华长生2006112783
一．明胶的特性
明胶是把存在千动物体中的胶原盆白与水一起加热而得到的水溶性高分子物质。它是分子量为2一45万之间的一种衍生盖白.是动物皮、.中.重要的班白质组分，如存在于真皮结纬组织胶原纤维中的胶原蛋白.约占直皮干物质的98% 。
在碎牛皮(成猪皮)中.含有丰，的胶原王白〔蔺称胶原)。胶原在常沮下。不溶于冷水和稀酸、稀雄络液。但是，在热水中一定的pH条件下。胶厚可发生水娜而成为明胶二由于
条件不间，胶原水.产生的结果差别很大。一级明胶分子量为４５万、二级的２７万、三级的１５万、四级的9.5万、五级的7万、六级的4万，不分级的明胶分子量为１９万。
牛骨.、牛皮和猪皮明胶的氛芬胶成十分接近。娜由1$种权基酸组成.不同来浑的胶
旅所翻得的明胶具有共性。因此生产明胶原料广、货.充足。以动物.为旅料然出来的 胶为.胶。以动物皮熟出来的胶为皮胶。所润明胶翔是指在跟料梢选、杂质处理、成品质量等方面要求贾高的动物胶。
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生产中以动物皮、骨等原料.先生产出皮胶或骨胶。经进一步精侧得明胶。由于明胶的纯度典求比骨胶离.故以杂骨侧明胶精侧工艺较复杂，而皮胶具，生产周期短、工艺简单.纯度离等特点，离档明胶多以动物皮为厚料生产。方法有‘种.即喊法、敌法、盐喊法和映法。国内外赞门采用的越胶法生产俗语说，“好米才能煮出好饭”，只有好的骨粒才能生产出高质量 的明胶。明胶是从骨料中的骨胶原提取得到的，鲜骨经水力脱脂后对骨胶原的破坏极少.基本保持原有骨胶原的理化性质。但干杂骨由于经过长时间的日晒雨淋和细菌侵蚀，其胶原蛋白已氧化变性;尤其是旧的制胶工艺中对骨料采用有机溶剂苯提油的方法，对骨胶原的破坏极大，加上旧的制胶工艺中对骨料没按其比重和骨粒大小进行严格的筛选分类，而是采用同样工艺方法处理，导致最终的产品明胶质量差。我们则是对鲜骨进行水力脱脂后，还对骨料按其比重和大小进行严格的筛选分类，为以后对各种不同质量规格的脱脂骨料采用不同的工艺处理方法加工，使产品质量得到了可靠的保证。目前，本公司脱脂骨粒的油脂含量蕊100，水分簇1000，筋健含量<5%。这种先进的鲜骨脱脂方法为制造优质明胶奠定了良好基础。严格控制浸酸的平稳期是工艺控制的关键骨料中含有Ca３(PO４ )２ , CaCO３,等无机矿物质(其含量约占骨料重量的70％人脸识别主机-80%)}必须通过浸酸(用4. 5 0 oHCI浸泡4天一5天)除去。其反应式为，
Ca３(PO４)２十4HC1一~Ca(H２PO４)２+2CaCl２
CaCO３＋2HC1一一CaCl２＋H２Odc-hsdpa＋CO２
浸酸采用逆流法进行，即新骨吃尾酸.浸酸时间越长的骨，则食酸越浓。为了使骨粒无机物
杂质能得到彻底地消除，并避免骨胶原在浸酸期间发生大量水解，生产中应严格控制浸酸浓度((4,:500)、温度(15℃士2 0C)和时间((4天~5天);浸酸工艺要求浸酸平稳期(酸浓度达到平稳不变的时间)为24h^-32h，但经我们实践后认为，要控制在40h ^-48h则效果更佳。这不但保证把骨素中的杂质彻底除去，还为缩短浸灰期，提高产品质量莫定了基础。
采用不同的预浸灰工艺是生产不同品种明胶的重要工艺过程
