專利名稱：天然有機高分子復(fù)合絮凝劑及其生產(chǎn)方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絮凝劑，特別是天然有機高分子材料絮凝劑及其生產(chǎn)方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
絮凝劑主要用于溶液和水的澄清和脫色，目前工業(yè)和生活上采用較多的絮凝劑，例如自 來水廠、糖廠、淀粉廠、污水處理廠等，采用的絮凝劑有無機絮凝劑或有機絮凝劑，如聚合 硫酸鐵、聚合氯化鋁等。它們依靠膠體將溶液中的物質(zhì)凝聚在一起，然后通過沉淀或懸浮的 方法分離。
按照溶液學(xué)和膠體學(xué)理論，所有由兩種或兩種以上物質(zhì)混合在一起的溶液都屬于分散體 系，其中分散的物質(zhì)稱為分散相，在分散相周圍連續(xù)分布的物質(zhì)稱為分散介質(zhì)。根據(jù)分散物 質(zhì)顆粒的大小，溶液中的分散體系可分為三類 一為懸浮液，即分散顆粒直徑大于l(Tm (0. 1 iim),也稱粗分散體系；二為膠體溶液，顆粒直徑在1(T7—10—9m(0. l—0.001nm)之間，也稱 溶膠；三為真溶液，顆粒直徑小于10—9m (即0.001 um、納米以下)。工業(yè)生產(chǎn)中的各種溶液 及天然水和污水也都屬于分散體系。在溶液(包括水)中將分散物質(zhì)顆粒(包括有害雜質(zhì)和 有用物質(zhì))從分散介質(zhì)中分離出來是工業(yè)生產(chǎn)和水處理(包括污水處理)領(lǐng)域中一道重要工 藝環(huán)節(jié)。目前，溶液的固液分離技術(shù)有自然沉降法、水力(液流)強制沉降法、化學(xué)沉降 法、離心過濾法、普通濾網(wǎng)過濾法、膜過濾法(包括微濾、超濾、滲透和反滲透)離子交換 法、電滲析及層析技術(shù)。在生產(chǎn)實踐中，最常用而又較簡單便宜的方法是采用化學(xué)沉降法將 溶液中的分散物質(zhì)顆粒用添加混凝劑或絮凝劑(統(tǒng)稱沉降藥劑)將其中的微粒(包括膠體溶 液中的微粒)團聚沉降下來，然后再采用離心分離或各種過濾方法將其進行固液分離，以去 降其中的雜質(zhì)(或回收有用物質(zhì))，得到清凈的液體(清液)?；瘜W(xué)沉降中所使用的藥劑(混 凝劑和絮凝劑)按其分子結(jié)構(gòu)可分為三大類無機混凝劑(包括低分子和聚合高分子)，合成 有機高分子絮凝劑和天然高分子絮凝劑。目前工業(yè)中常用的混凝劑和絮凝劑有1、無機低分 子混凝劑(如明礬、硫酸鋁、氯化硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵、氯化鐵、三氯化鐵等)；2、無機高分子混凝劑(如聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚氯化鋁鐵、聚合硫酸鐵、聚硅氯化鋁、 聚硅硫酸鋁、聚硅氯化鋁鐵、聚硅硫酸鐵、聚硅硫酸鋁鐵等)；3、合成有機高分子絮凝劑(如 聚丙稀酰胺、聚丙稀酸及其鉀、鈉鹽等)；4、復(fù)合混凝絮凝劑(無機高分子+有機高分子如 各種無機高分子混凝劑+聚胺、無機高分子+聚丙稀酰胺、無機高分子+變性淀粉、無機高分子 +聚二稀丙基二甲基氯化胺等)；5、天然高分子絮凝劑(如變性淀粉、殼聚糖、改性木質(zhì)素、 纖維素衍生物、植物膠及其改性絮凝劑、多聚糖類及其改性絮凝劑、蛋白質(zhì)及其衍生物以及 微生物絮凝劑等)；6、助凝劑(如石灰、臭氧、雙氧水、高錳酸鉀、丙稀酰胺一二烯丙基二 甲基氯化胺共聚物等)；7、混凝絮凝吸附劑(如硅藻土及其改性物、凹凸棒土、活性白土、 膨潤土、活性炭等)。從目前工業(yè)上使用的林林總總各類混凝劑、絮凝劑中，主要采用有機高 分子或無機絮凝劑產(chǎn)品，有的絮凝劑需要用量較大，不符合衛(wèi)生指標要求，有的絮凝劑成本 高，給企業(yè)增加了生產(chǎn)成本。同時，隨著社會的高速發(fā)展，人們的環(huán)境意識和對食品安全的 要求日益增強，傳統(tǒng)的無機混凝劑(包括聚合高分子無機絮凝劑)由于其使用后有對人體有 害的A1、 Cl及各種金屬離子和無機鹽殘留而被飲用水及食品工業(yè)拒之門外，同時無機混凝劑 對微小顆粒的絮凝作用較差，絮凝效果不理想，因而限制了其使用范圍；合成有機高分子絮 凝劑(如聚丙稀酰胺等)由于其使用后殘留在清液中的單體物質(zhì)丙稀酰胺對人體有毒，故也 不適合用于飲水及食品工業(yè)中，另外聚丙稀酰胺極難降解，它會隨固液分離后的廢棄固狀物 存在而造成環(huán)境污染；其他各種復(fù)合絮凝劑也因難以構(gòu)成純天然高分子復(fù)合物或其對人體安 全構(gòu)成危害而限制了其用途。