[發明專利]一種以牛骨制備牙膏級磷酸氫鈣的工藝

有效

• 申請號: 201310557169.2
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103539094A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 楊瑞婷;鐘偉;王富榮
• 申請（專利權）人: 包頭東寶生物技術股份有限公司
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 安平

技術領域

本發明涉及一種以牛骨制備牙膏級磷酸氫鈣的工藝，屬于生物化學、微生物領域，尤其是以牛骨制備牙膏級磷酸氫鈣的工藝。

背景技術

牙膏級磷酸氫鈣是國際上公認的優質摩擦劑，與普通牙膏摩擦劑-碳酸鈣相比，具有摩擦值適中，腐蝕系數小，不損傷牙釉質，與藥物配伍性好，對其他成分有較好的吸附性等優點。目前發達國家已禁止使用碳酸鈣作為牙膏摩擦劑，因此國際市場上對牙膏級磷酸氫鈣的需求量日趨增大，現國內牙膏的主要生產廠家也均把開發以牙膏級磷酸氫鈣為摩擦劑的高檔牙膏作為發展方向，牙膏級磷酸氫鈣具有良好的發展前景。

目前合成牙膏級磷酸氫鈣的方法主要有：磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈣法，磷酸氫二鈉法，熱法磷酸法，濕法磷酸凈化法。這幾種方法各有優缺點，磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈣法：無三廢排放，但反應條件控制要求極高；磷酸氫二鈉法：來源于濕法磷酸的磷酸氫二鈉含較高的硫酸鹽及其它雜質，特別是硫酸鹽的存在會使反應生成硫酸鈣進入牙膏中使膏體發硬，因此必須通過重結晶凈化，磷酸氫二鈉的重結晶，勞動強度過大，過程繁瑣，磷損耗高。另外，合成磷酸氫鈣時，若反應控制不當易造成結晶水不穩定，碳酸鹽過量，PH值和穩定性不合格等質量問題。熱法磷酸法生產磷酸氫鈣時會產生大量的氯化鈉和二氧化碳，浪費資源，污染環境；濕法磷酸凈化法的關鍵是濕法磷酸的凈化。其凈化方法有兩種：一是通過加入脫氟劑、脫重金屬與脫砷劑把雜質從磷酸中除去，二是通過加入萃取劑從濕法磷酸中萃取出高純度磷酸。前一種方法得到的凈化磷酸用于食品或制備食品級磷酸氫鈣技術還不夠成熟。后一種方法得到的磷酸純度稍高，但所用萃取劑成本較高。

目前一些明膠廠利用在明膠生產過程中骨粒浸酸后產生的廢酸為原料生產飼料級的磷酸氫鈣。雖然解決了明膠生產中的廢酸處理問題，但產品價格低，市場需求量小。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明旨在提供一種操作簡單，生產成本較低，提高磷收率，降低氟、砷、鉛含量高，用牛骨制備牙膏級磷酸氫鈣的技術方案。

本發明采用明膠生產過程的原料-牛骨制備牙膏級磷酸氫鈣的工藝，是通過以下技術方案來實現的：

其主要包括以下具體步驟：

(1)將牛骨脫礦后的鈣水經過混凝絮凝裝置；

(2)將溢流出的鈣水經過濾槽過濾；

(3)過濾的鈣水進行曝氣+微濾；

(4)生石灰的預處理；

(5)中和處理；

(6)中和生成磷酸氫鈣沉淀物，靜置，吸附上層鈣水，攪拌加入穩定劑；

(7)經穩定劑處理的沉淀物過濾，水洗后離心機甩干，再經氣流烘干得到牙膏級磷酸氫鈣成品。

所述步驟(1)中的鈣水由進水泵吸入混合池，與來自儲液箱的10％混凝劑溶液-聚合硫酸鋁混合，混凝劑的投加量為0.1L／L，再按照混合液：0.2％聚丙烯酰胺=1：0.006的比例，加入濃度為0.2％的食品級的非離子型聚丙烯酰胺并混合1min。絮凝后的上清通過溢流進入過濾槽。

所述步驟(2)中的鈣水上清溢流進入過濾槽進行過濾，過濾槽采用的介質為活性氧化鋁。

所述步驟(3)中的曝氣+微濾處理將經過活性氧化鋁處理的鈣水在抽吸泵的抽吸作用下經微濾膜過濾，鈣水經泵提升進入膜反應器，隨后開啟反應器底部的曝氣裝置進行曝氣，運行中將曝氣量控制為6L／h，調節進氣閥，控制氣水比為5：1，多余氣體從旁路排放。曝氣系統在膜抽吸期間不運行，而在膜停抽期間開始啟動，以沖洗抽吸階段積累在膜表面的沉積物，整個流程由工控機自動控制。鈣水在此步驟的運行方式采用連續進水、連續曝氣和間歇出水(每出水10min后暫停2min)的方式，以減緩膜污染。微濾膜孔徑為0.2μm的中空纖維膜，材質為聚偏氟乙烯(PVDF)，被截留的固體物質附著在膜絲外表面，周期性的氣水沖洗可將其大部分去除。

所述步驟(4)中的生石灰預處理方式為：將生石灰與水按1：4比例(1千克生石灰加4升水)進行消和，消和72小時后將灰乳經旋流分離器分離大雜質，再經200目震動篩過濾，最后將過濾后的灰乳稀釋至濃度為3％(每100mL含3g石灰)的待用灰乳。

所述步驟(5)中的中和處理是將預處理后的鈣水用泵打到合成罐中后，再將濃度為3％的灰乳以12L／min的流速打到合成罐中，邊加邊進行攪拌，攪拌速率為80r／min。反應溫度為25℃。在加入灰乳的同時檢測合成罐中液體的PH值，當中和液PH值為5.0時，停止加料，繼續攪拌1h，使其最終PH值控制在5.8±0.1。