淀粉廠廢水中植酸鈣提取工藝研究

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1、第9卷第3期西安文理學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版Vol.9No.32006年7月JournalofXi’anUniversityofArts&Science(NatSciEd)Jul.2006文章編號(hào):100825564(2006)0320069203淀粉廠廢水中植酸鈣提取工藝研究劉貴毅,丁湛,丁曉倩,張中杰(長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,陜西西安710064)摘要:研究了一種從玉米制淀粉的廢水中提取高附加值產(chǎn)品植酸鈣的新工藝.此工藝采用動(dòng)態(tài)多次循環(huán)酸浸、二次復(fù)合堿高效中和及絮凝劑高純處理等先進(jìn)的提取方法;從而克服

2、了傳統(tǒng)工藝提取率低、品級(jí)差且生產(chǎn)周期長等諸多缺點(diǎn),使植酸鈣的磷含量由原來的18%～25%升至43%以上,而蛋白質(zhì)含量則由8%～10%降至0.4%以下.該工藝操作簡單,實(shí)用性強(qiáng),并且減輕了廢水對(duì)環(huán)境的污染.關(guān)鍵詞:廢水;植酸鈣;得率;提取工藝;中和;萃取中圖分類號(hào):X78文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A在玉米加工淀粉過程產(chǎn)生的大量浸泡廢水中含有一定的植酸鈣,其大部分沒有被利用而白白浪費(fèi)44掉,且造成一定程度的環(huán)境污染.我國玉米淀粉年產(chǎn)量超過180×10t,消耗玉米240×10t,產(chǎn)生廢液4[1]250×10t.為了變廢為寶,

3、節(jié)約資源,實(shí)現(xiàn)玉米浸泡液的綜合利用,本實(shí)驗(yàn)研究了從玉米浸泡廢水中提取植酸鈣的方法和工藝.植酸鈣(Ca5Mg(C6H12O24P6·3H2O)2)又稱菲汀,其化學(xué)名稱為肌醇六磷酸鈣鎂,英文名為phyticacidcalciummagnesium,自然界幾乎無游離態(tài)存在,而是以鈣、鎂或鉀的混合物及蛋白質(zhì)結(jié)合物存在于[2]植物的種芽、籽粒中.它是一種緊缺的醫(yī)藥化工原料,可以促進(jìn)人體的新陳代謝、恢復(fù)人體內(nèi)磷的平衡、改進(jìn)細(xì)胞的營養(yǎng)作用,是一種滋補(bǔ)強(qiáng)壯劑.植酸鈣在工業(yè)上主要用于生產(chǎn)肌醇.隨著醫(yī)藥、化工等工業(yè)迅猛發(fā)展,

4、外貿(mào)出口創(chuàng)匯任務(wù)增多,肌醇需求量與日俱增,美、英、日等國家客商爭相購貨,國際市場十[3]分活躍.1實(shí)驗(yàn)1.1材料、試劑及儀器玉米浸泡水,取自陜西臨潼一小型淀粉廠;鹽酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣均為國產(chǎn)化學(xué)純,硫酸、硝酸、鉬酸銨均為國產(chǎn)分析純;752型分光光度計(jì)、800型離心沉淀機(jī)、TG328全自動(dòng)電光分析天平、101-2電熱鼓風(fēng)干燥箱等.1.2工藝流程玉米浸泡液v煮沸v冷卻過濾v中和v絮凝處理v三次酸浸v脫色v復(fù)合堿中和v過濾干燥成品.1.3植酸鈣的提取方法取玉米浸泡液,煮沸,使殘留的二氧化硫受熱揮發(fā)而除去,蛋

5、白質(zhì)等物質(zhì)受熱凝固析出,供飼料或微生物培養(yǎng)基用,后過濾,清液加復(fù)合堿中和至pH5.6～5.8,使其中的植酸成為植酸鈣鎂析出而得到粗制品,植酸鈣鎂粗制品加0.1mol/l的鹽酸溶液,溶解后加1%的活性碳,加熱脫色,然后過濾除去廢碳,脫收稿日期:2006-04-20作者簡介:劉貴毅(1981—),男,陜西西安人,長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生.70西安文理學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版第9卷色后的溶液加氫氧化鈣和氫氧化鈉的復(fù)合堿中和使植酸鈣鎂析出,濾取后經(jīng)干燥,即得到成品的植酸鈣.一般比重為1.02的玉米浸泡水植

6、酸鈣粗制品的收得率為1%,精制品對(duì)粗制品的收得率為75%.2結(jié)果與討論2.1動(dòng)態(tài)多次循環(huán)酸浸具體做法是將三個(gè)酸浸池串聯(lián),酸浸的二、三道水作為頭道浸泡用水,進(jìn)行循環(huán)使用.鹽酸投放的pH值控制為:頭道水3～4;二道水1～2;三道水5～6.酸浸中同時(shí)用空壓機(jī)向池內(nèi)壓縮空氣,使物料上下翻動(dòng),加快傳質(zhì)過程、增加萃取率、縮短浸泡時(shí)間使得植酸鈣得率提高.與靜態(tài)酸浸法相比具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)浸取時(shí)溶液呈流動(dòng)狀態(tài),有連續(xù)萃取作用因此萃取效率高,植酸鈣得率大大提高.(2)頭道水是送去中和的,浸取液值控制在3～4,殘酸少因而中

7、和時(shí)復(fù)合堿消耗少.(3)鹽酸用量降低,植酸鈣中氯離子(Cl-)含量降低,P2O5含量上升,質(zhì)量提高.(4)每池二浸一洗,玉米水渣殘酸少質(zhì)量好,可用作飼料等.(5)原材料消耗降低,得率提高,生產(chǎn)成本下降,經(jīng)濟(jì)效益好,僅節(jié)約鹽酸、復(fù)合堿和增產(chǎn)植酸鈣三項(xiàng),每噸料可增值近200元.2.2改一次中和為二次中和(1)加堿中和沉淀過程也是植酸鈣制取的關(guān)鍵過程之一.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明,采用不同的中和劑及中和方式得到的植酸鈣其鹽的結(jié)構(gòu)不同.Ca(OH)2、NaOH二次中和得到的是六鈣鹽Ca4Mg2-C6H6O24P6或Ca5Mg

8、1-C6H6O24P6;而Ca(OH)2或Ca(OH)2:Mg(0H)2混合乳一次中和得到的是五鈣鹽Ca4Mg1-C6H8O24P6.由于六鈣鹽溶解度小,沉淀損失可減少,所以二次中和工藝的得率增加,且質(zhì)量有所改善(見表1).2.3本工藝操作pH值條件(1)中和Ⅰ.中和劑中和至pH表1中和劑、沉淀劑對(duì)植酸鈣得率的影響=5,再加入NaOH至pH=6.9中和液植酸鈣得率/g純度%收率%(2)中和Ⅱ.加復(fù)合堿溶液調(diào)2295.117.1