因此，研制純天然，無毒、易降解的高分子(特別是有機高分 子)絮凝劑及其復(fù)合產(chǎn)品已成為當(dāng)前科研領(lǐng)域的熱點課題。本發(fā)明提供的由天然動物多糖(殼 聚糖)和天然植物多糖(紫麻皮及其他植物多糖)有機高分子絮凝劑系列產(chǎn)品及應(yīng)用技術(shù)具 有其他混凝劑絮凝劑不可比擬的優(yōu)勢，特別是脫色除硫功能，更是其他混凝絮劑不可替代的， 具備了新穎性、創(chuàng)造性和實用性的創(chuàng)新特征。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠克服現(xiàn)有無機或有機絮凝劑的不足之處，可以應(yīng)用于制糖 工業(yè)中蔗汁澄清，脫色，也可以用于廢水處理、食品工業(yè)澄清、還可以應(yīng)用于造紙、紡織、 淀粉工業(yè)的絮凝或澄清劑的純天然的復(fù)合絮凝劑。該絮凝劑天然無毒，易降解，價格便宜， 操作簡單，使用方便。
本發(fā)明采用的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑由動物多糖和植物多糖組成，其質(zhì)量份數(shù)是-動物多糖5-20份；
植物多糖80-95份。以上所述的動物多糖是降解的殼聚糖，它是將分子量100萬左右的殼聚糖(可以是5000 一IOO多萬)，常溫下加入有機酸溶解，每公斤殼聚糖加入有機酸0. 6-1公斤，反應(yīng)時間10 分鐘一2小時得到。
所述的有機酸是乙酸、丙酸、乙二酸、草酸、乳酸或檸檬酸,或者是它們其中的兩種、兩 種以上的混合酸。
以上所述的植物多糖是采用經(jīng)過精選的具有絮凝作用的植物碎粉，本發(fā)明采用紫麻皮或 創(chuàng)花楠皮的粉碎物。
紫麻，別名大麻葉、火水麻子、天青地白、野麻、大葉麻、大毛葉來源蕁麻科紫 麻Oreocnide frutescens (Thunb. ) Miq.
，生 境分布廣西、廣東、浙江、福建、臺灣、江西、湖北、湖南、四川、貴州、云南。生于陰 涼的溪邊或潮濕的山崖邊，《全國中草藥匯編》可以査到其名稱和圖片，功能主治消炎解 毒，行氣，活血，以根、葉、全草入藥。民間用其治療小兒麻疹、發(fā)熱、癰瘡或用于泡酒治 療風(fēng)濕痛(內(nèi)服)。
創(chuàng)花楠，是一種觀賞的植物，拉丁文M achilus pauhoi，目前國內(nèi)在南方的廣東、廣 西、廣東、浙江、福建、臺灣、江西、湖北、湖南都有栽培。
具體用法是將紫麻皮和/或創(chuàng)花楠皮直接粉碎或曬干后粉碎至100目以下細粉得到。 具體工藝技術(shù)方案包括以下步驟-
先將紫麻皮或創(chuàng)花楠皮進行粉碎、然后輸送進入水化復(fù)合反應(yīng)罐，加適量清水加熱到 50-90'C，在攪拌的條件下分散，再加入用稀有機酸溶解后的殼聚糖溶液，經(jīng)充分復(fù)合，反應(yīng) 時間0.5—1小時，再經(jīng)膠體磨研磨，過濾后即得天然有機高分子復(fù)合絮凝劑。由于本發(fā)明的 動物多糖和植物多糖混合后在熱水中容易形成較粘稠的膠體，固體含量過高水化復(fù)合反應(yīng)不 容易完全，粘度過大使用過程不容易分散，絮凝效果不好。所以本發(fā)明的天然有機高分子復(fù) 合絮凝劑固體質(zhì)量含量最好在50%以下， 一般來說，復(fù)合絮凝劑的最佳固體質(zhì)量含量為5-40% 較好。
本發(fā)明的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑能夠絮凝、澄清和脫色的機理是
1、所采用的原料之一殼聚糖可以采用海洋生物蝦、蟹的甲殼，或者蠶、蠅的蛹殼、馬陸、 蟬等的甲殼、也可以采用擔(dān)子菌、子囊菌、藻菌等真菌微生物等經(jīng)過化學(xué)方法或者微生物法 制成，這些高分子多糖物質(zhì)，特別采用蝦蟹殼制成的殼聚糖，是目前地球上發(fā)現(xiàn)的唯一存在 的帶正電荷的可食性動物纖維(多糖)，其分子量由幾百到幾百萬不等，它具有絮凝和脫色作
