動物膠

動物膠

以動物的皮、骨或筋等為原料,將其中所含的膠原經過部分水解、萃取和乾燥製成的蛋白質固形物。粒狀或粉狀的動物膠是乾、硬、無味的,材料顏色從淺琥珀色到棕褐色。當保持乾燥時,它們可無限期貯存而不損失強度或活性。動物膠的相對密度約為1.27,乾膠濕含量為10%~l4%,正常灰分含量為2.25%~4.00%,主要是硫酸鈣(皮膠)或磷酸鈣(骨膠)等。大多數皮膠水溶液呈中性,pH為6.5~7.4,儘管較寬pH範圍的品種也可能製得。骨膠一般呈微酸性,其pH為5.8~6.3。商品動物膠的等電點pH通常介於5.6~4.5之間。

基本信息

動物膠的概念

以動物的皮、骨或筋等為原料,將其中所含的膠原經過部分水解、萃取和乾燥製成的蛋白質固形物。色淡黃到棕色。能溶於水,微溶於酒精,不溶於有機溶劑。其水溶液具有表面活性,粘度較高,冷卻後會凍結成有彈性的凝膠,受熱後又恢復為溶液。後者是動物膠專有的特性,可以定量地以凝膠強度來表示,習慣上稱為凍力。這是決定動物膠商品價值的主要物理性能,是在標準條件下形成的凝膠的剛性。商品價值隨凍力的增大而提高。凍力用一種稱為勃盧姆計的特殊儀器來測定,以“克”表示。

動物膠動物膠

動物膠主要用作工業粘接劑、乳化劑和乳化穩定劑、選礦時的絮凝劑、造紙和紡織工業中的施膠劑,以及用於印刷工業中製版和製造墨輥等,在食品、照相材料、醫藥品和化妝品等生產領域中也有廣泛重要的用途(見明膠水解明膠)。現代開發的微膠囊技術是動物膠的新的套用領域。

動物膠在國民經濟中有著獨特的重要地位。據不完全統計,迄今有30多個行業,1000多種產品都要用到動物膠。儘管新材料不斷出現,但在有些領域(例如照相材料)中,動物膠還是無法被取代的。動物膠生產所用的獸骨和獸皮的邊角料等都是廢棄物,加以利用可以發揮很大的作用和效益。如任其廢棄則造成公害,因此動物膠的生產是一種化廢為寶的工業。

動物膠的沿革

約在公元前27世紀埃及所建的金字塔內曾發現動物膠的實物。中國在公元前 500年的《考工記》中有“鹿膠青白,馬膠赤白,牛膠火赤,鼠膠黑,魚膠餌,犀膠黃”等記載。說明2000多年以前中國已開始製造和套用動物膠,主要是藥用、墨用和粘接用。

歐洲在18世紀初開始從小牛骨中提取明膠,作為食品的添加劑。1847年法國首先將明膠用於照相紙生產。1871年英國正式開發了照相專用明膠。

中國於1921年在上海建立了上海明膠廠,但只生產皮膠;在濟南、青島同時建立了骨粉廠,以後又從骨粉中提取骨膠。1932年在濟南建立第一個骨膠廠。1935年上海開始生產明膠。到50年代初全國共有7家工廠生產動物膠,合計生產能力2500噸/年。產品大部分是工業膠(骨膠和皮膠),少量為明膠(食用)。1958年開始生產照相用明膠。1983年照相惰膠(即照相用惰性明膠,又名純膠)試製成功。1988年廣東開平明膠廠專門建設了照相明膠(包括惰膠)的生產線。到80年代末,全國總的生產能力達到4萬噸/年,明膠占40%左右。

動物膠的分類

動物膠按原料可分為骨膠和皮膠兩大類。廣義上來說動物膠還有血膠、魚膠、乳酪膠、龜板膠等,但這些產品產量不大,用途不廣泛,一般都不列入動物膠分類中。按產品的精製程度分,簡單加工的粗製品為骨膠和皮膠,精細加工的精製品為明膠。按產品分為明膠和工業膠(骨膠和皮膠)兩類。明膠的用途比骨膠和皮膠要廣泛得多。現代的動物膠生產企業大多以明膠為主要產品。習慣上把骨膠、皮膠和明膠統稱為三膠。

生產工藝

動物膠的生產工藝主要有原料預處理、萃取和成品製造。

原料預處理 除去原料(骨料或皮料)中所含的非膠原物質,如脂肪、礦物質等。主要的工序是脫脂、鹼處理、酸處理。原料預處理工藝對於工業膠比較簡單,對於明膠則要求較高。預處理工藝與成品的品種和質量有關。

萃取 首先使原料所含膠原中形成交聯的氫鍵或靜電性鍵在熱水的作用下斷裂。第二是共價鍵的水解斷裂,引起膠原的解體,這個作用稱為解鏇。解鏇後即生成可溶性的動物膠。由熱水萃取而得到濃度為3~8%(多數為5~7%)的淡膠液。對於不同的產品,萃取的步驟和工藝條件各有不同。

成品製造

由淡膠液製成動物膠成品,主要經過過濾、蒸發濃縮、凝膠成型、乾燥等工序。

①過濾:一般採用板框式壓濾機並以棉漿板作為過濾介質。這種設備較便宜,但清除濾餅要間歇地用人工進行,適於中小企業。現代的大型生產裝置採用由濾葉組、耐壓筒及驅動裝置組成的離心式自清理葉片過濾機。濾葉置於耐壓筒中,各濾葉內側與空心軸相通,上下均覆蓋很細的金屬絲網。淡膠液預先加入硅藻土助濾劑調成濾漿,用泵送入耐壓筒,助濾劑在濾葉上形成一個過濾介質層。經過一定時間的過濾操作後,將濾葉組轉動,利用離心力將濾渣和助濾劑一起清除。

②蒸發濃縮:採用多效管式或板式蒸發器,一般在減壓下進行。蒸發後得到的膠液濃度達20~25%以上。

③凝膠成型:採用轉鼓式或帶式凍膠機,使濃縮的膠液冷卻凝成不規則的薄片狀或小顆粒狀。常用的還有內外套管式冷卻器,這是一個內外均有冷卻夾套的管型設備。膠液在壓力下流過中間環形間隙,間隙中還裝有轉動的刮刀,冷卻後的凝膠在刮刀和流體的共同推動擠壓下通過出口的多孔板,擠出細條狀的凝膠。因此這個設備又稱擠條機。

④乾燥:採用滾筒式乾燥機或長網帶式乾燥機。滾筒式是間隙式操作,適用於中小企業。長網帶式是連續操作的,適用於大型工廠。乾燥後的產品含水量一般在16%以下。有些產品在乾燥後還要經過粉碎和篩選,得到最終成品。

配圖

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