APP下载

蚕桑资源多元化利用讲座(8)

2019-01-11朱祥瑞

蚕桑通报 2018年4期
关键词:蚕沙皂化钠盐

朱祥瑞

(浙江大学应用生物资源研究所,浙江 杭州 310058)

6 蚕沙的利用

蚕沙,呈短圆柱形小粒,饲养10 g蚁量(约25000条蚕),全龄期可获得100 kg~150 kg新鲜蚕粪,风干或后可得到50 kg~55 kg风干蚕沙或约45 kg干燥蚕沙。

6.1 用蚕沙生产糊状叶绿素

6.1.1 蚕沙预处理

用风机筛除杂物,蚕沙水分控制10%以下,叶绿素含量控制在0.8%~1%。

6.1.2 软化

加入蚕沙质量比30%~40%的50℃热水。操作时将蚕沙摊开,将热水均匀喷洒到蚕沙中,边喷边搅拌,务使均匀。然后堆成约30 cm~40 cm的长条,堆放4 h~6 h,其间可翻动几次。

6.1.3 叶绿素提取

提取叶绿素的设备容积有4.5 m3~5 m3或10 m3。以10 m3罐为例,一次可投入蚕沙1.8 t~2.0 t。首先加入95%酒精约浸过蚕沙表层5 cm,加热约2 h,进行脱水,然后用蒸汽加压滤去酒精浸液,集中回收。脱水蚕沙加入85%~90%丙酮进行提取,提取温度以40 ℃~45 ℃为宜,浴比为1∶2~2.5,提取时间以3 h~4 h为宜,提取期间用搅拌器以200 rpm搅拌。提取完成后,利用自重收集叶绿素提取液。

6.1.4 溶剂回收

提取液中叶绿素浓度约0.05%,有大量溶剂需要回收。回收丙酮常用80℃~85℃热水导入夹层,以稳定的温度对丙酮进行蒸发回收。溶剂回收后,趁热放料,冷却后的糊状物便是糊状叶绿素。

6.2 用蚕沙生产叶绿素铜钠盐

糊状叶绿素一般作为半成品或中间体销售,将糊状叶绿素进行深加工成叶绿素衍生物后,可以获得更多和更有价值的产品,不仅可以提高其经济价值,也可更好地发挥叶绿素的应用价值。叶绿素铜钠盐的生产流程如下:

6.2.1 预处理与软化

与“糊状叶绿素”生产的方法相同。

6.2.2 脱水

软化后的蚕沙含有水分,不利于疏水溶剂(汽油)的渗入,在提取叶绿素之前,需用95%酒精脱水,脱水后的酒精浓度应在70%~75%。酒精可以回收重复使用。

6.2.3 提取叶绿素

①溶剂:采用饱和乙醇汽油,将95%乙醇注入120号汽油中,使汽油为乙醇所饱和。分层后取上层即为饱和乙醇汽油。②方法:将蚕沙装入容器至70%容积,加入上述溶剂浸过蚕沙10 cm,提取时间为4 h,共提取3次,提取温度40℃~45℃,pH以控制在6.5~8.5,放出提取液。

6.2.4 皂化

用95%酒精配制5%氢氧化钠酒精溶液,以叶绿素提取液的皂化值为基准,略增加保险量(一般增加5%),以确保皂化完全。皂化温度为50℃~60℃,搅拌反应1 h,静置分层,下层为叶绿素皂化液,上层为汽油层(工业上称“黄油”),可以从中提取不皂化物如植物醇、三十烷醇和类胡萝卜素等。

皂化是否完全,需要检验。其方法是:取1份下层皂化液,加入3倍量的新鲜饱和乙醇汽油,振摇,静置,分层,如上层汽油层为绿色,则为皂化不完全,需加碱继续皂化。

6.2.5 汽油洗涤

用汽油洗涤叶绿素皂化液,一直洗涤至汽油为浅黄色为止。

6.2.6 酸化置铜

① 酸化:用1∶1HCl调节溶液pH至5~6。② 置铜:先加入20%硫酸铜水溶液,再用1∶1HCl继续调pH至2~3,加热至60℃,搅拌1 h。加铜量为理论用铜量的2倍。

