Таким образом, предлагаемый способ отличается меньшей стадийностью, поскольку предусматривает однократное проведение стадий деминерализации и депротеинирования. Также способ отличается высокой эффективностью процессов, низкими трудо- и энергозатратами (процесс может быть легко автоматизирован). Он обеспечивает достаточно высокое качество конечного продукта. Доступность реагентов, грамотное аппаратурное оформление и организация нейтрализации кислотно– щелочных стоков с последующей регенерацией и рециклом отходов, может повлиять на себестоимость продукта, существенно снижая её. Особенно актуален такой подход при организации крупнотоннажных производств. Способ позволяет получать хитозан со степенью деацетилирования до 87 – 91%, молекулярной массой - от 250 кДа до 400 кДа и влажностью – 8-10%.
Концентрация NaOH составляет 50%
Температура – 130оС
Концентрация Н2О2 составляет 1% от общей массы смеси
Концентрация Ca(OH) 2 составляет 1% от общего объёма смеси
Продолжительность процесса – 1 час.
| Поз. | Обозначение | Наименование | Кол. | Наименова-ние и марка материала | Приме-чание |
| 1 | Реактор | 1 | |||
| 2 | Сушильная | 1 | |||
| установка | |||||
| 3 | Диффузор | 1 | |||
| 4 | Измельчитель | 1 | |||
| 5 | Загрузочный | 1 | |||
| бункер | |||||
| 6 | Дозатор секторный | 1 | |||
| 7 | Ленточный | 1 | |||
| транспортер | |||||
| 8 | Бункер- | 2 | |||
| хранилище | |||||
| 9 | Насос | 5 | |||
| 10 | Шнековый | 1 | |||
| питатель |
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | Технология получения полисахарида хитозана из хитина, выделяемого из панцирей ракообразных | Лит. | Масса | Масштаб | |||
| Разраб. | Уткина С. | ||||||||||
| Провер. | Абдуллин В.Ф. | ||||||||||
| Т. контр. | Лист | Листов | |||||||||
| Рук. | |||||||||||
| Н. контр. | |||||||||||
| Утв. | |||||||||||
Материальный баланс на 1 кг хитозана
В панцире ракообразных содержится 35% хитина, который можно превратить в хитозан, следовательно для получения 1 кг хитозана требуется сырья: 1 кг: 35% как х кг: 100% ® х = 1*100/35 = 2,8 кг.
На деминерализацию 1 кг сырья требуется 5 литров 6% HCl, т.е. на деминерализацию 2,8 кг сырья требуется: 2,8*5 = 14 л.
Поскольку мы используем HCl с концентрацией 36,2% и плотностью r = 1,6 г/см3, то для приготовления 6% раствора требуется:
С1V1 = C2V2
6% * 14 литров = 36,2% * х литров, следовательно требуется 2,3 литров 36,2% -ой HCl и 11,7 литров воды.
М (HCl) = r (HCl 36,2%) * V (HCl)
М (HCl) = 1180 *2,3 = 2714 кг.
После обработки сырья HCl масса панциря уменьшается на 50% ® на депротеинирование поступает:
М = 2,8 – 1,4 = 1,4 кг.
На дерпотеинирование 6% -м NaOH требуется 5 литров на 1 кг.
Следовательно, в перерасчёте на 1,4 кг: 1,4 * 5 = 7 литров.
r (NaOH) при 6% = 1,055 кг/м3, следовательно масса этого раствора составляет 1,055 * 7 = 7,4 кг. Для приготовления 7,4 кг 6% NaOH требуется
7,4 * 100 = х * 6, т.е.0,44 кг
После депротеинирования масса сырья уменьшается до 1,1 кг.
На депротеинирование 1 кг хитина требуется 3 литра 50% -го NaOH, следовательно для деацетилирования 1,26 кг хитина требуется: 3 * 1,26 = 3,78 литра.
r (NaOH) при 50% = 1,525 г/см3
М(NaOH) = r(NaOH 50%) * V(NaOH) ®V(NaOH) = 1525 * 3,78 = 5764,5 кг
После деацетилирования масса хитозана составляет 1 кг.