用，其絮凝機理是1、架橋作用殼聚糖溶液中的雙螺旋分子鍵借助離子鍵(活性氨基、羥基)及氫鍵同時結(jié)合分散溶液中的多個微細顆粒，起到"中間橋梁"的作用，把這些微小顆 粒團聚在一起形成網(wǎng)狀絮凝團結(jié)構(gòu)而沉淀下來；2、電中和(等電點)作用分散溶液中的帶 負電荷(如色素等)的固體微?；蚰z體微粒，被帶正電的殼聚糖長鏈狀分子所吸引中和，使 其達到等電點，相互之間發(fā)生碰撞、吸附、進而團聚沉淀；3、基團反應(yīng)殼聚糖分子中的某 些活性基團(如NH厶-OH一等)與分散溶液中相應(yīng)的基團發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，聚集成大分子并且絮 凝沉淀。其脫色機理是殼聚糖溶液中帶正電的分子與分散溶液中帶負電的色素經(jīng)電中和吸附 團聚沉降而使溶液脫色。其脫硫機理是殼聚糖溶液中的活性基因如氨基(NH2+)與溶液中游離 的SO/—產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸銨或硫酸銨，隨絮凝物一起沉降而去除。
2、 本發(fā)明精選了紫麻皮和/或創(chuàng)花楠皮的粉碎物，紫麻皮和/或創(chuàng)花楠皮可與熱水(50 °C_90°C)產(chǎn)生水化反應(yīng)形成粘度很高的膠狀物，這種植物含有較高分子量(80萬以上)的 水溶性多聚糖、纖維素、淀粉等組分和較低分子量的木質(zhì)素(分子量約7-8萬)，單寧(分子 量2000-3000)、果膠(分子量38000左右)等組分。其作為復(fù)合絮凝劑原料的特點和優(yōu)勢是 資源豐富、對人體無毒、價格相對低廉，產(chǎn)物用后易生物降解以及原料具有組分多樣性、分 子量分布范圍廣、活性基團多、結(jié)構(gòu)多樣化等。由于其水合分散膠液中的水溶物為非離子型 網(wǎng)狀高分子結(jié)構(gòu)，故能和殼聚糖等陽離子型絮凝劑復(fù)合，又能和陰離子型的絮凝劑復(fù)合。是 研制性能優(yōu)良的多功能復(fù)合絮凝劑的理想原料。其絮凝機理是它的非離子型網(wǎng)狀高分子結(jié)構(gòu) 具有較強的吸附、網(wǎng)捕功能，可將分散溶液中的微細顆粒包裹團聚而沉淀。用它和殼聚糖溶 液復(fù)合、可發(fā)揮兩者的協(xié)同作用、增強絮凝功能，同時其低分子組分與殼聚糖部分酸解、水 解后的低分子成分又可增強其脫色、除硫、阻垢、緩蝕作用，其復(fù)合制劑是一種性能優(yōu)良的 多功能天然有機高分子復(fù)合絮凝劑。
3、 本發(fā)明根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域的工藝需要，將該復(fù)合絮凝劑稀釋后按不同用量添加到不同 的固液分散體系中，實現(xiàn)絮凝沉降應(yīng)用過程。其主要的發(fā)明點是采用可食性動物纖維紫麻 皮和/或創(chuàng)花楠皮這一帶正電荷的天然有機高分子物質(zhì)(殼聚糖)及非離子結(jié)構(gòu)天然有機高分 子的植物多糖為原料制成系列有機高分子復(fù)合絮凝劑，并集殼聚糖的吸附、架橋、電中和、 脫色、除硫及保健功能和中草藥紫麻和/或創(chuàng)花楠皮的網(wǎng)捕、吸附、阻垢、緩蝕及藥用性為一 體，實現(xiàn)了當(dāng)今人們所追求的純天然、無毒、易降解、無污染的目標，是一種全新的天然有 機高分子復(fù)合絮凝劑。
4、 本發(fā)明改進了傳統(tǒng)混凝絮凝劑產(chǎn)品功能單一、不易降解、對人體有副作用、脫色除硫 功能差、對人體和環(huán)境的友好性和安全性不足等缺點，將動物多糖和紫麻皮和/或創(chuàng)花楠的水 化分散天然植物多糖復(fù)配，使其具有協(xié)同的絮凝、吸附、網(wǎng)捕架橋、脫色、除硫、保鮮、殺菌等作用機理和對植物多糖改性方法及其交聯(lián)、粘結(jié)功能結(jié)合在一起，進行復(fù)合試驗、配比 研究，同時在實驗室中使用該復(fù)合絮凝劑對蔗汁、糖漿、木薯淀粉生產(chǎn)中的黃漿水、生活污 水等進行絮凝澄清、沉降分離、脫色試驗，進而在日榨2000和2500噸甘蔗糖廠的蔗汁澄清 及糖漿上浮清凈工序中進行添加本發(fā)明人提供的天然高分子復(fù)合絮凝劑試驗，試驗時間長達 2個月以上。