明胶按用途可分为照相胶、药用胶和食用胶几大类，要使产品符合相应胶类的质量要求，骨料经浸酸后从酸性状态过渡到浸灰时的碱性状态，必须采用不同的预浸灰工艺，即加入不同浓度的NaOH或H２SO,或H２O２, Ca (OH)２等进行处理，这样既能进一步切断骨胶原中某些交联共价键，又能使骨素从酸性状态马上转入碱性状态，使细菌性降解减少到最小限度(因细菌在中性范围繁殖最快)。原工艺方案中.生产药用胶采用H２SO:法，但由于H２SO４造成环境污染较严重，加上生产H２SO３工艺复杂，成本高.后经多次试验探索，改为采用0. 5 ％ＮaOH十0. 1 ％H２O２进行预处理，结果所生产的药用胶质量很好，既降低了产品成本，又避免了环境污染间题，加强浸灰工艺管理是取得优质明胶的关键之关键骨素的浸灰处理能彻底打断共价交联键，并且把主链肤键部分切断成较短的主肤链，但保
持骨胶原的原有结构，使提胶时能在较低温度下和较短时间内得到较好的明胶。浸灰能使非胶原蛋白质(如粘蛋白、弹性蛋白、血球蛋白等)和碳水化合物等有机杂质生成可溶性物质随废液除去，并使残存于骨素内的油脂经皂化后转变为不溶性钙皂，使明胶纯化。浸灰期必须控制好浸灰的温度要经常用压缩空气搅拌.防止厌氧菌生产，并且要按时换灰，要按照产品的品种质量要求和。提胶是明胶生产中质里控制的重要一环提胶是把经前工序处理的骨胶原转变为明胶的重要过程。骨胶原在水和热的作用下，其氢键断裂，三元螺旋结构解体，并进而发生轻度水解而得到50a'}6%的稀明胶溶液。在提胶过程中，如何控制明胶分子量高且分布比较集中(分布范围窄)，防止明胶的继续水解是提胶质量的关键。我们采用外循环加热进行连续动态抽提。由于明胶是热敏性物质，在提胶过程中应严格控制温度、出胶浓度和提胶时间，以确保明胶质量。明胶生产后工序的工艺操作不容忽视明胶生产中提胶以后的工序称为“后工序”，包括稀胶液的第一次过滤(棉饼板框过滤)、离子交换、pH值调整、第二次过滤(硅藻土过滤)、蒸发浓缩、第三次过滤(纸板过滤，用于照相胶生产)、杀菌闪蒸、化学品添加、冷冻挤胶、长网干燥、中间贮存、混和筛选和包装入库等工序。后工序虽不能提高原有明胶的质量，但能进一步清除明胶中的有害杂质，进一步提高明胶的泽和透明度。后工序是以设备为主的物理过程，若处理不当则会严重损伤和降低
原有的质量(比如造成冻力、粘度等理化指标的下降)，因此后工序的处理不容忽视，更应做好工艺上的精细控制，尽量缩短胶液的停留时间，避免明胶的进一步降解而造成粘度、冻力的下降，尤其要控制好胶液的透明度、pH值、导电率及细菌含量等指标，确保明胶最终产品达到用户的要求。
严格执行食品卫生标准，搞好环境卫生和设备管道的清洗消毒工作是生产优质明胶必不可少的条件
明胶是一种含有18种氨基酸的蛋白质高分子化合物，是良好的细菌培养基。当细菌染明胶时，它既使冻力、粘度等指标严重下降，又使明胶产品不能符合药用和食用要求。我公司所在地广东开平地区全年气温高、湿度大，是细菌滋生的良好条件，明胶生产的客观环境比北方地区恶劣得多，搞好卫生工作尤为重要。明胶生产必须具备良好的卫生条件，要经常搞好环境卫生。在明胶生产的整个过程中，必须严格执行食品卫生标准，生产所用的工艺水要经加氯(NaOCI)处理，保持水中游离氯含量为((1 － l . 5 )mg/kg，确保生产用水无菌。
