明膠的純化—去金屬離子、脫色、提高透明度的製作方法

2023-09-17 19:23:00 1

專利名稱：明膠的純化—去金屬離子、脫色、提高透明度的製作方法
技術領域：
本發明所屬技術領域是明膠的純化。
明膠是一種從動物結締組織或表皮組織中(骨或皮)的膠原部分水解出來的蛋白質。它具有許多優良的物理及化學性質;如親水性強，具有形成膠凍能力，溶膠及凝膠的可逆轉化、成膜性能好，側鏈基團反應活性高，以及電荷符號隨介質pH值變化的典型的兩性電介質特性等。正因為有這些優點，明膠被廣泛地應用於科學研究和各個工業技術領域中。在生物工程中，明膠是做為固相酶的載體;在生物化學中，明膠是研究蛋白質的一級結構的一種模型蛋白;在醫藥領域中，明膠大量地用於治療某些疾病，用於栓劑、糖衣、微膠囊的生產和用作血漿代用品等;在食品工業中，明膠廣泛地用作膠凍，乳化、穩定、粘合和澄清等助劑;在工業中用於礦產的浮選，電解助劑等;在印刷方面，明膠用以製作碳素紙轉印、珂羅版、凹版印刷及印刷機輥筒部件等。在感光化學工業中，明膠尤其佔有重要的地位。它是感光膠片工業中所應用的三大宗原料之一。明膠質量的好壞對於感光膠片產品的質量關係重大。在物理成熟時，明膠是防止滷化銀絮凝的保護膠體;在化學成熟時，是一種增感物質，即便是惰膠也是如此;在曝光時，是滷化銀微晶體光解後所生成的滷素的受體(防止複合);在曝光後的貯存過程中，明膠是潛影的穩定劑;在染印法彩色片的製造中，它是定量地吸附酸性染料的理想染色體;經堅膜後，對加工液是一種滲透性能良好，而又不溶於水但又能抑制顯影作用的親水介質;對成品片，它是黑白或彩色影象的透明載體……。明膠的這種多功能的優異特性是某些人工合成的高分子化合物所不能比擬的。隨著明膠在各個領域中的廣泛應用，對它的質量也提出了越來越高的要求。
由於明膠是由動物的骨、皮中提取的產物，故而某些無機物、有機物及色素等以雜質的形式存在於明膠中。這些雜質的存在影響了明膠的質量及其應用。明膠的質量與其原料和生產工藝有著密切的關係。其中明膠中無機微量金屬的含量、色澤、透明度是其主要質量指標之一。由於中國制膠工業中的骨料主要是來自於社會收集的陳雜骨(風化骨、熬湯骨等)，用這種骨料製備的明膠與其它國家利用屠宰場直接來的新鮮骨料製備的明膠，從其原料來源、原料自身的質量和製備的明膠質量都有很大的差別。
離子交換樹脂技術是本世紀三十年代中期發展起來的。中國離子交換樹脂無論在品種、規格、產品和質量都已達到相當高的水平。離子交換樹脂是以交換、選擇、吸附和催化等功能達到脫鹽、分離、精製、脫色、催化反應等實際應用效果的。它已成為許多領域中不可缺少的重要材料之一。
對於明膠溶液的脫色，提高透明度，去金屬離子等，據文獻報導[1-14]化學沉澱法如用鋁鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、水楊酸鹽等或採用天然無機材料吸附過濾如沸石、活性白土、硅藻土等及氧化漂白法脫色等方法脫色，提高透明度。採用陰陽離子交換樹脂技術或化學沉澱法等方法脫礦物質。目前主要採用硅藻土過濾，氧化漂白達到脫色，提高透明度。用陰陽離子交換樹脂去無機金屬雜質。這樣均需兩道工序來完成。
本發明的目的應用複合離子交換樹脂技術，應用某些帶有特殊功能的樹脂，將濃度≤10%的明膠溶液，在30-70℃，最佳溫度是40-55℃，pH4-9，最佳範圍是pH5-7，通過上述離子交換複合柱，去除膠液中的金屬離子、色素及其它有機物雜質，從而達到一次完成成明膠的鈍化。