置铜完成后,压滤,取滤液。滤液加1倍体积的去离子水后,叶绿素酮酸从溶液中析出。

6.2.7 净化

叶绿素铜酸为脂溶性化合物,可用50℃去离子水洗涤,洗至pH 5~6,真空抽干,再用50%乙醇洗至浅绿色,最后用汽油洗至无色。

6.2.8 成盐

先计量叶绿素酮酸,按每100 g叶绿素铜酸加19 g~20 g氢氧化钠的比例,配制一定量的5%氢氧化钠乙醇液。将叶绿素酮酸加到5%氢氧化钠乙醇液中,搅拌、溶解、皂化。反应的pH控制在11左右。随着叶绿素铜酸的加入,溶液发生“稠→稀→稠”的变化。反应完成后,过滤,去离子水洗滤渣1-2次,合并滤液和洗液,在真空干燥箱内,60℃~80℃真空干燥,用球磨机磨碎,过筛,即为叶绿素铜钠盐成品。

用同样的方法,也可以制备其他种类的叶绿素衍生物,如叶绿素锌钠盐、叶绿素钴钠盐等。

6.3 蚕沙的其他利用

蚕沙生产叶绿素铜钠盐后,有大量的不皂化物存在于“黄油”中,蚕沙不皂化物中主要有胡萝卜素、类胡萝卜素(叶黄素等)、叶绿醇(也称植物醇)和三十烷醇等。

6.3.1 胡罗卜素的分离

利用各胡萝卜素同分异构体与其他类胡萝卜素(叶黄素等)对氧化铝吸附特性的不同,采用活性氧化铝柱层析法来分离胡萝卜素和叶黄素。分离系统采用I~II级中性活性氧化铝为载体,用石油醚和丙酮作为洗脱剂,回收溶剂后,在残留物中用苯-乙醇重结晶可得到晶体胡萝卜素。氧化铝上端的深色物质除去后,用乙醇、醋酸、氢氧化钠和水顺次洗涤,再经高温活化,氧化铝可重复使用。

6.3.2 叶绿醇的分离

第一次蒸馏:于 2 mmHg~5 mmHg(267 Pa~667 Pa)条件下,收集120℃~190℃馏份,该馏份为粗植物醇。

第二次精馏:在精馏装置中进行,0.5 mmHg(67 Pa),<130℃馏份为汽油,弃之;130℃~153℃馏份是浓度为10%的植物醇,为初馏份;154℃~162℃馏份是浓度为95%的植物醇,为叶绿醇成品;163℃~180℃馏份是浓度为25%的植物醇,为后馏份。初馏份和后馏份合并后可以并入下一道流程中,继续分离叶绿醇。

传统的蚕桑生产是一项劳动密集型、技术密集型的产业,多年来蚕桑生产技术传统而滞后,劳动效率和劳动报酬低。未来的蚕丝业,已不仅仅停留在满足现在的栽桑养蚕、缫丝织绸、制衣领域,而要向生物、医药、轻工、高分子等更宽广更深远的领域拓展,积极开展蚕桑资源的循环利用,这将为养蚕业和茧丝绸业增添新的活力,促进蚕业经济快速发展。

蚕业资源循环利用是一项要求高、涵盖面广的系统工程,要遵循市场经济规律,用农业与工业、服务业相结合的经营理念,将蚕业资源循环利用的诸环节连接为一个完整的产业系统。

高新技术的应用为蚕桑资源的循环利用创造了良好的技术条件,蚕桑资源的循环利用无疑提高了蚕桑资源的应用价值,扩大了蚕桑资源的使用范围,拓宽了蚕丝业的生存和发展空间。因此,在蚕业生产中可以对蚕业资源进行系统、广泛地研究和开发,所有的蚕桑资源都可以被循环利用,达到物尽其用的目的,从而实现良好的经济效益和社会效益。

猜你喜欢

蚕沙皂化钠盐
含2-乙基己酸的多元醇酯对皂化值测定的影响
钠盐添加剂对制备碳化硅的影响
“低钠盐”和“无碘盐”选吃有学问
一种快速简单的植物油不皂化物提取方法
蚕沙真好吃
蚕沙处理资源利用分析
蚕沙的妙用
吃低钠盐会“送命”吗?
头孢拉宗及其钠盐的合成研究进展
隔夜皂化法测定白酒总酯的不确定度分析