位桨搅拌生物反应器流场特性及溶氧性能研究[D]. 安笑辉.山东大学 2015
[9]废革屑水解物合成蛋白基表面活性剂[D]. 魏星星.大连工业大学 2015
[10]鱼鳞明胶的制备和特性研究[D]. 陈莹艳.武汉轻工大学 2014
本文编号：3513661
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同温度下形成的胶原蛋白沉淀Fig.4-1Precipitationofcollagenformedatdifferenttemperatures35℃25℃15℃5℃0℃
烟台大学硕士学位论文43由左向右依次为胶原蛋白水解液的温度为35℃、25℃、15℃、5℃、0℃的条件下，加入10℃的乙醇作用后胶原蛋白沉淀析出的情况。通过上图可以看出，随着水解液温度的不断降低，胶原蛋白在乙醇的作用下析出的胶原蛋白沉淀逐渐增多，但是区别并不明显。将胶原蛋白沉淀取出后分别进行冷冻干燥获得工业明胶,并分别进行称量。随着胶原蛋白水解液的温度不断降低，其所得工业明胶的质量分别为:14.85g、15.15g、15.27g、15.68g、15.96g。由于夏季气温普遍高于25℃，人为地降低生产环境的温度会增加生产成本。因此综合考虑，工业明胶进行乙醇干燥时，其胶原蛋白水解液的温度可选取25～35℃。4.2.2.2乙醇干燥时间的探究通过对乙醇干燥时胶原蛋白水解液的温度探究，接下来探究乙醇的干燥时间。通过对5组实验中烧杯内形成的胶原蛋白沉淀情况进行对比，其具体的实验情况如下图所示。图4-2不同时间下形成的胶原蛋白沉淀Fig.4-2Precipitationofcollagenformedatdifferenttimes通过图4-2可以明显的看出，当向胶原蛋白水解液中加入乙醇后会瞬间形成胶原蛋白沉淀，并且随着反应时间的不断增加，烧杯内胶原蛋白析出的白色沉淀没有发生任何变化。为了更加充分的证明之间的关系，因此将5个烧杯中产生的胶原蛋白沉淀取出，进行冷冻干燥，最后称量产生的胶原蛋白沉淀量。在室温下0min10min20min30min60min
4利用乙醇进行工业明胶干燥的优化探究44分别放置0min、10min、20min、30min、60min后产生的胶原蛋白沉淀量分别为：14.87g、14.91g、14.89g、14.82g、14.85g。由数据可以看出5组实验产生的胶原蛋白沉淀量几乎相同。因此我们可以总结出，向胶原蛋白水解液中加入乙醇后能够立刻产生胶原蛋白沉淀，并且与反应时间的长短没有任何关系。4.2.2.3乙醇干燥时胶原蛋白水解液的最佳浓度选取通过对不同浓度胶原蛋白水解液进行乙醇干燥的结果分析，从而确定其浓度的选龋其具体的实验情况如下图所示。图4-3不同浓度胶液下乙醇干燥情况Fig.4-3Dryingofanhydrousethanolunderdifferentconcentrationsofglue如图4-3所示，从左到右分别是指浓度为15%、20%、25%、30%、35%、40%的胶原蛋白水解液在加入150mL乙醇后胶原蛋白沉淀析出的情况。由上图可以看出，当胶液浓度为15%时其水解液中的胶原蛋白全部形成白色沉淀，随着浓度的增加，其析出的胶原蛋白白色沉淀量几乎没有发生变化。因此需要将析出的胶原蛋白沉淀单独取出，用真空冷冻干燥机进行冷冻干燥获得成品工业明胶，并分别进行称量。胶液浓度分别为15%、20%、25%、30%、35%、40%时其析出的工业明胶的质量分别为13.25g、15.33g、15.48g、15.42g、15.40g。通过数据我们可以看出，除去浓度为15%的胶液，其随着胶液浓度的不断增加，当加入一定量的乙醇后，生成的胶原蛋白沉淀量几乎保持不变。因此我们可以得出的结论为：当加入一定量的乙醇时，其析出胶原蛋白沉淀的量与胶原水解液的浓度无关，而与胶原蛋白的含量多少有关。企业在生产工业明胶时其胶原水解液的浓度控制在15%20%25%30%35%40%
【参考文献】：
期刊论文
[1]含铬革屑制备工业明胶的浸灰探究[J]. 周健,王全杰,段宝荣,仇同济. 皮革与化工. 2019(06)
[2]鲢鱼骨胶原多肽的制备及其抗氧化活性研究[J]. 李军,罗娟,涂宗财,张露. 食品与发酵工业. 2020(02)
[3]皮革固体废弃物研究进展及应用[J]. 葛淑华,王全杰,刁屾,王雪,袁艳,栾俊. 皮革与化工. 2019(02)
[4]Alcalase蛋白酶对草鱼鱼鳞胶原多肽提取的研究[J]. 赵莎. 生物化工. 2019(01)
[5]热管式真空管太阳能聚光集热系统传热特性分析[J]. 张维蔚,王甲斌,田瑞,薛奇成,巴旭阳. 农业工程学报. 2018(03)
[6]含铬制革废弃物处理的研究现状和研究思路[J]. 蒋旭光,方纯琪,金余其,吕国钧,袁伟中,陈锡炯,罗伟忠. 化工进展. 2018(02)
[7]分隔壁塔精馏分离混合醇的结构设计和优化[J]. 周由之,张乾,黄伟. 煤化工. 2017(05)
[8]CaO、NaOH对铬革屑水解效果的对比[J]. 罗艳华,王全杰,陈沛海. 皮革与化工. 2017(03)
[9]水煤浆储罐侧伸式搅拌器轴封改造[J]. 杨红军. 石油化工设备技术. 2017(02)
[10]搪玻璃反应釜的维护保养[J]. 杨建华. 石化技术. 2016(10)
博士论文
[1]基于仿生学的柔性反应器的设计及混合机理研究[D]. 刘明慧.苏州大学 2018
[2]氢氧化铬的基础及应用研究[D]. 黄中林.重庆大学 2016
[3]胶原蛋白肽生物功能材料的研究与开发[D]. 张小燕.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]利用废革屑制备多肽螯合肥工艺及应用研究[D]. 葛淑华.烟台大学 2019
[2]制备无水乙醇的萃取精馏分离工艺及优化研究[D]. 曹钰.昆明理工大学 2019
[3]再生池内搅拌器的设计与流场模拟分析[D]. 王姝颖.哈尔滨理工大学 2018
[4]不同肽链长度蛋白基表面活性剂的制备及性能研究[D]. 罗艳华.陕西科技大学 2017
[5]兽骨明胶的新提取工艺研究[D]. 李恒月.北京理工大学 2016
[6]基于HYSYS的酒精精馏系统建模与控制研究[D]. 白冰.中国石油大学(华东) 2015
[7]金纳米粒子探针的制备及其在检测水生蔬菜中重金属离子残留的应用[D]. 刘骞.华中农业大学 2015
[8]错位桨搅拌生物反应器流场特性及溶氧性能研究[D]. 安笑辉.山东大学 2015
[9]废革屑水解物合成蛋白基表面活性剂[D]. 魏星星.大连工业大学 2015
[10]鱼鳞明胶的制备和特性研究[D]. 陈莹艳.武汉轻工大学 2014
本文编号：3513661
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