Совершенствование процесса получения альгиновой кислоты из бурых водорослей и её применение для очистки водных дисперсий от жиро-белковых компонентов

• Автор: Степанова, Наталья Васильевна
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 206 с.

Введение.

Г лава 1. Обзор литературы

1.1. Современная технология получения альгиновой кислоты и ее

1.2. Коллоиднохимические свойства альгиновой кислоты и ее

солей.

1.3. Применение высокомолекулярных веществ для интенсификации

флотационной очистки воды.

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Характеристика объектов исследования

2.1.1. Сырье для получения альгиновой кислоты и ее солей.

2.1.2. Высокомолекулярные вещества

2.1.3. Рыбий жир
2.1.4. Водные растворы, содержащие жиробелковые компоненты и высокомолекулярные вещества.
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Технологическая схема получения альгиновой кислоты, альгинатов натрия и кальция электрохимическим методом анализ сырья и продуктов
2.2.2. Изучение агрегативной устойчивости водных дисперсий, содержащих жировые и белковые вещества, в присутствии неорганических электролитов и высокомолекулярных флокулянтов.
2.2.3. Определение солюбилизирующей способности
высокомолекулярных веществ
2.2.4. Определение молекулярной массы высокомолекулярных веществ и анализ конформационного состояния и вязкости растворов вискозиметрическим методом
2.2.5. Определение поверхностного натяжения на границе раздела фаз водный раствор воздух и водный раствор рыбный жир
и структурномеханические свойства адсорбционных и мсжфазных слоев
2.2.6. Способы получения жировых эмульсий и пен методы оценки
их устойчивост и.
2.2.7. Определение эффекгивности флотационной очистки воды.
2.2.8. Построение математических моделей процессов электрохимического получения альгината натрия и флотационного извлечения жиробслковых компонентов из воды.
2.2.9. Математическая обработка экспериментальных данных
Глава 3. Результаты и обсуждение.
3.1. Электрохимический способ получения альгинатов натрия и кальция
из бурых водорослей
3.1.1. Разработка оптимальных технологических параметров электрохимической технологии получения альгинатов натрия
и кальция
3.1.2. Апробация разработанной технологической схемы электрохимического получения альгинатов натрия и кальция.
3.1.3. Разработка технических требований и аппаратурное оформление электрохимического получения альгината натрия
3.2. Изучение коллоиднохимических свойств водной дисперсии,
содержащей рыбий жир, водорастворимый белок и
высокомолекулярные вещества альгинат натрия, хигозан,
поливиниловый спирт.
3.2.1. Исследование процесса агрегации жиробелковых веществ неорганическими электролитами и высокомолекулярными флокулянгами.
3.2.2. Солюбилизация гидрофобных соединений
высокомолекулярными веществами
3.2.3. Изучение конформационных состояний макромолекул
высокомолекулярных веществ I
3.2.4. Поверхностная активность высокомолекулярных веществ на границах раздела водный растворвоздух и водный растворрыбный жир.
3.2.5. Реологические характеристики межфазных адсорбционных слоев высокомолекулярных веществ и их влияние на устойчивость эмульсий рыбного жира и пен
3.2.6. Влияние высокомолекулярных веществ на эффективность флотационной очистки воды от жиробелковых компонентов.
3.3. Совершенствование процесса флотационной очиегки воды от жиробелковых компонентов с применением высокомолекулярных
веществ
3.3.1. Определение оптимального режима процесса флотационной очистки воды с применением природных полисахаридов альгината натрия и хитозана и его апробация.
3.3.2. Аппаратурное оформление процесса очистки сточных вод с применением природных полисахаридов альгината натрия и хитозана.
3.4. Расчет экономической эффективности разработанных процессов
3.4.1. Экономическая эффективность от внедрения электрохимического способа производства альгинаов натрия и кальция
3.4.2. Экономический эффект от предотвращения экологического ущерба в результате внедрения флотационной очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности с использованием альгината натрия, полученного но элекгрохимической технологии
Выводы.
Список использованной литературы