本發明使用的複合離子交換樹脂是以苯乙烯、二乙烯苯為骨架帶有R功能基的大孔型離子交換樹脂，其中R為N(CH2COOH)2或NH(C2H4NH)nH與大孔型特種陰陽樹脂(弱鹼性、強酸性、弱酸性、強鹼性)或凝膠型陰離子交換樹脂(OH-型)、陽離子交換樹脂(H+型)複合處理明膠溶液。明膠溶液通過樹脂處理後達到脫色、透明度高、去除無機金屬離子等三合一的效果。通過本方法處理後的明膠溶液，用原子吸收光譜儀測定其金屬雜質的含量，用72型分光光度計測定其脫色率、透明度。
與現有技術相比，本發明具有以下優點1.應用本發明的複合離子交換樹脂處理明膠稀溶液(≤10%)，可以一次完成去除金屬離子、脫色和提高透明度。
2.使用本方法純化明膠稀溶液，對明膠性能沒有不良影響，不會帶進其它雜質和細菌。
3.用本方法純化明膠，工藝設備簡單，樹脂可再生重複使用，利用率高。
例636-2＃明膠每克中含Ca 5600ppm，Fe 64ppm，Cu 12 ppm;其10%的明膠溶液的光學參數是pH＝5.75±0.05，溫度40℃、波長是，420nm測其色澤透過率T%為28;650nm測定其透明度T%為76。將636-2＃膠配製成10%的明膠溶液，在45～55℃的溫度下，通過帶有-R基團和陰陽離子交換樹脂的複合柱，流出液為pH值5-7(pH試紙)，即可達到脫色、透明度高和去除金屬離子。其結果見表1、2。10%左右的明膠溶液通過複合離子交換樹脂處理後，其Ca含量＜50ppm，Fe＜15ppm，Cu＜2ppm;pH值為5.75±0.05時，420nm T%＞55，650nm T%＞90。表觀色澤淺，透明度高。
表1 636-2＃膠處理前後金屬離子的變化
表2 636-2＃膠處理前後色澤、透明度的變化
參考文獻1.U.S patent no.3，555，445＊ 2.Germer Patent No.964.200(1957)＊ 3.Hinterwldner，R(1968)Adhasion p.4444.U、S、P 2，400，375 Eastman Kodak comp.
5.U、S、P 2，166，297(1959)6.USSR 583，152(1976)7.Brit，528，850(1940)＊ 8.Ger，741，401(1943)＊ 9.Fr，889，036(1943)10.Janus.J.W，Kenchington A.W.，Ward A.G.，(1951)Research 4.p247.
11.U.S.P 2，166，297(1959)12.U.S.P 3，153，030(1965)＊ 13.Magy.Kem.Lapia 20(2)，83-7(1965)(Hung)CA6216525g(1965)＊ 14.Jp60 31，829(85，31，829)CA10321483V(1985)帶＊為重點文獻
權利要求
1.一種明膠的純化方法，其特徵是將待純化的明膠膠液(其濃度≤10%)在溫度30-70℃，pH4-9，通過複合離子交換樹脂組成的交換柱，一次完成去除金屬離子，脫色和提高透明度，該交換柱主要含有苯乙烯，二乙烯苯為骨架帶有R功能基的大孔型離子交換樹脂，其中R為N(CH2COOH)2或NH(C2H4NH)nH。
2.根據權利要求1所說的方法，其特徵是最佳溫度為40-55℃。
3.根據權利要求1所說的方法，其特徵是最佳PH範圍是pH5-7。
4.根據權利要求1所說的方法，其特徵是複合交換柱還含有大孔型特種陰陽樹脂(弱鹼性、強酸性、弱酸性、強鹼性)或凝膠型陰離子交換樹脂(OH-型)、陽離子交換樹脂(H+型)。
全文摘要
本發明屬於明膠的純化，應用特殊的離子交換樹脂複合柱，一次達到去除明膠中的金屬離子、脫色和提高透明度的目的，本發明工藝、設備簡單，交換樹脂可再生重複使用，利用率高。
文檔編號B01J47/02GK1056512SQ9010264
公開日1991年11月27日 申請日期1990年5月16日 優先權日1990年5月16日
發明者劉宣亞 申請人:中國科學院感光化學研究所