通過以上研究試驗，確定了一種技術(shù)先進、配方獨特、配制簡單、成本較低、 既具帶正電的天然動物多糖(殼聚糖)有機高分子長鏈狀分子結(jié)構(gòu)及其中的氨基(NH2+)和羥 基(-0H—)等多種活性基的架橋、電中和、絮凝、脫色除硫功能；又有天然植物多糖(紫麻 皮和/或創(chuàng)花楠皮)網(wǎng)狀非離子型有機高分子的網(wǎng)捕架橋、絮凝等功能協(xié)同作用的新型有機高 分子系列復(fù)合絮凝劑及應(yīng)用技術(shù)，可應(yīng)用于制糖工業(yè)中蔗汁澄清，脫色除硫，糖漿上浮，煮 糖降粘，加熱器、蒸發(fā)罐、煮糖罐除垢、防垢、緩蝕；飲料(不含果肉)、酒類澄清；選礦沉 降劑；淀粉生產(chǎn)中黃漿水沉降澄清；各種工業(yè)污水和生活污水處理；造紙工業(yè)中漿內(nèi)施膠、 助濾助留等領(lǐng)域。
與現(xiàn)有的絮凝劑相比，本發(fā)明的的顯著特點和技術(shù)進步是1、可以取代傳統(tǒng)的無機絮凝 劑和合成高分子絮凝劑，天然無毒，價格便宜，操作簡單，使用方便。2、使用本發(fā)明的復(fù)合 絮凝劑不會將其本身的顏色帶入溶液中，同時其形成的絮凝物抗剪切力強不易返溶。絮凝以 后搖動靜置重新絮凝，不會混濁(其它的絮凝劑搖動以后不能重新絮凝，變混濁)
以下是本發(fā)明復(fù)合絮凝劑應(yīng)用的其中部分技術(shù)領(lǐng)域，還有提到的造紙、紡織等工業(yè)技術(shù) 應(yīng)用領(lǐng)域，只要使用了該復(fù)合絮凝劑的，也屬于本發(fā)明的保護范圍
1、 制糖工業(yè)本發(fā)明的復(fù)合絮凝劑可應(yīng)用于蔗汁澄清，糖漿上浮清凈，煮糖降粘，加熱 器、蒸發(fā)罐、煮糖罐阻垢、除垢、緩蝕等工藝環(huán)節(jié)，添加濃度為0.5/1000 — 1/100,添加量 為1—50pPm/L (按復(fù)合絮凝劑的固含量計)。使用本復(fù)合絮凝劑可將原亞硫酸工藝中蔗汁硫 熏強度降低至8ml/L以下，甚至全部取消硫熏。所產(chǎn)出的白砂糖殘硫量(以S02計)低于10mg/kg
(國家一級白砂糖二氧化硫殘留標準為30mg/kg)，色值最低達到50IU左右(國標優(yōu)級糖色 值指標為60IU)。其效果稍優(yōu)于本發(fā)明人另一項發(fā)明專利"一種取代亞硫酸法的甘蔗制糖工 藝"，專利號為ZL03118885.0所使用的單一殼聚糖復(fù)合助劑，必要時兩者亦可配合使用。
2、 淀粉工業(yè)本發(fā)明的復(fù)合絮凝劑可應(yīng)用于淀粉生產(chǎn)中所排放的黃漿廢水，使其中的蛋 白質(zhì)、殘余淀粉及其他微?？焖傩跄两怠Ｓ捎谄錈o毒性，分離后的沉淀物可作飼料出售。
3、 飲料行業(yè)本發(fā)明的復(fù)合絮凝劑可應(yīng)用于不帶果肉的飲料、果汁及葡萄酒等果酒以及 泡制藥酒、保健酒的絮凝澄清，澄清后的飲料及酒類清徹透亮、口感醇和、久置不產(chǎn)生沉淀 物。添加濃度為1/1000—1/100，添加量為10—200ppm/L (以復(fù)合絮凝劑的固含量計)。4、 飲用水及污水處理行業(yè)本發(fā)明的復(fù)合絮凝劑可應(yīng)用于飲用水和污水處理中水體的絮 凝沉降澄清，能去除飲用水(自來水)中的微細顆粒、吸附其中的微量有毒重金屬離子，降 低水的鈣鎂含量(即降低水的硬度)，用在工業(yè)污水或生活污水作絮凝劑可去除污水中的懸浮 顆粒及膠體微粒，絮凝物體積大，沉降快，同時能有效降低污水中的BOD和COD。為了降低 成本，還可與石灰、明礬、三氯化鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁等傳統(tǒng)的無機絮凝劑配合使用。
5、 選礦沉降劑在拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的工藝中，用濃堿液(NaOH)高溫溶出鋁土礦后生 成的赤泥漿主要由鋁酸鈉溶液和赤泥(含硅、鐵、鈦等雜質(zhì))組成，拜耳法赤泥粒度較細， 半數(shù)以上是小于20um的粒子，具有很大的分散度，其中有一部分接近膠體微粒，屬于細粒 子懸浮液，它的很多性質(zhì)與膠體相似。泥槳中的固體顆粒為分散質(zhì)，鋁酸鈉液為分散介質(zhì)。 泥漿顆粒本身的重力使其沉降，而鋁酸鈉溶液的粘度和布朗運動引起的擴散作用阻止粒子下 沉，當(dāng)兩種作用相當(dāng)時，就達到沉降平衡狀態(tài)。