将纤维素粉末、脱乙酰甲壳素的1%盐酸水溶液,粉末活性炭与水混合搅拌1h后,再用15min时间加入5%的氢氧化钠水溶液。调节浆液的pH值为9生成凝聚物。静止30min后过滤脱水。将滤饼干燥的粗粉吸附剂用于染色废水处理,具有优良的效果。
例2 将剔除肉质的虾蟹壳加水煮沸抽提得到净甲壳。向甲壳素加入5%~8%盐酸浸泡溶解除去钙盐得到除无机盐的甲壳质。将除无机盐后甲壳质加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液煮沸脱除蛋白质得到粗品甲壳素。
将粗品甲壳素先用1%高锰酸钾脱色漂白,一直到制成可溶性壳聚糖产品的过程与上述例子相同。甲壳低聚糖的制备方法不同、制备目的不同,分离纯化方法也不同,但通常都包括调节体系:pH值、过滤(或离心)、真空(或冷冻)干燥等操作,必要时可进行脱色和重结晶。例如,由酸法水解甲壳素得到甲壳低聚糖经活性炭-硅藻土色谱柱吸附后,用乙醇梯度洗脱可得到不同聚合度(通常为1~7)的壳聚糖,然后在甲醇中结晶,可精制得高纯度的产物。采用凝胶过滤法处理快速,可获得较大量的产物。
2.3 超声波法
通常的甲壳素/壳聚糖是以微纤维的形式存在的,而微纤维又主要由微晶粒和非晶区两部分组成,原料预先用球磨机粉碎成40目粉末。将0.7g粉末原料加入到50mL10%Na0H溶液和60mL异丙醇的混合溶液中,于80℃下,搅拌回流4.5h,然后过滤,用蒸馏水洗至中性得到甲壳素/壳聚糖溶胀体,将这一溶胀体与50mL40%混合酸(浓硫酸与浓盐酸体积比为2∶1)溶液混合、在110℃ 下搅拌回流2h,接着在超声波清洗器(50Hz,100W)中,用超声波处理2h,再重复以上回流反应和超声波处理3次,最后得到悬浊液。
在这一制备过程中,以异丙醇为分散剂,甲壳素/壳聚糖经碱处理后,形成溶胀体,晶体结构疏松,使溶剂易于渗入,而后加入的酸使部分聚合物链断键,逐步降解甲壳素/壳聚糖,从而得到纳米尺寸的甲壳素/壳聚糖微粒。
后处理加工法可用反应性树脂将抗菌剂热固定于纤维表面或使抗菌剂吸附固定于纤维表面及通过纤维表面的官能基与壳聚糖固定的方法。而后加入的酸使部分聚合物链断键,逐步降解甲壳素/壳聚糖,从而得到纳米尺寸的甲壳素/壳聚糖微粒。
2.4 微波法
微波法生产壳聚糖是将虾壳水洗,用2mo1/L的碱水溶液用微波加热煮沸1h,冷至室温,浸泡12h除去蛋白质,水洗至中性,再用2mo1/L的盐酸溶液浸泡24h,使碳酸钙转化成氯化钙,再水洗至中性、干燥、粉碎,用2%的高锰酸钾脱色,水洗后用60%~70%的草酸处理30min,生成甲壳素。将甲壳素在50%的氢氧化钠水溶液中用微波在近100℃ 下处理数小时,脱去乙酰基后用2%的乙酸溶液溶解、过滤,加碱后析出壳聚糖。
后处理可以采用不同的方法。如用离子交换膜法将剩余的盐酸去除,这样可高效回收生成的甲壳素低聚糖和单糖,从而使得工业化成为可能。用盐酸梯度洗脱可得到不同聚合度的壳聚糖。此法可分离自由氨基葡萄糖,分离较有效,可进行大规模色谱分离。高压液相色谱法也是分离和纯化甲壳低聚糖的有效方法。此外,也可采用膜法进行壳聚糖的分离。膜分离技术是20世纪中期发展起来的新型分离技术,具有设备简单、操作方便、分离效率高、温度低(室温左右)、能耗低、环境友好等特点,逐渐成为不可替代的单元操作之一。采用膜法分离生产高纯壳聚糖是一种绿色工艺。