丝绸工业废水中丝胶蛋白质的回收技术

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1、丝绸工业废水中丝胶蛋白质的回收技术丝绸工业废水中丝胶蛋白质的回收技术丝绸工业废水中丝胶蛋白质的回收技术丝绸工业废水中丝胶蛋白质的回收技术丝绸工业废水中丝胶蛋白质的回收技术丝绸工业废水中丝胶蛋白质的回收技术丝绸工业废水中丝胶蛋白质的回收技术丝绸工业废水中丝胶蛋白质的回收技术丝绸2001年第7期丝绸工业废水中丝胶蛋白质的回收技术田亚峰.段亚峰,尉霞(西北纺织工学院,陕西西安710048)摘要:从丝绸lT业废水的特点和丝胶结掏与性质出发,论述了从废水中提取丝胶蛋白质的方法,提出膜分离技术回收丝胶蛋白质的工艺流程与技术关键.以及丝胶

2、粉的制备方法与性能:关键词:丝绸;工业废水;丝胶;蛋白质;回收中国分类号:TS149文献标识码:B文章编号:1001—7003(2001)07—0O23—03桑蚕茧丝是一种天然的蛋白质纤维,它主要由70%～80%的丝素,2o%～30%的丝胶及少量蜡质和无机物等组成.丝绸加工主要是在水介质中进行的,由蚕茧经过缫丝,织造,练染后整理加工,丝素被利用,而绝大部分丝胶则在煮茧与缫丝副产品加工,绢纺制绵,丝绸精练等工序中随生产废水被排放.中国每年生产桑蚕生丝约6～8万t,就有2～3万t的丝胶蛋白质随废水流失,资源流失率约25%.因此,

3、丝绸废水成为直接影响桑蚕丝绸产业生产成本的重要因素之一.目前,丝绸企业不管是采用何种水处理方法,考虑的是丝绸废水的特点及处理后达标排放问题,尽管近几年对废水处理后又进行了回用,然而却对丝绸废水中所含的具有极大经济价值的丝胶蛋白质回收利用问题未予考虑.丝绸工业废水处理研究的方向应该是:不仅保证生产废水经处理后能达标排放或循环使用,而且还要将丝绸废水中丝胶蛋白质分离出来,并开发出新型丝绸副产品,使其能够发挥应有的经济价值l丝胶的性质与经济价值丝胶由18种氢基酸组成,主要成分的丝氢酸,谷氨酸,天门冬氨酸,乙氢酸是球状蛋白质,易溶于

4、水.其主要用途:(1)由于所含的18种氨基酸大多是人体所必需的.不仅具有良好的营养价值,而且还具有极大的药用价值.因此用丝胶可直接制成各种食品,饮料收稿日期:20Ol一0321作者简介:田亚峰,女,197o年生,工程师,丝绸工程专业在读研究生.等.丝胶对油脂类食品具抗氧化性能,是极有前途的食品营养添加剂和油脂类食品的天然抗氧化剂.(2)丝胶由于具有美白,保湿,抗氧化功能,因此含丝胶的化妆品特别受人们关注,如以丝胶为主要添加剂的润肤霜,洁面乳,洗面奶,防晒霜等(3)丝胶可作为纺织品保健涂层整理材料,工业乳化剂,胶着剂.(4)丝

5、胶水解后可以制取氨基酸.(5)丝胶可用以制造青霉素等抗菌素的培养基.(6)丝胶蛋白质水解成混合氨基酸,用以制备氨基酸台铜,可作农作物种子的消毒用.2丝胶的结构与提取方法2.1丝胶蛋白质结构近半个世纪来,国内外学者对丝胶的结构与性能进行了深入研究,发现丝胶蛋白质分子量为1,4～256万道尔顿,分子中含有两条肽链通过二硫键连接的结构.丝胶蛋白质可分为四组:分子量约15.8万,17.9万的蛋白质分布在茧丝丝胶的外层;分子量约22.0万,25.7万的蛋白质分布在茧丝丝胶外中层;分子量约12.6万的蛋白质则在茧丝外中内层丝胶中均存在;

6、分子量低于12.6万的10种蛋白质同为一组,分布在茧丝丝胶中内层.丝胶蛋白质在水中基本上是由外及内逐步溶解,同时,碱可催化丝胶水解.分子量较高的丝胶蛋白质在70℃以上的热水中易水解,分子量下降严重,分子量较低的蛋白质(约13万以下者)相对稳定,且蛋白质水解肽片分子量约13万以下丝胶时,进一步水解的速度减慢.丝胶蛋白质在废水中是以负离子形式存在的,23丝绸2001年第7期分子量为1.4～】3万,属于胶体粒子颗粒.其等电点pH为3.8～4.5,随温度,浓度的变化,丝胶蛋白液容易发生凝胶溶胶的变化.温度下降到20℃左右即会成为凝胶

7、状,温度5O～60℃时.经过一段时间,会发生热变性.2.2丝胶提取方法22.1化学法(1)化学混凝法:在丝胶蛋白质废水中加入絮凝剂如铝盐,铁盐等,破坏蛋白质胶体溶液的稳定,从而使蛋白沉淀得以分离.(2)酸析法:在丝胶蛋白质废水中,加入HC1或稀If2S04使pH值为38～4.5,在等电点条件下使丝胶蛋白质沉淀分离.(3)有机溶液沉淀法:用酒精或丙酮沉淀蛋白质,利用它们的吸水性来破坏蛋白质胶粒的水化层而使蛋白质沉淀.此法适用于浓缩后的丝胶溶液.2.2.2物理法(1)离心法:由于丝胶蛋白液属于胶体溶液,根据废水中各成分比重不同,

8、经高速离心机作用后,把胶体层与水层分开以达到分离的目的.(2)膜分离法:丝胶蛋白质由于分子大,几乎不能穿过半透膜,而小分子和离子,则能穿过半透膜.因此实验室中常利用这一特性来提纯蛋白质,工业上可用膜分离组件来扩大分离能力.分析以上各方法可知,工业上用化学方法分离丝胶蛋白质,提取率低,一般为