同時，由于極性鋁酸鈉與赤泥粒子接觸后在 其表面顯示出較大的剩余價力、分子力以及氫鍵等力，在界面上會帶電，生成一層溶劑化膜， 從而形成雙電層，阻礙赤泥粒子團聚沉降。同時，產(chǎn)生的電動勢(；電位)存在不確定性， 泥漿顆粒帶正電還是帶負電，由它的礦物成分和溶液成分所決定，整個漿液是電中性的。赤 泥顆粒同名電性相斥以及包裹在其周圍的溶劑化膜都阻止赤泥粒子團聚成大的顆粒，使赤泥 難以沉降和壓縮。為了加速赤泥顆粒的沉降分離，氧化鋁生產(chǎn)實際中都要在赤泥漿液里添加 絮凝劑，以提高生產(chǎn)效率。20世紀80年代前，國內(nèi)采用的絮凝劑大多是淀粉類天然高分子 絮凝劑，這一類物質(zhì)主要包括麥類、薯類等加工后的產(chǎn)品(如面粉及土豆、木薯淀粉)和副 產(chǎn)品(麥麩等)，添加量約為1.5kg/t干赤泥。80年代后，國內(nèi)外開始試驗并在氧化鋁工業(yè) 生產(chǎn)中使用合成絮凝劑，目前普遍使用的合成高分子絮凝劑主要有聚丙烯酸(鈉)(SPA)、聚 丙烯酰胺(PAM)以及含氧肟酸類絮凝劑。在赤泥降分離中添加傳統(tǒng)的淀粉天然高分子的優(yōu)點 是形成的絮團大，且抗剪切力強(主要表現(xiàn)在絮團破壞后，通過分子間的作用，能馬上重新 形成穩(wěn)定的絮團)，溢流清液(鋁酸鈉溶液)清亮度高，底流沉降物(濃縮后的赤泥漿)好輸 送，價格低廉，無毒，易于生物降解，缺點是該類絮凝劑在水中的溶解度小，且分子量較低 和不穩(wěn)定，因而用量較大，并可能引起鋁酸鈉溶液中有機物含量過高，對后續(xù)氧化鋁的生產(chǎn) 會帶來不利的影響。使用合成高分子絮凝劑的優(yōu)點是比較易于溶解和分散，使用量較少，形 成的絮團較大，沉降速度快；缺點是用該類絮凝劑分離赤泥漿液所得的溢流上清液(鋁酸鈉 溶液)澄清度不高，仍需采用葉濾機進行控制過濾，所得的鋁酸鈉清液才能滿足后續(xù)生產(chǎn)的 要求。尤其聚丙烯酸鈉與赤泥生成的絮體不耐剪切力，在混合及輸送過程中易被破壞，且破 壞后不能再生，嚴重地影響了使用效果。因此，研發(fā)多功能團，長鍵狀大分子且水溶性好，絮凝功能強，無污染，價格低廉的復(fù)合赤泥絮凝劑是今后的發(fā)展方向。本發(fā)明的天然有機高 分子復(fù)合絮凝劑由于將天然動物多糖有機高分子的雙螺旋長鏈分子結(jié)構(gòu)和植物多糖網(wǎng)狀大分 子結(jié)構(gòu)結(jié)合為一體，綜合傳統(tǒng)的淀粉類天然有機高分子和合成有機高分子的優(yōu)點，具有活性 功能團多，既有帶正電的離子團，又有非離子的結(jié)構(gòu)，能和帶不同表面電荷的赤泥顆粒產(chǎn)生 電中和而吸引團聚，架橋和網(wǎng)捕能力強，絮凝沉降速度快，絮團不易被破壞，赤泥漿液沉降 分離后的溢流清亮度高，可不經(jīng)葉濾機過濾而直接進入后續(xù)工序等諸多優(yōu)點，而且添加量少， 只需30—100g/t干赤泥(按復(fù)合絮凝劑固含物汁)，僅為淀粉類絮凝劑的1/50至1/15，價 格比合成有機高分子絮凝劑便宜，故使用成本較傳統(tǒng)的兩類絮凝劑都要低。同時，使用本發(fā) 明的復(fù)合絮凝劑還可防止和清除后續(xù)工序蒸發(fā)罐中的積垢結(jié)疤，有利于節(jié)能降耗。此外，該 復(fù)合絮凝劑天然無毒，無污染，易被生物降解，價格相對低廉，是赤泥沉降分離的新型高效 絮凝劑。其使用方法與傳統(tǒng)的淀粉類和合成有機高分子絮凝劑相同，故不必更改添加設(shè)備， 使用方便。為了進一步強化絮凝效果，必要時該復(fù)合絮凝劑亦可與傳統(tǒng)的淀粉類及合成有機 高分子類絮凝劑復(fù)配使用。


圖l為本發(fā)明天然有機高分子復(fù)合絮凝劑工業(yè)化生產(chǎn)工藝流程圖。
圖2為應(yīng)用本發(fā)明KM系列天然有機高分子復(fù)合絮凝劑取代或降低亞硫酸法制糖工藝硫熏 工序生產(chǎn)低硫、無硫白砂糖的工藝流程圖。
從圖1中了解到，本發(fā)明天然有機高分子絮凝劑工業(yè)生產(chǎn)流程是將中草藥紫麻皮和/或創(chuàng) 花楠皮經(jīng)錘式粉碎機粉料，用螺旋輸送機送入強力水化分散復(fù)合罐中，加入適量的清水，升 溫至50-90°C，進行水化反應(yīng)，充分水合分解后，再加入預(yù)先用稀有機酸溶解后的殼聚糖溶 液，進行復(fù)合反應(yīng)完畢，經(jīng)膠體磨研磨后用網(wǎng)篩過濾，即得到粘膠狀天然有機高分子復(fù)合絮 凝劑產(chǎn)品。
