[發明專利]一種基于磺酸型低共熔溶劑的蝦殼轉化方法

在審

• 申請號: 202011108726.9
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112209360A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 馮咪;孫劍;賀濱;趙丁偉;陳欣妍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;C08B37/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于磺酸型低共熔溶劑的蝦殼轉化方法，屬于海洋生物質利用領域，具體包括如下步驟，將蝦殼烘干、粉碎、過篩得蝦殼粉，將此蝦殼粉與磺酸型低共熔溶劑混合，在70℃加熱1～5h后，離心分離得不溶物，將其用蒸餾水洗滌后，烘干得甲殼素；在80～150℃加熱1～5h后，離心分離得上清液，加入水或乙醇再生得再生物，將其用水或乙醇洗滌后，烘干得碳材料。本發明為海洋生物質蝦殼的回收利用，提供了一種簡單、綠色的轉化方法。

技術領域

本發明屬于海洋生物資源利用技術領域，涉及一種基于磺酸型低共熔溶劑的蝦殼轉化方法。

背景技術

我國每年約產生150萬噸的廢棄蝦殼，若將這些廢棄生物質轉化為高附加值的甲殼素或其衍生物，可用于醫藥、農業等領域，這將避免資源浪費，有利于環境保護。蝦殼中甲殼素、蛋白質及碳酸鈣結合緊密，且存在大量的分子間及分子內氫鍵，故而工業上蝦殼轉化僅限于基于酸堿法的甲殼素制備。且制備1噸甲殼素，需消耗0.5噸片堿、8.5噸30％鹽酸、200-250噸淡水、1.5噸煤炭，產生28～35噸固廢物及100噸廢水。因此，尋找綠色溶劑實現廢棄蝦殼清潔轉化成為行業及環境的迫切需求。

目前，基于低共熔溶劑的蝦殼利用主要集中于甲殼素的提取，如利用氯化膽堿/丙二酸(1:2)與蝦殼反應，以水為再生劑，可得不溶物及再生物兩種甲殼素，前者的收率及結晶度高于后者；利用氯化膽堿/蘋果酸(1:2)可脫去蝦殼中99％碳酸鈣及93.8％蛋白質，獲得甲殼素；在微波條件下，利用甜菜堿/尿素(1:2)、氯化膽堿/尿素、乙二醇、丙三醇(1:2)，與檸檬酸聯用，可從蝦殼制備得甲殼素。此外，當利用氯化膽堿/DL-蘋果酸(1:2)與蝦殼粉在高于130℃反應時，可直接獲得酰化甲殼素。由此可見，新一代綠色溶劑低共熔溶劑為廢棄蝦殼的轉化提供了新思路。

本專利利用磺酸型低共熔溶劑與蝦殼粉反應，通過調控溫度及磺酸型低共熔溶劑種類，實現廢棄蝦殼的可控轉化，獲得甲殼素或碳材料，為廢棄蝦殼的綠色轉化提供了新方法。

發明內容

本發明旨在提供一種基于磺酸型低共熔溶劑的蝦殼轉化方法，本發明通過如下步驟實現：

一種基于磺酸型低共熔溶劑的蝦殼轉化方法，具體包括如下步驟：蝦殼烘干后粉碎，過篩，得蝦殼粉；將蝦殼粉與磺酸型低共熔溶劑混合，在70℃加熱反應1～5小時后，離心分離得不溶物，將此不溶物用蒸餾水洗滌后，烘干得甲殼素；將蝦殼粉與磺酸型低共熔溶劑混合，在80～150℃加熱反應1～5小時后，離心分離得上清液，上清液中加入水或乙醇得再生物，將此再生物用水或乙醇洗滌后，烘干得碳材料。

優選地，其特征在于所述磺酸型低共熔溶劑為以下所述之一：摩爾比范圍為1:0.25～1:4的氯化膽堿/對甲基苯磺酸低共熔溶劑，摩爾比范圍為1:0.25～1:4的氯化膽堿/氨基磺酸低共熔溶劑。

優選地，其特征在于蝦殼粉與磺酸型低共熔溶劑的質量比為1:20～1:100。

具體實施方式

下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案，但本發明并不限于這些實施例。

實施例1：

稱取蝦殼粉0.5g，與10g的氯化膽堿/對甲基苯磺酸(1:0.25，n:n)混合均勻后，在70℃攪拌1小時，離心分離得不溶物，用蒸餾水洗滌不溶物至無低共熔溶劑殘留，烘干得白色粉末，即是甲殼素，純度為90％。

實施例2：

稱取蝦殼粉0.5g，與10g的氯化膽堿/對甲基苯磺酸(1:0.25，n:n)混合均勻后，在70℃攪拌5小時，離心分離得不溶物，用蒸餾水洗滌不溶物至無低共熔溶劑殘留，烘干得白色粉末，即是甲殼素，純度為93％。

實施例3：