基本信息
- 项目名称：
- 利用蛋壳制备新型钙制剂—富马酸钙
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 首次利用蛋壳制备了新型补钙产品——富马酸钙。本产品既可作为食品添加剂，也可在临床上用于钙补充剂或保健产品。 将废弃蛋壳转化为新型有机酸钙产品，有效地解决了食品厂、糕点厂、孵化场、饭店等由于随便丢弃蛋壳所造成的环境污染，提出了一种变废为宝的有效途径。
- 详细介绍：
- 国内外对补钙产品一直有较大的需求，该领域的研究是近年来的社会热点。禽类蛋壳与矿物钙相比，形成时间短，受金属离子污染少，成为了天然的绿色钙源。国内对于禽类蛋壳的综合利用率较低，造成严重资源浪费和环境污染。目前市面上使用最广的有机酸钙类产品如葡萄糖酸钙、乳酸钙等均存在一定的不足，尚不能满足人民的需求，开发新型有机酸钙产品势在必行。富马酸钙含钙量高达25%，有良好的溶解度，吸收率与其他常见钙制剂相仿，在同类有机酸钙产品中具有明显优势。我国卫生部在2011年2月首次把富马酸纳入食品安全国家标准。美国食品药品管理机构（FDA）已于2010年10月批准富马酸钙作为食品添加剂。富马酸钙在食品、药品、保健品、饲料、化妆品中均有广泛的应用和广阔市场。利用蛋壳制备富马酸钙尚未见诸报道。本作品就蛋壳制备富马酸钙的方法及其工艺进行了深入研究，提出了一种消除废弃蛋壳污染、变废为宝的新方式。 本文通过实验证明：以蛋壳为原料制备富马酸钙工艺简单、产率高；产品纯度高、质量好、安全无毒、易于被人体吸收。实验确定的制备方法及最佳反应条件为富马酸钙的工业化生产提供了可能。通过本方法制备的富马酸钙产品在同类有机酸钙产品中具有较高的含钙量，是一种值得推广的新型钙制剂。 论文介绍了利用禽类蛋壳制备富马酸钙的方法。蛋壳经预处理后，高温煅烧成为蛋壳灰分。将富马酸溶液在加热及搅拌条件下分批加入蛋壳灰分乳浊液中,经处理得固体产品。该产品经1HNMR、13CNMR及IR表征确定为富马酸钙。同时本文就蛋壳煅烧条件、反应物料比、蛋壳灰分乳液浓度、反应时间、反应温度进行了试验，得出反应的最佳条件如下:蛋壳煅烧条件，温度900 ℃，煅烧时间1.5h，CaO 收率为93.45%，纯度达95.25%。富马酸制备条件，蛋壳灰分乳液浓度5%，富马酸浓度16%，富马酸与蛋壳灰分物质量之比为1.10，反应温度85℃，反应时间1.5 h。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 国内外对禽类蛋壳的综合利用率较低，造成严重资源浪费和环境污染。富马酸钙含钙量高，有良好的溶解度，吸收率与其他常见钙制剂相仿，在同类有机酸钙产品中具有明显优势。利用蛋壳制备富马酸钙未见报道。本作品就蛋壳制备富马酸钙的方法进行了深入研究，提出了一种消除废弃蛋壳污染、变废为宝的方式。
科学性、先进性及独特之处
- 首次利用蛋壳制备了新型补钙产品——富马酸钙。本产品既可作为食品添加剂，也可在临床上用于钙补充剂或保健产品。 将废弃蛋壳转化为新型有机酸钙产品，有效地解决了食品厂、糕点厂、孵化场、饭店等由于随便丢弃蛋壳所造成的环境污染，提出了一种变废为宝的有效途径。
应用价值和现实意义
- 以蛋壳为原料制备富马酸钙工艺简单、产率高；产品纯度高、质量好、安全无毒、易于被人体吸收。实验确定的制备方法及最佳反应条件为富马酸钙的工业化生产提供了可能。通过本方法制备的富马酸钙产品在同类有机酸钙产品中具有较高的含钙量，是一种值得推广的新型钙制剂。
学术论文摘要