制備時根據(jù)用戶的需要，可以制成得到固含量為5-40%的產(chǎn)品，(產(chǎn)品命名為KM系列天 然有機高分子絮凝劑)。
從圖2中了解到，當(dāng)甘蔗蔗糖生產(chǎn)采用本發(fā)明的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑時，其工藝 過程如下原料蔗進入撕裂機破碎后，經(jīng)壓搾機壓榨提汁，蔗渣送去鍋爐作燃料，多余部分 可打包外賣，用以造紙或進行綜合利用，蔗汁經(jīng)過篩后加入磷酸和石灰進行預(yù)灰處理經(jīng)一次 加熱送入混合汁箱散氣，然后再加入石灰乳在管道反應(yīng)器中與二氧化硫(S02)進行主灰中和 (此工序可同時進行少量硫熏、亦可不硫熏)，中和蔗汁經(jīng)二次加熱后進入靜態(tài)混合器和添加 本發(fā)明的KM復(fù)合絮凝劑在靜態(tài)混合器中充分混合，再送到沉淀池沉降澄清，泥汁用真空園筒過濾機或板框式壓濾機將濾泥濾去，所得濾汁混入沉淀池排出的清汁經(jīng)曲篩過濾后，進入四 效或五效果蒸發(fā)罐濃縮，所得的濃糖漿(60° Bx左右)，進入糖漿上浮器，再一次加入KM復(fù) 合絮凝劑產(chǎn)生絮凝物，經(jīng)壓溶裝置生成的微小氣泡吸附包裹浮升，除去浮渣，清糖漿送去煮 糖，再經(jīng)分蜜，千燥過篩，得到成品白砂糖，包裝入庫或出廠外賣。
具體實施例方式
復(fù)合絮凝劑制備實施例一
將紫麻皮經(jīng)錘式粉碎機粉料，用螺旋輸送機送入強力水化分散復(fù)合罐中，加入適量的清 水，升溫至50-9CTC，進行水化反應(yīng)，充分水合分解后，按殼聚糖份5-20份(分子量5000 一100多萬)、紫麻皮80-95份的比例，再加入預(yù)先用10%的乙酸溶解后的殼聚糖溶液，反應(yīng) 時間30分鐘，復(fù)合反應(yīng)完畢，經(jīng)膠體磨研磨后用網(wǎng)篩過濾，做成固體含量10%的粘膠狀天然 有機高分子復(fù)合絮凝劑產(chǎn)品。
復(fù)合絮凝劑制備實施例二
將創(chuàng)花楠皮經(jīng)錘式粉碎機粉料，用螺旋輸送機送入強力水化分散復(fù)合罐中，加入適量的 清水，升溫至50-9(TC，進行水化反應(yīng)，充分水合分解后，按殼聚糖份5-20份(分子量5000 一100多萬)、創(chuàng)花楠皮80-95份的比例，再加入預(yù)先用20%的草酸溶解后的殼聚糖溶液，反 應(yīng)時間20分鐘，復(fù)合反應(yīng)完畢，經(jīng)膠體磨研磨后用網(wǎng)篩過濾，做成固體含量50%的粘膠狀天 然有機高分子復(fù)合絮凝劑產(chǎn)品。
復(fù)合絮凝劑制備實施例三
將紫麻皮和創(chuàng)花楠皮質(zhì)量含量各50%稱量，經(jīng)錘式粉碎機粉料，用螺旋輸送機送入強力 水化分散復(fù)合罐中，加入適量的清水，升溫至50-90°C，進行水化反應(yīng)，充分水合分解后， 按殼聚糖份5-20份(分子量5000—100多萬)、紫麻皮和創(chuàng)花楠皮80-95份的比例，加入預(yù) 先用30%的檸檬酸溶解后的殼聚糖溶液，反應(yīng)時間40分鐘，復(fù)合反應(yīng)完畢，經(jīng)膠體磨研磨后 用網(wǎng)篩過濾，做成固體含量20%的粘膠狀天然有機高分子復(fù)合絮凝劑產(chǎn)品。
復(fù)合絮凝劑制備實施例四
將紫麻皮和創(chuàng)花楠皮質(zhì)量含量各50%稱量，經(jīng)錘式粉碎機粉料，用螺旋輸送機送入強力 水化分散復(fù)合罐中，加入適量的清水，升溫至50-9CTC，進行水化反應(yīng)，充分水合分解后， 按殼聚糖份10-20份(分子量5000 — 100多萬)、紫麻皮和創(chuàng)花楠皮80-90份的比例，加入預(yù) 先用檸檬酸加乙酸兩種酸(各占50%)配成20%的溶液溶解后的殼聚糖溶液，反應(yīng)時間1小 時，復(fù)合反應(yīng)完畢，經(jīng)膠體磨研磨后用網(wǎng)篩過濾，做成固體含量20%的粘膠狀天然有機高分 子復(fù)合絮凝劑產(chǎn)品。復(fù)合絮凝劑制備實施例五
