目前，生物可降解纖維成為研究的熱點(diǎn)。作為生物可降解纖維的一種，海藻纖維的制備是以褐藻酸鈉為原料，將其溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┡涑杉徑z溶液，將紡絲液從噴孔中壓出后射入含有二價(jià)陽(yáng)離子的凝固浴中，凝固成絲條，形成纖維長(zhǎng)絲。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前纖維直徑逐漸變細(xì)，細(xì)的海藻纖維直徑甚至在40～50μm。

褐藻酸鈉中的各類雜質(zhì)如藻體殘?jiān)⒓?xì)小泥砂顆粒的存在，在紡絲過(guò)程中會(huì)阻塞噴絲孔，導(dǎo)致絲線斷裂或者在成品纖維結(jié)構(gòu)中形成薄弱環(huán)節(jié)，使纖維強(qiáng)度下降。紡制極細(xì)的海藻纖維，對(duì)褐藻酸鈉的純度提出了更高的要求。

此外，褐藻酸鈉在食品工業(yè)也得到廣泛應(yīng)用，不論是牛奶、火腿、人造蟄絲，還是在飲料工業(yè)上廣泛應(yīng)用的藻酸丙二醇酯，都離不開(kāi)高純度的褐藻酸鈉。

褐藻酸鈉生產(chǎn)以海帶或巨藻為主要原料，其生產(chǎn)工藝流程為：浸泡→切碎→消化→稀釋→機(jī)械分離→溶氣→浮選→過(guò)濾→鈣化→脫水→干燥。原藻經(jīng)消化后，成為泥狀粘稠液，其中含有大量纖維素類不溶物殘?jiān)⒛嗌凹捌渌s質(zhì)，泥狀粘稠液經(jīng)稀釋溶氣浮選后，得到褐藻酸鈉清液。

溶氣浮選就是通過(guò)一定的壓力，一般為0.6～0.65MPa，在溶氣罐內(nèi)將空氣溶于膠液中。溶入空氣的膠液自溶氣罐內(nèi)放出進(jìn)入浮選罐后，由于壓力突然撤走，膠液中的空氣突然急速釋放出來(lái)，形成大量均勻的小氣泡，氣泡附著在帶粘性的細(xì)小浮渣表面，帶動(dòng)殘?jiān)仙焦奚喜康哪z液表層，同時(shí)，密度較大的泥沙沉至罐底，從而使大部分不溶物得到分離。

經(jīng)溶氣浮選后的清液中還含有少量微小的懸浮殘?jiān)虿蝗芪铩：衷逅徕c傳統(tǒng)去雜質(zhì)提純工藝一般采用120目和300目?jī)杉?jí)履帶式過(guò)濾的方法，由于濾網(wǎng)目數(shù)不能無(wú)限度提高，以及操作時(shí)濾帶跑偏和濾網(wǎng)易碎影響，產(chǎn)品中雜質(zhì)仍較多，不溶物含量一般在0.2%以上。對(duì)于清液中極為細(xì)小的（一般100μm以下）水不溶物、殘?jiān)入s質(zhì)，履帶式過(guò)濾機(jī)是無(wú)法將其去掉的，因而不能得到高純度的濾液。這些極為細(xì)小的雜質(zhì)混雜在產(chǎn)品中，致使產(chǎn)品純度不能提高，產(chǎn)品質(zhì)量檔次低。

對(duì)于褐藻酸鈉的純化國(guó)內(nèi)鮮有報(bào)道，偶有乙醇提純法的報(bào)道，但由于該法工藝繁瑣，成本大幅度升高，并不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

近期，山東結(jié)晶集團(tuán)首次將碟式分離機(jī)應(yīng)用于褐藻酸鈉的生產(chǎn)中，對(duì)浮選后的褐藻酸鈉溶液直接用碟式分離機(jī)進(jìn)行澄清，提高了濾液澄清度，滿足了海藻纖維對(duì)于褐藻酸鈉的純度要求。

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原理及設(shè)備

大量液相、少量固相且固相粒徑很小（10μm以下）時(shí)，可選用碟式分離機(jī)進(jìn)行澄清。碟式分離機(jī)分離因數(shù)3500～10000，可用于不互溶液體混合物的分離及從液體中分離出極細(xì)的顆粒如乳濁液的提純、含有微量固相雜質(zhì)的液相的澄清等，可以分離的固體粒徑約為0.5～500μm，在牛乳脫脂、飲料澄清、催化劑分離等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。為提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少產(chǎn)品中雜質(zhì)，采用碟式分離機(jī)純化。

碟式分離機(jī)的關(guān)鍵部件是轉(zhuǎn)鼓，混有細(xì)小顆粒雜質(zhì)的膠液從轉(zhuǎn)鼓上部的進(jìn)料口送入，到達(dá)底部，在離心力的作用下分布于兩碟片之間的窄縫中，由于細(xì)小固體顆粒雜質(zhì)的密度大于褐藻酸鈉溶液的密度，因而細(xì)小雜質(zhì)顆粒趨向外周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)機(jī)殼內(nèi)壁附近沉積下來(lái)，經(jīng)噴嘴排渣排出，密度較小的褐藻酸鈉溶液則趨向轉(zhuǎn)鼓中心自上方的出料口流出，從而達(dá)到將料液進(jìn)行澄清純化的目的。