На основании полученных результатов можно сделать вывод, что данная технология получения хитозана является эффективной. Хитозан полученный из панциря морских крабов выгодно отличается от промышленного хитозана высоким уровнем свойств. А именно: степень деацетилирования (СД) равная 87-91% является одним из основных показателей свойств хитозана и чем она больше, тем лучше хитозан при условии достаточно высокой молекулярной массы, она составила 150-300 кДа, что тоже является хорошим результатом. Так же способ отличается высокой эффективностью процессов, низкими трудо - и энергозатратами. Выявлено соответствие ХТЗ из панциря рака техническим условиям на пищевой хитозан, который при этом выгодно отличается от предельно допустимых характеристик, заложенных в ТУ.
Таким образом, разработанная технология обеспечивает получение хитозана высокого качества и из доступного сырья, который способен конкурировать на современном рынке, а также удовлетворить потребности потребителей.
1. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение / под ред.К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. – М.: Наука, 2002. – 368 с. – ISBN 5-02-006435-1.
2. Гальбрайх, Л.С. Хитин и хитозан: строение, свойства, применение / Л.С. Гальбрайх // Соровский образовательный журнал. – 2001. – Т.7, № 1. С.51–56.
3. Быкова, В.М. Сырьевые источники и способы получения хитина и хитозана: Хитин, его строение и свойства / В.М. Быкова, С.В. Немцев // Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. – М.: Наука, 2002. – C.7-23.
4. Маслова, Г.В. Влияние вида хитинсодержащего сырья на физико-химические свойства хитиновых биополимеров, полученных с помощью электрохимически активированных / Г.В. Маслова и [др] // Материалы Шестой Междунар. Конф «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана», Москва – Щелково, 22-24 октября 2001г. – М.: ВНИРО, 2001. – С.35-38.
5. Куприна, Е.Э. опытно-промышленная установка для получения хитин-минерального комплекса «Хизитэл» электрохимическим способом / Е.Э. Куприна и [др]] // Материалы Восьмой Междунар. конф. «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана», Казань 12-15 июня 2006 г. – М.: ВНИРО, 2006. – С.34-37.
6. Общая химическая технология / под ред. И.П. Мухленова. - М.: Высшая школа, том 1, 1984. – 255 с.
7. Гамзазаде, А.И. Некоторые особенности получения хитозана / А.И. Гамзазаде, А.И. Скляр, С.В. Рогожин // Высокомолекулярные соединения. – 1985. – Т.27А, №6. – С.1179-1184.
8. Пат. 2087483 РФ, МПК 6 С 08 В37/08. Способ получения хитозана/ В.В. Сова, Д.Б. Фрайманд, В.В. Банников, Ф.И. Львович. №93055356/25; Заявлено 21.12.93; Опубл. 20.08.97 // Изобретения. -1997. -№23. -с.92.
9. Пат.2116314 РФ, МПК 6 С08 В37/08. Способ получения хитозана /Г.И. Касьянов, О.И. Квасенков, А.И. Николаев, Е.Е. Касьянова. - №97104789/04; Заявлено 26.03.97. Опубл.27.07.98. // Изобретения. - 1998. -№21. -с.220.
10. Пат.2117673 РФ, МПК 6 С 08 В37/08. Способ получения хитозана/ А.В. Иванов, О.Р. Гартман, А.В. Цветков, Е.Б. Полторацкая // РЖ Химия. -1999. -№7. -7Ф47П.
11. Пат. 2073017 РФ, МПК 6 С 08 В37/08. Способ получения хитозана/ В.В. Банников, Ф.И. Львович, Д.Б. Фрайманд // РЖ Химия. -1998. -№13. -13Ф28П.