將紫麻皮和創(chuàng)花楠皮質(zhì)量含量各50%稱量，經(jīng)錘式粉碎機粉料，用螺旋輸送機送入強力 水化分散復(fù)合罐中，加入適量的清水，升溫至50-90°C，進行水化反應(yīng)，充分水合分解后， 按殼聚糖份10-20份(分子量5000—100多萬)、紫麻皮和創(chuàng)花楠皮80-90份的比例，加入預(yù) 先用乙二酸、草酸、乳酸三種酸(各占33%)配成8%的溶液溶解后的殼聚糖溶液，反應(yīng)時間 0.5 — 1小時，復(fù)合反應(yīng)完畢，經(jīng)膠體磨研磨后用網(wǎng)篩過濾，做成固體含量20%的粘膠狀天然 有機高分子復(fù)合絮凝劑產(chǎn)品
應(yīng)用實施例一
取糖廠粗濾后的混合蔗汁500毫升，加熱至50°C，加入石灰乳搖動攪拌，PH值控制在 7.0—7.2之間，每次分別按10 — 20ppm/L量加入本發(fā)明的KM復(fù)合絮凝劑(以固形物重量計 算)，攪拌后加熱至85X: — 10(rC之間，停止加熱后滴入0. 5 — lppm/L量的1/1000濃度聚丙 烯酰胺水解液，稍加攪拌后倒入500毫升量筒觀察其沉降分離情況。此實驗共做8次，沉降 分層結(jié)束時間均在40s — 120s之內(nèi)，清汁化驗結(jié)果色值降低20%—40%，筒純度提高1.02 — 1.35AP,均好于傳統(tǒng)亞硫酸法產(chǎn)生的清汁。
應(yīng)用實施例二
從糖廠取蒸發(fā)濃縮后的糖漿(60° Bx左右)500毫升放入燒杯加熱至7(TC，加少量石灰 乳調(diào)節(jié)PH值在6. 6—6. 8之間，再加入10—20卯m/1量濃度為1/300本發(fā)明的KM復(fù)合絮凝劑 水溶液(按KM固含物計算)，搖動攪拌后倒入量筒沉降分離，經(jīng)四層200目濾布過濾后送檢。 此實驗共做5次，送檢的清糖漿色值下降20%—30%，筒純度提高0.95 — 1.27AP，均優(yōu)于傳統(tǒng) 亞硫酸法二次硫熏所得的清糖漿。
應(yīng)用實施例三
從糖廠取蒸發(fā)濃縮后的糖漿(60° Bx左右)及乙原蜜(乙糖膏經(jīng)分蜜后排出的糖蜜)(錘 度84.80° Bx)，按體積比80:20配成混合糖漿(該比例相當(dāng)于糖廠煮甲糖所采用的配比)500 毫升，加熱至70'C，加少量石灰乳調(diào)節(jié)PH值在6.6—6.8之間，再加入10—20ppm/1濃度為 1/300本發(fā)明的KM復(fù)合絮凝劑(按KM固含物計算)，攪拌后經(jīng)四層200目濾布過濾后送檢。 此實驗共做4次，所得的清糖漿色值下降25%—36%，筒純度提高1.03—1.16AP，均優(yōu)于傳統(tǒng) 亞硫酸法二次硫熏后的清糖漿。
應(yīng)用實施例四
在日榨2000噸的甘蔗糖廠生產(chǎn)線上將KM復(fù)合絮凝劑膠液稀釋到1/300—1/400濃度，按 10—20ppm/L量將其添加到靜態(tài)混合器中與蔗汁充分混合后進入沉淀池澄清，同時在粗糖漿上浮器粗漿糖進口前的輸送管道中(糖漿進入上浮器前1. 5 — 2米處)加入15—20卯m/L濃度 為1/400 — 1/300本發(fā)明的KM絮凝劑稀釋液(按KM固含物計算)，其余工序按傳統(tǒng)工藝操作。 此生產(chǎn)性應(yīng)用于2008年12月26日開始歷時2個多月，所產(chǎn)出的白砂糖一級品率達90%以上， 白砂糖色值多數(shù)為100IU以下，最低時只有50IU (國家標準一級白砂糖色值為《150IU)，殘 留二氧化硫(S02)均在10mg/kg以下，最低值為5mg/kg (國家標準一級白砂糖殘留二氧化硫 允許值為30mg/kg)，部分產(chǎn)品兩項指標均達到國標優(yōu)級糖標準(國標為色值《60IU，殘硫《 15mg/kg)。效果十分理想。 應(yīng)用實施例五
從木薯淀粉廠各取黃漿廢液500毫升(該廢液含有蛋白質(zhì)、殘留淀粉、糖類、纖維素、 色素及無機鹽等物質(zhì)、排入江河嚴重污染水體，必須處理達標后才能排放)，加入20—30ppm/L 量濃度為1/400—1/300本發(fā)明的KM復(fù)合絮凝劑(以KM固含物計算)，再加入一定量的復(fù)合 石灰乳(該復(fù)合劑由石灰、明礬、聚合氯化鋁復(fù)配而成)控制PH值在7.0，攪拌后例入量筒 靜置，2分鐘內(nèi)雜質(zhì)全部沉淀，黃漿水由乳濁液(黃白色)變?yōu)橥噶恋那逡?。該試驗共? 次，C0D去除率達90W, SS去降率達96免，透光度達97%以上。達到國家二級排放標準。