- 本文介绍了利用禽类蛋壳制备富马酸钙的方法。蛋壳经预处理后，高温煅烧成为蛋壳灰分。将富马酸溶液在加热及搅拌条件下分批加入蛋壳灰分乳浊液中,经处理得固体产品。该产品经1HNMR、13CNMR及IR表征确定为富马酸钙。同时本文就蛋壳煅烧条件、反应物料比、蛋壳灰分乳液浓度、反应时间、反应温度进行了试验，得出反应的最佳条件如下:蛋壳煅烧条件，温度900 ℃，煅烧时间1.5h，CaO 收率为93.45%，纯度达95.25%。富马酸制备条件，蛋壳灰分乳液浓度5%，富马酸浓度16%，富马酸与蛋壳灰分物质量之比为1.10，反应温度85℃，反应时间1.5 h。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]马美湖,钟凯民,袁正东等.2006年国内外技术发展综合报告[J].中国家禽,2006,28（26）:5-8. [2]田萍,杨蓉.鸡蛋壳制备葡萄糖酸钙的研究[J].化学研究与应用,2000,12(5):572-574. [3]陈雪,张依,赵玉娥.以蛋壳为原料用水热法制备乳酸钙的研究[J].中国食品添加剂,2010,01:191-194. [4]李理.利用鸡蛋壳和酸性水果汁合成高水溶性有机钙[J].河南化工,2005,05:27-29. [5]富阿德.沙基.沙利布.速溶性富马酸钙的制备方法(P).中国, 881047503.C[P],1993-8-18. [6] Conniem.Absorption of Calcium Fumarate Salts Is Equivalent to Other Calcium Salts When Measured in the Rat Model [J] J. Agric. Food Chem. 2002,50,4974-4975. [7] FDA Doc No.1797 Everything Added to Food in the United States (EAFUS)[S]. [8] GB 25546－2010,食品添加剂富马酸[S] [9]张秋云,曹辰英,王卫红.石膏中氧化钙含量的测定研究[J].广东化工,2010,09:67-69.
同类课题研究水平概述
- 本课题的研究内容国内外文献未见报道。 目前国内外对于有机钙制备的研究主要有： 1、 制备葡萄糖酸钙 葡萄糖酸钙水溶性高、价格低廉，作为经典的传统钙源已被列入国家药典。但是葡萄糖酸钙含钙量低,患者服药依从性差,受到了一定限制。葡萄糖酸钙的合成通常是以活性炭为载体,将某些贵金属及少量其它金属提载在活性碳上,以一定组分配比和制备技术制成高选择性高效催化剂,能够使葡萄糖氧化生成葡萄糖酸及钙盐。也可用贝壳、鸡蛋壳等煅烧分解,研细后加入一定量的蒸馏水或去离子水,制成氢氧化钙溶液,与一定浓度的葡萄糖酸溶液中和,过滤、浓缩、结晶后即为葡萄糖酸钙产品。 2、 制备乳酸钙 乳酸钙由于含钙量低,单纯制品越来越少,多与其它钙盐一起制成复方制剂应用,仍有一定市场。其水溶性好,价格便宜,除作为营养强化剂以外,还可作为凝胶剂提高产品的稳定性,用于蔬菜加工中改善口感。现行的乳酸钙提取工艺多为乳酸钙硫酸酸化,该工序劳动强度大,生产条件差,污染严重,且产品的收率有限,质量也有待于提高。利用废弃的蛋壳、贝壳、甲壳等生产碳酸钙,不仅可以变废为宝,而且减少了对环境的污染,属于绿色环保项目,在品质、色泽上均优于化学合成产品,更适合于在食品、医药和饲料中使用。 3、 制备柠檬酸-苹果酸钙 柠檬酸钙和苹果酸钙的生产工艺分两种:蛋壳、毛蛤壳等煅烧后的灰份加入适量的水制成石灰乳,与一定浓度的柠檬酸、苹果酸水溶液化合而成[10]或用柠檬酸、苹果酸水溶液直接浸泡鱼骨制得。由于该产品无毒、纯度高,可作为食品钙强化剂直接加入食品中制成富含钙质的绿色、保健、营养食品,也可作为医药生产中钙添加剂使用。 此外，还有用蛋壳或贝壳制备丙酮酸钙、枸橼酸钙、醋酸钙、氨基酸螯合钙等文章见诸报道，国内外未见有用蛋壳制备富马酸钙的报道。 目前, 蛋壳的开发利用在我国尚处于初级阶段, 国内对鸡蛋壳的利用主要是将其粉碎后作为家畜的钙添加剂拌入饲料、加工蛋血粉肥、制成食品膨化助剂等用途。 大量的蛋品仍按原始的方式被分散地消费掉, 而且对于鸡蛋壳的回收利用并不理想: 直接被当做垃圾进行填埋, 或被丢弃于环境中。这些没有被利用起来的鸡蛋壳造成了严重的环境污染和资源浪费。
