文献类型：科技成果

中文题名：基于双膜耦合碱回收的甲壳素清洁生产技术及产业化应用

完成人：赵黎明[1];姜启兴[1];夏文水[1];张善学[1];赵鹤飞[1];蒋丽华[1];周家春[1];彭秀兰[1];李娟[1];王开宇[1];王宗继[1];

完成机构：[1]华东理工大学 江南大学 江苏双林海洋生物药业有限公司 海南正业中农高科股份有限公司 青岛云宙生物科技有限公司 山东卫康生物医药科技有限公司;

年份：2012

语种：中文

中文关键词：高纯浓缩蛋白;甲壳素;清洁生产技术;双膜超滤耦合;废碱液回收利用

摘要：甲壳素是医药、食品、化工、化妆品等行业的重要原料，但甲壳素及其衍生物生产会产生严重的环境污染：工艺生产1吨甲壳素大约要产生高浓度废碱液20吨左右，按中国甲壳素的年生产能力30万吨左右计算，每年产生废碱液达600万吨以上。废碱液中含有大量的蛋白质(生产1吨甲壳素的原料含蛋白1.25-1.5吨)、NaOH(pH高达13以上)、脂肪、脂溶性色素等，处理难度大、费用相当高，在排放或常规处理的同时也浪费大量的蛋白及烧碱等有用资源。因此，基于废碱液综合利用的清洁生产技术的开发对甲壳素产业意义十分重大。基于不锈钢膜超滤耦合耐碱纳滤膜技术的甲壳素清洁生产工艺的开发与实施填补了国内空白，技术为国内首创，水平达到国际先进。其主要创新点有：(1)定量研究了有机纳滤膜在澄清过滤碱性含蛋白食品加工废水过程中废水物性和蛋白质结构对膜分离特性和膜污染机理的内在关系，建立了废水物性和蛋白质结构与膜分离特性间关系的数学模型和膜污染机理的神经网络模型。(2)利用基于物料物性与膜通量和截留率数学关系等特殊实验设计和先进仪器分析手段，揭示了在特定物料物性环境中有机纳滤膜的膜表面荷电性质、膜结构变化规律，并建立了基于不可逆热力学和动力学的膜传质机理数学模型，完善了已有的纳滤膜理论或数学关系。(3)建立了基于物料物性分析和膜材料表面特征并结合动力学和不可逆热力学研究方法，完成了多种物料的膜分离过程机理研究和过程控制研究。(4)成功开发出耐碱纳滤膜渗滤技术制备高纯度浓缩蛋白技术。技术成果应用于江苏双林海洋生物药业有限公司、青岛云宙生化科技有限公司、海南正业中农高科股份有限公司、山东卫康生物医药科技有限公司等多家企业，建立了全封闭式绿色生产线，总计甲壳素产能达到9000吨/年，回收了烧碱以及蛋白质等有用物质，实现了生产废液全循环综合利用及生产过程废碱零排放或微排放，三年累计新增产值5000多万，同时减少废液排放90％，取得了显著经济效益和社会设益。该技术成果有效地解决了限制中国甲壳素产业生存和发展的严重环境污染问题，同时为生物农药和生物积肥等生物农业的发展提供特效原料，具有广泛而重要的推广应用价值。