После слива кислой воды альгиновую кислоту погружают в промывочную ванну и промывают сначала горячей С, затем холодной водой. Промытую и отекшую альгиновую кислоту загружают в смеситель и перемешивают с сухим бикарбонатом натрия на 0 кг альгиновой кислоты 1 кг бикарбоната натрия. Полученный в результате альгинат натрия высушивают на вальцовых сушилках при температуре 0 С. Пленку продукта толщиной около 0,5 мм и влажностью до дробят на куски размером примерно x мм . Производственному процессу свойственны такие недостатки, как применение серной кислоты недостаточно полное отделение механических примесей изза несовершенного способа очистки плохая промывка высаженной альгиновой кислоты не обеспечивает полного удаления минеральных и органических примесей использование бикарбоната натрия часто приводит к нежелательному повышению более 7 высокая температура сушки альгината обуславливает заметное снижение вязкосги и влагосвязующей способности продукта. В последние годы в ТИНРО была разработана более совершенная схема, в которой были устранены некоторые из перечисленных недостатков 3. По этой технологии сырые водоросли промывают, измельчают, замачивают сначала в 1 формалине, затем в 0,5 растворе соляной кислоты, вновь промывают и подвергают тепловой щелочной мацерации в едкого натра 8 при температуре С в течение 2 ч. После разбавления водой галерту отстаивают, фильтруют через ротационный фильтр, подвергают флотации в электрофлотационной установке и направляют на высаживание альгиновой кислоты соляной кислотой при ,5. Водную взвесь хлопьев альгиновой кислоты пропускают через каскад вибросит, после чего освобожденную от избытка влаги альгиновую кислоту промывают водой при С, укладывают в пресссалфетки и прессуют для удаления избытка влаги. Брикеты альгиновой кислоты разрыхляют и перемешивают с сухим бикарбонатом натрия. Полученную мазеобразную массу промывают и обезвоживают этиловым спиртом. С, измельчают до порошкообразного состояния и пропускают через магнитный сепаратор для удаления металлопримесей. Образцы альгината натрия, приготовленные в лабораторных условиях, по качеству не уступали импортному пищевому альгинату натрия . Наряду с важным достоинством этой технологии, заключенном в сравнительно полной очистке продукта от механических примесей и красящих веществ за счет использования ротационного фильтрования, электрофлотации и спиртовой промывки, ей присущи и некоторые недостатки, в частности замачивание водорослевого сырья в растворе формалина и использование этилового спирта для промывки. К перспективным способам производства альгината натрия относится способ, предложенный В. С.Барановым и др. Сухие водоросли измельчают, дважды промывают водопроводной водой при температу ре С, замачивают в 0,1 растворе хлорида кальция ЖК 1 в течение часа при С и вновь дважды промывают водой. Водоросли экстрагируют в течение минут раствором, содержащим СаС и 5 Ыа2НР при температуре С ЖК 1. Полученный экстракт фильтруют и из него высаживают альгиновую кислоту при температуре С раствором серной кислоты при 2. Осажденную альгиновую кислоту промывают водопроводной водой, затем 0,1 М соляной кислотой для удаления минеральных загрязнений, в том числе труднорастворимых сульфатов. Уплотненную альгиновую кислоту смешивают с бикарбонатом натрия. Полученный альгинат натрия сушат до влажности примерно . Образцы имели светлую окраску и низкое содержание зольных веществ . К недостаткам этой технологии относится сравнительно слабая очистка водорастворимых экстракгов от механических примесей. Бурые водоросли являются богатым и легко возобновляемым источником интересных по структуре и биологической активности водорастворимых полисахаридов ламинаранов, фукоиданов, которым, наряду с широко известной альгиновой кислотой, принадлежит основная роль в биологическом действии водорослей. В сухом веществе японской ламинарии содержится от 8 до альгиновых кислот в зависимости от района и стадии развития водорослей . Больше всего альгиновых кислот найдено в слоевище двухлетней водоросли .