應(yīng)用實施例六
從廣西百色市城內(nèi)生活污水總排放口各取500毫升廢水，加入10—20ppm/1量濃度1/400 一1/300本發(fā)明的KM復(fù)合絮凝劑，再加入一定量的復(fù)合石灰乳，控制PH值在7.0，攪拌后倒 入量筒靜置，2分鐘內(nèi)雜質(zhì)全部沉淀，污水由微黑色的混濁液變?yōu)橥噶恋那逡骸１驹囼灩沧? 次，COD均下降到80mg/l、 BOD下降至60mg/l以下，SS總?cè)コ蔬_98%以上，殘余濁度為 1.5NTU以下，達到國家一級排入標準。
權(quán)利要求
1. 一種天然有機高分子復(fù)合絮凝劑，其特征在于它由動物多糖和植物多糖組成，其質(zhì)量份數(shù)是動物多糖5-20份；植物多糖80-95份；所述的動物多糖是降解的殼聚糖，它是將分子量100萬左右的殼聚糖，常溫下加入有機酸溶解，每公斤殼聚糖加入有機酸0.6-1公斤，反應(yīng)時間0.5-1小時得到；所述的植物多糖是紫麻皮和/或創(chuàng)花楠皮的粉碎物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑，其特征在于所述的有機酸是乙酸、丙酸、乙二酸、草酸、乳酸或檸檬酸，或者是它們其中的兩種、兩種以上的混合酸。
3、 一種如權(quán)利要求1所述的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑的制備方法，其特征在于具體 工藝技術(shù)方案如下先將紫麻皮或創(chuàng)花楠皮進行粉碎、然后輸送進入水化復(fù)合反應(yīng)罐，加水加熱到50-90'C，在攪拌的條件下分散，再加入用稀有機酸溶解后的殼聚糖溶液，反應(yīng)時間 0.5 — 1小時，經(jīng)充分復(fù)合，再經(jīng)膠體磨研磨，過濾后即得天然有機高分子復(fù)合絮凝劑。
4、 一種如權(quán)利要求1所述的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑的用途，其特征在于在作為制糖工業(yè)絮凝劑和脫色劑方面的應(yīng)用。
5、 一種如權(quán)利要求1所述的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑的用途，其特征在于在作為廢水處理的絮凝劑和脫色劑方面的應(yīng)用。
6、 一種如權(quán)利要求1所述的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑的用途，其特征在于在作為淀 粉加工工業(yè)絮凝劑和脫色劑方面的應(yīng)用。
7、 一種如權(quán)利要求1所述的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑的用途，其特征在于在作為食 品工業(yè)絮凝劑和脫色劑方面的應(yīng)用。
8、 一種如權(quán)利要求1所述的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑的用途，其特征在于在作為造 紙工業(yè)的助濾劑，施膠劑方面的應(yīng)用。
9、 一種如權(quán)利要求1所述的天然有機高分子復(fù)合絮凝劑的用途，其特征在于在作為選 礦沉降劑方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種天然高分子復(fù)合絮凝劑，它由降解的殼聚糖和紫麻皮和/或創(chuàng)花楠皮做成的植物多糖組成，可應(yīng)用于制糖工業(yè)中蔗汁澄清，糖漿上浮，脫色，廢水澄清，選礦沉降劑，淀粉黃漿水澄清沉降，各種污水用的絮凝沉降和造紙工業(yè)中的助濾增留，漿內(nèi)施膠劑等領(lǐng)域。該復(fù)合絮凝劑發(fā)揮了動物多糖帶正電線性高分子和植物多糖非離子性網(wǎng)狀高分子的協(xié)同作用，強化了其吸附、架橋、網(wǎng)捕、電中和、及破膜等絮凝功能，同時又提高了其脫色、除硫、降粘、殺菌保鮮、阻垢緩蝕及除垢等功能。使用方便，操作簡單，效果顯著，生產(chǎn)成本低廉。
文檔編號C13B20/00GK101284693SQ20081007359
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者董超平 申請人:董超平