从玉米浸泡水中回收药用菲汀的工艺分析

2013-11-30张永志中粮生物化学安徽股份有限公司助理工程师

化工管理 2013年12期

张永志(中粮生物化学（安徽）股份有限公司助理工程师)

前言

菲汀又名植酸钙，是植酸与钙、镁、钾等金属离子形成的一种复盐，广泛存在于植物的果壳如米糠、麦麸、玉米皮、棉子壳等中。植酸钙的分子式为C6H8O24P6Mg4Ca（Me）2·5H2O，分子式中的碱金属离子（Me）取决于提取过程中的中和剂种类。植酸钙为无色无定型粉末，无味无臭，不溶于醇类、乙醚、丙酮、苯等有机溶剂，微溶于水。我国的玉米产量约占谷物产量的1/5，居世间第二位，玉米淀粉厂湿法加工生产线有大量浸泡水排出，这些含丰富营养物质和有机酸的浸泡水白白流走或者不能有效利用，既浪费资源又污染环境。多数情况下加工工厂将其浓缩为玉米浆出售，用于饲料。由于玉米浸泡水含有3-6‰的植酸钙，用于饲料时，植酸盐不仅不易被消耗，而且还可能引起微量元素的不足，动物排出的粪便中含有大量的有机磷又会污染环境。从玉米浸泡水中可以回收菲汀，再经深加工制备附加值更高的植酸和肌醇。用去菲汀的玉米浸泡水生产浓缩蛋白饲料，既可去除其中的抗营养因子，又可减少环境污染，从而提高玉米浸泡水的附加值。

实验

一. 原料玉米浸泡水

二. 主要仪器和药品

恒温水浴锅（HH-S），离心机(S-200)，恒温干燥箱（DGF30/7-I），电子天平，pH 计，烧杯5L，NaOH（20%），生石灰（以CaO 计≧86%），工业盐酸（32%）。

三.分析方法

3.1 有机磷的测定钼酸铵比色法

3.2 蛋白质的测定全自动定氮仪（Gerhardt）

3.3 糖的测定费林法

四.实验方法

1.反应原理

2. 实验工艺流程浸泡水→过滤→中和→过滤→精制→烘干→粉碎→菲汀成品

3.浸泡水中杂质的分离

玉米浸泡水中的杂质主要是淀粉和蛋白质，由于玉米浸泡水的pH 值为4.0—4.2，浸泡水温度为50—55℃，在此pH 值和温度下，蛋白质易于沉淀，故采用离心机即可将玉米浸泡水中的淀粉和蛋白质分离。通过杂质的分离，保证了产品菲汀的质量。

4. 中和条件的确定

4.1 中和终点调节

为了使溶液中的菲汀被有效的分离出来，选择合适的中和剂极为重要。由于直接使用石灰乳作为中和剂，则有部分石灰乳不溶而与菲汀一起沉淀，影响了菲汀的纯度，而直接用NaOH 作为中和剂，则中和时产生的菲汀比用Ca（OH）2中和时产生的菲汀溶解度大，析出不完全，降低产品收率。综合两方面因素，本工艺采用两段中和的方式进行。将过滤后的玉米浸泡水用Ca（OH）2和NaOH 作为中和剂，控制不同的pH 值。实验结果：①先用Ca（OH）2中和至pH4.5 后，再用NaOH 中和。终点pH 值6.2、6.5、6.8 时，有机磷含量分别为36.5%、37.3%、38.1%，收率测定为85%、89%、93%。 ②用Ca（OH）2 中和至pH5.0 后，再加NaOH 中和。终点pH 值6.2、6.5、6.8 时，有机磷含量分别为35.3%、36.9%、38.0%，收率测定为88%、94%、97%。

由此可见先用Ca （OH）2中和至pH5.0，再加NaOH 中和至pH6.8，既提高了产品的纯度，也可以有较高收率。

4.2 温度控制

以前述用Ca（OH）2中和至pH5.0 后，再加NaOH 至终点，不同温度对收率的影响：30℃，91%；40℃，93%；50℃，96%；60℃，97%；70℃，97.5%。温度越高，反应越彻底，沉淀较完全。但温度高能耗增加，以50—60℃较为合适。

5.菲汀的精制

使菲汀质量达到药用标准，需对制得的膏状菲汀进行洗涤，然后再进一步精制，精制方法为用4%的稀盐酸将粗菲汀溶解，盐酸加量以全溶为准，再加入与菲汀同量的40%的CaCl2 溶液，搅拌后加入0.5%的粉末活性炭加热至55℃，脱色20-30min，过滤，滤液加热至50℃后开始缓慢加入10%NaOH 调pH 至6.5。恒温搅拌20min，离心分离，用80-85℃热水进行少量多次洗涤，直至滤液用5%AgNO3检测无白色沉淀为止。所得到固体产品即为菲汀，最后将所得精制菲汀放于70℃烘箱干燥至水分小于14%，即得药用菲汀。其各项指标如下：外观白色粉末，质轻松，有机磷（以PO 计）34%以上。 Ca 含量12% ， pH 6.5 ，水分小于14% ，淀粉残留遇碘不显兰色。