12. Пат.2139887 РФ, МПК 6 С 08 В37/08. Способ получения хитозана/ С.И. Шиш, Г.В. Винокурова. - №99104475/04; Заявлено 26.03.98; Опубл.27.07.99 // Изобретения. –1999. -№29. -с.297.
13. Степнова Е.А. биологически активные амфифильные производные хитозана / Е.А. Степнова и [др] // Химические волокна. – 2005. - №6. – С.57-58.
14. Базт, М.Р. Образование амидных связей в карбоксиметиловом эфире хитозана / М.Р. Базт, Г.А. Вихорева, Л.С. Гальбрайх // Химические волокна. – 1990. - №5. – С.5-6.
15. Вихорева, Г.А. Строение и кислотно-основные свойства карбоксиметилового эфира хитозана / Г.А. Вихорева и [др] // Высокомолекулярные соединения. – 1989. – Т.31А. - №5. – С.1003-1007.
16. Гладышев, Д.Ю. Строение и фракционный состав карбоксиметилового эфира хитозана / Д.Ю. Гладышев и [др] // Высокомолекулярные соединения. – 1990. – Т.32Б. - №7. – С.503-505.
17. Чирков, С.Н. Противовирусные свойства хитозана: Хитин, его строение и свойства / С.Н. Чирков // Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. – М.: Наука, 2002. – C.327-338.
18. Озерковская О.Л. Хитозан как элиситор индуцированной устойчивости растений: Хитин, его строение и свойства / О.Л. Озерковская, Н.И. Васюкова, С.В. Зиновьева // Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. – М.: Наука, 2002. – C.339-345.
19. Шамшурин, Д.В. Хроматографические свойства силикагелей, модифицированных хитозаном и его производными / Д.В. Шамшурин, Е.Н. Шаповалова, О.А. Шпигун // Вестник Московского университета. – 2004. – Сер.2. – Химия. – Т.45. - №3. – С.180-185.
20. Горовой, Л.Ф. Сорбционные свойства хитина и его производных: Хитин, его строение и свойства / Л.Ф. Горовой, В.Н. Косяков // Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. – М.: Наука, 2002. – C.217-246.
21. Лопатин, С.В. Хитозан в хроматографии: Хитин, его строение и свойства / С.В. Лопатин // Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. – М.: Наука, 2002. – C.247-253.
22. Роговина, С.З. Исследование целлюлозно-хитозановых смесей, полученных в условиях сдвиговых деформаций / С.З. Роговина и [др] // Высокомолекулярные соединения. – 2000. – Т.42А. - №1. – С.10-15.
23. Алексеев, В.Л. Бессолевые растворы хитозана: термодинамика, структура, баланс межмолекулярных сил / В.Л. Алексеев, Г.А. Евмененко // Высокомолекулярные соединения. – 1999. – Т.41А. - №9. – С.1487-1497.
24. Агеев, В.П. Получение и свойства пленок хитозана и пленок полиэлектролитных комплексов хитозана и карбоксиметилхитина / Е.П. Агеев и [др] // Высокомолекулярные соединения. – 1998. – Т.40А. - №7. – С.1198-1204.
25. Скорикова, Е.Е. Свойства интерполиэлектролитных комплексов хитозана и полиакриловой кислоты / Е.Е. Скорикова и [др] // Высокомолекулярные соединения. – 1996. – Т.38А. - №1. – С.61-65.
26. Сафронова, Т.М. Применение хитозана в производстве пищевых продуктов: Хитин, его строение и свойства / Т.М. Сафронова // Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. – М.: Наука, 2002. – C.346-359.
27. Албулов, А.И. Хитозан в косметике: Хитин, его строение и свойства / А.И. Албулов, А.Я. Самуйленко, М.А. Фролова // Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. – М.: Наука, 2002. – C.360-363.
28. Вихорева, Г.А. Изучение фракционного состава хитозана, полученного твердофазным и суспензионным методами / Г.А. Вихорева и [др] // Высокомолекулярные соединения. – 1996. – Т.38Б, №10. – С.1781-1785.