碟式分離機(jī)型號(hào)DFP500，噴嘴排渣，分離因數(shù)6600，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速4850r/min，可分離的小固相顆粒粒徑為1～15μm之間，單臺(tái)設(shè)備控制流量不大于20m3/h。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所：山東潔晶集團(tuán)三膠車間；實(shí)驗(yàn)原料：秘魯泡葉藻。

1.2.1 履帶式過(guò)濾機(jī)去雜純化工藝

履帶式過(guò)濾機(jī)分為上下兩層，上層為120目濾網(wǎng)，下層為300目濾網(wǎng)，濾帶運(yùn)行的速度為0.723m/s，單臺(tái)設(shè)備控制進(jìn)料量在10～12m3/h之間。

將浮選后的褐藻酸鈉溶液用泵送至履帶式過(guò)濾機(jī)，分別經(jīng)120目和300目濾網(wǎng)過(guò)濾，濾液進(jìn)入清膠液池內(nèi)用泵送至鈣化，再經(jīng)壓榨、中和、烘干等工序，制出褐藻酸鈉成品。

履帶過(guò)濾機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，每隔1h取濾液100mL，共取5份，將5份樣混合均勻，對(duì)褐藻酸鈉溶液混樣做透明度、純度檢測(cè)。

對(duì)于烘干之后的成品褐藻酸鈉做透明度、純度、不溶物檢測(cè)。

1.2.2 碟式分離機(jī)去雜純化工藝

將履帶式過(guò)濾機(jī)替換成碟式分離機(jī)，浮選后的褐藻酸鈉經(jīng)碟式分離機(jī)進(jìn)行澄清，澄清液再去鈣化，經(jīng)壓榨、中和、烘干等工序，制出褐藻酸鈉成品。

碟式分離機(jī)變頻器設(shè)置為50Hz，電機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速4850r/min。調(diào)節(jié)閥門使離心后澄清液流量為12.5m3/h，渣液流量5.5m3/h。

碟式分離機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，每隔1h取澄清液100mL，共取5份，將5份樣混合均勻，對(duì)褐藻酸鈉溶液混樣做透明度、純度檢測(cè)。

對(duì)于烘干之后的成品褐藻酸鈉做透明度、純度、不溶物檢測(cè)。

1.3 檢驗(yàn)方法

透明度：HTM-1型數(shù)字式褐藻膠透明度儀。

純度（水、濾液）：以濾紙，在-0.06MPa壓力狀態(tài)下，將100mL溶液抽取完畢，記取所需要時(shí)間。

純度（成品）：將含量為95%以上的異丙醇100mL（以質(zhì)量計(jì)為80g）倒入容器中，稱取試樣80g加入容器中，倒入3840g純水，攪拌均勻配成4000g溶液，放置2h后，以規(guī)定的金屬濾網(wǎng)，在-0.06MPa壓力狀態(tài)下，將4000g溶液抽取完畢，記取所需要時(shí)間。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

兩種方法純化效果以及對(duì)自來(lái)水、MWCO 6000超濾后純水、履帶過(guò)濾機(jī)濾液和碟式分離機(jī)澄清液進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下：

由表可知：經(jīng)碟式分離機(jī)澄清之后的濾液以及成品，純度顯著提高，雜質(zhì)明顯減少，效果滿意。

2.2 設(shè)備參數(shù)的影響

碟式分離機(jī)的分離性能與分離因數(shù)有直接關(guān)系。調(diào)節(jié)碟式分離機(jī)變頻器，改變轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，從而改變分離因數(shù)，分別取澄清液檢測(cè)，結(jié)果如下：

由表可知，分離因數(shù)越大，分離效果越好。

2.3 工藝參數(shù)的影響

碟式分離機(jī)的分離性能除與設(shè)備技術(shù)參數(shù)有關(guān)外，與物料性質(zhì)如固液兩相的密度及密度差、固體顆粒大小、物料黏度等密切相關(guān)。碟式分離機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算非常復(fù)雜，本文僅就生產(chǎn)能力與分離效果間的關(guān)系，做一粗略分析。保持轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速4850r/min不變，調(diào)節(jié)進(jìn)料量，澄清液和渣液的流量相應(yīng)改變，待運(yùn)行穩(wěn)定后，分別取澄清液，進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示，進(jìn)料量對(duì)分離效果影響較大，進(jìn)料量越小即生產(chǎn)能力越小，分離效果越好。

三、結(jié)論

將浮選之后的褐藻酸鈉溶液，用碟式分離機(jī)進(jìn)行澄清，制出的褐藻酸鈉成品中雜質(zhì)含量顯著減少，純度、透明度顯著提高，能夠滿足海藻纖維對(duì)褐藻酸鈉的質(zhì)量要求，純化方法可行。