（１）整料:将原料按不两性质分类，如牛皮和猜皮、提皮和干皮应分开，干皮应在石灰
水中漫软.鲜绪皮的脂肪层应刮去。
（２）浸洗:原抖按不同品种放人他中，用渭水洗２—3次。把皮洗净后。再加石灰水漫泡(漫泡时间系报据原料性质及不同愉况而定)。气退离时石灰水浓度可低些、气沮低时采用高浓度。
固定顶尖（３）中和:原料用石灰水怪演后.用水充分次涤。在不断悦并下，换水洗味次数不少于尽次。洗味后用睡中和刹余的石灰，便其平衡。中和后排出废.水，再用水洗，共猫20led斗胆灯小时才能完成。
（４）熬胶:将撅料投入燕胶钥内.加人热水.问时级怪升沮至沁弋以上，ccdp3小时后把胶液放出，再向锅内加人热水，进行多次热胶，砚度也相应地逐步升高，最后一次可以煮沸。
（５）浓缩、漂白、凝胶化:将熬好的稀胶液过滤后进行浓缩，根据胶液质量和干燥设备条件掌握浓缩程度。用冷热风干燥工艺时，对胶液可浓缩到含胶量为30%左右。经浓缩的胶液，乘热加人具有漂白作用和防腐作用的过氧化氢或亚硫酸。将漂白后的胶液浇人模型中冷却，至其完全凝胶化生成胶冻为止。
（６）刨烘:用人工或机械将胶冻刨成厚薄均一的薄片，在有干燥的烘房中进行烘干，成品水分含量不得超过16%.以免腐败。
三．明胶的开发应用
动物胶特别是明胶用途极为广泛，目前我国已有三四十个行业用明胶作配套材料，如医药、感光材料、食品、化工、纺织品、化妆品等部门，用量直线上升。国内目前产量仅能满足总消费量的十分之三，供需矛盾相当突出，近期内难以缓和。
（１）医药原料在医药上，明胶血浆代用品有氧化聚合明胶、变性液化明胶、尿素多联明胶等用于抗休克。吸收性明胶海绵是采用优质药用明胶为原料，配制成适宜的胶液，进行打泡，并加人一定量的甲醛溶液作硬化剂，然后经冻结、干燥、灭菌、无菌包装制得。它具有优良的止血特性，又能被机体组织吸收，因此，在平时和战时广泛用于各种外科止血。
（２）制剂中的作用药物制剂中，常用作延效剂(长效ACTH)、药物基质(栓剂)和生化药物冻干剂的支持剂。作为药物赋形剂(胶囊剂)是以食用明胶为主要原料，辅料有甘油、琼脂
、食用素、防腐剂等，模压成空胶囊，即胶丸，可用来作药物的内服包装丸，如速效感冒丸、氟呢酸胶丸等。胶囊剂不仅外表整洁美观，容易吞服，而且可掩饰药物不适的臭味、苦味、异味;并且在胃内崩解快，一般服后10分钟即能崩解释放药物，疗效比片剂为快。某些药物需要到肠中呈现药效时，可制成肠溶胶囊剂。因此成为极有发展前途的内服包装胶丸。
（３）合成感光材料和食品上的用途明胶是感光乳剂的载体，它是制造胶片的主要原料，几乎占乳剂原料的60% - 80% ,如民用胶卷、电影胶片、X光胶片、印刷胶片、卫星和航空测绘用胶片等。食品工业中可用来制软糖和食品添加剂，作冰激凌的稳定剂，火腿、香肠的粘合剂，是一种难得的食品原料，且用量很大。其次在化工、纺织等部门都有重要作用，据报道我国现有1700多种产品都采用明胶作原料。在食品行业，国内食用明胶年儒求量5万吨以上，而年可供量仅0.9万吨;国际市场年需量为30万吨，年可供量只20万吨，供求缺口大。
（４）明胶的开发透明质酸俗称“天然保湿因子”，是以高科技手段在鸡冠、鳖鱼皮或微菌中提取所得的，所以价格十分昂贵，目前世界上只有少数国际名牌化妆品厂使用它。为了
