Основные параметры технологического процесса

 

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.

 

Техническая характеристика основного технологического оборудования

 

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.

 

Технологические расчёты

 

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.

Заключение

 

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.

 

Список используемой литературы

 

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.

29. Вольфсон, С.А. Твердофазное деформационное разрушение и измельчение полимерных материалов. Порошковые технологии / С.А. Вольфсон, В.Г. Никольский // Высокомолекулярные соединения. – 1994. – Т.36Б, №6. – С.1040-1056.

30. Акопова, Т.А. Образование хитозана из хитина в условиях сдвиговых деформаций / Т.А. Акопова и [др] // Высокомолекулярные соединения. – 1990. – Т.33Б, №10. – С.735-737.

31. Роговина, С.З. Получение целлюлозно-хитозановых смесей под действием сдвиговых деформаций в присутствии сшивающих агентов / С.З. Роговина и [др] // Высокомолекулярные соединения. – 2000. – Т.42А, №9. – С.1489-1494.

32. Миронов, А.В. Получение гранулированного хитозана / А.В. Миронов и [др] // Химические волокна. – 2005. – №1. – С.26-29.

33. Илларионова, Е.Л. Волокнистые, пленочные и пористые материалы на основе хитозана / Е.Л. Илларионова и [др] // Химические волокна. – 1995. - №6. – С.18-22.

34. Гальбрайх, Л.С. Модифицированные волокнистые и пленочные материалы / Л.С. Гальбрайх // Химические волокна. – 2005. - №5. – С.21-27.

35. Бао Чи-Мин. Использование хитина для производства искусственного волокна / Бао Чи-Мин // Химические волокна. – 1960. - №3. – С.39-41.

36. Кильдеева, Н.Р. Получение материалов медицинского назначения из растворов биосовместимых полимеров / Н.Р. Кильдеева, Л.С. Гальбрайх, Г.А. Вихорева // Химические волокна. – 2005. - №6. – С.21-24.

37. Вихорева, Г.А. Исследование композиций целлюлоза-хитозан. Твердофазная модификация, реология, пленки / Г.А. Вихорева и [др] // Химические волокна. – 2000. - №6. – С.14-18.

38. Будовская, К.Э. Применение новых способов выделения сульфата хитозана для упрощения технологического процесса его получения / К.Э. Будовская и [др] // Химические волокна. – 1995. - №5. – С.31-34.

39. Базт, М.Р. Свойства разбавленных растворов карбоксиметилового эфира хитозана / М.Р. Базт и [др] // Высокомолекулярные соединения. – 1990. – Т.32А. - №4. – С.805-809.

40. Енгибарян, Л.Г. Получение новых водорастворимых производных хитозана / Л.Г. Енгибарян и [др] // Химические волокна. – 2005. - №4. – С.41-44.

41. Васнев, В.А. Синтез гребнеобразных производных хитина и хитозана / В.А. Васнев и [др] // Пластические массы. – 2002. - №10. – С.29-30.