扩大透明质酸的来源，经北京化工大学谭天伟博士的精心研制，实现了国内一个首创:用酶法水解猪皮直接获得水解明胶的同时，又可获得相当数量的透明质酸。经介绍，每吨猪皮可得670kg水解明胶及330g透明质酸，为“天然保湿因子”在化妆品中的使用开辟了新的途径。“永芳”高级润肤露是最早采用透明质酸为原料的化妆品，因而很名贵，久盛不衰透明质酸还具有非凡的功效:可用于眼角膜手术，眼球移植，能够减轻手术创伤，促进伤口愈合。若以透明质酸为原料生产医用胶带，用于开胸手术，将造福于患者。对“水解明胶”，由于其具有蛋白质性质，易于被皮肤吸收，可营养皮肤和光泽头发，因而被广泛地应用于润肤品、浴液、洗发液、头发定型剂以及营养液中。“大宝”化妆品及“娃哈哈”口服液中均使用了这种水解明胶，应用范围还在进一步扩大。利用我国丰富的猪、牛皮(包括皮革厂的碎皮)资源生产明胶，原料价廉易得，工艺技术成熟，生产规模可大可小，手工或机械操作均可，很适宜乡镇企业和个体生产，市场儒求量大，可以大力发展。
四．明胶生产废水及其治理
明胶生产工艺决定了明胶生产厂家既是用水大`p，也是污染水环境的大户。据一些资料介绍〔’。，〕，明胶生产的平均耗水量在1000 -1500t/t明胶，有的厂家甚至高达二2000t/t明
胶，而其所排放的则是高钙、高有机物(主要是蛋白质，还有脂肪等)的高碱性的废水，治理难度极大。处理这样的污染物总量多、水量大的废水，企业必须具有并投人较多的资金来建立有效的处理设施，配备必要的运行人员和付出沉重的经费负担。有人计算过，单是建立一套有效的能达到废水排放标准的处理设施，其投资不小于兴建一座明胶厂〔}.z}。这对于我国相当多的明胶生产厂来说，无疑是有一定困难的。然而，针对我国目前的水资源及污染状况来看，却又不得不促使我们要严肃地来面对这一现实问题。据有关专家介绍，地球表面水总量虽然很多，但97%的水是海水，既不能饮用也不能灌溉，只有3%的水是淡水，而存在于河流湖泊中的只有0.29%，这部分的淡水才是目前人类赖以生存的根本。
我国是水资源短缺和污染比较严重的国家之一。随着经济的持续高速度地发展，全国年用水量逐年急剧增加，但水资源却严重不足。上世纪90年代初，黄、淮、海河三流域人均占有的水资源量仅分别为543立方米,500立方米和351 立方米，而国外学者认为，要实现现代化所需的人均水资源量最低标准却为1000立方米。这很明显地说明我国水资源的匾乏。但由于很多城市和企业不重视水资源的保护，对废水不作任何处理即排人河流、湖泊等天然水体，造成水环境受到严重污染的状况。这些情况，已引起了我国各级政府和许多科技工作者，特别是环境科学科研人员，以及企业家的重视，他们多年来坚持地做了大量的有益
的工作，发表了一些有用的论文著作及专利，明胶行业的一些主要的厂家也与环保管理部门、科研单位和大专院校开展合作，来解决减少废水排放及废水处理使之达标的研究和改造，并已取得一定的效果，但总的来说，工作还远远做得不够，有许多明胶厂的废水排放至今没有达标，甚至有些厂还没有建立废水处理装置。我们从国内某著名网站上查到，从1989年至今，已发表的有关明胶的论文有3712篇，而其中有关环保的论文及报道只有37篇，仅占1%，其中发表在明胶协会会刊《明胶科学与技术》上的只有巧篇。
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