全 文 ：2009 年 第 11 期 广 东 化 工
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海水替代淡水在江蓠加工中的应用研究
蔡鹰，李思东，黄家康，陈碧
(广东海洋大学 理学院，广东 湛江 524088)

[摘 要]用海水替代淡水进行江蓠加工生产，是解决江蓠加工需要消耗大量淡水的有效途径，具有良好的社会效益和经济效益。实验结果表
明，通过 pH 控制，使海水的 pH=6.0～6.5，使用 0.55 % HCl 作为酸化液，0.40 % H2C2O4 作为二次酸化、增白液，海水完全可以用于江蓠的加
工生产，替代率高达 73 %。
[关键词]海水；淡水；江蓠加工；琼胶
[中图分类号]X5 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2009)11-0115-02

Study of Graria Processing to Use Sea Water to Replace Fresh Water

Cai Ying, Li Sidong, Huang Jiakang, Chen Bi
(College of Science, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China)

Abstract: It’s an effective way to solve a large amount of fresh water consumption for processing Gracilaria to use sea water to replace fresh water, having a
good social and economic benefits. The research results showed that, through controling the pH value of seawater to 6.0～6.5, using 0.55 % HCl as an acidifying
reagent and 0.40 % H2C2O4 as a secondary acidification and whitening reagent, sea water can be used to replace fresh water for processing Gracilaria, and the
alternative rate was as high as 73 %.
Keywords: sea water；fresh water；gracilaria processing；agar

在江蓠加工提取琼胶的生产上，需要消耗大量的淡水，每
生产 1 t 琼胶需耗水 700 t 左右。随着全球人口的不断增加和
经济快速发展，对淡水的需求也在大幅度地上升，世界大部分
国家不同程度地面临着淡水缺乏的问题，严重地影响了各民族
的生存质量和经济的可持续发展。淡水资源是有限的不可替代
的战略性资源，据统计，我国人均淡水量仅为全球人均淡水量
的 1/4 左右，成为最缺水的国家之一，尤其是我国沿海地区经
济较为发达、人口密度高，其缺水的情况更为严峻；世界上不
少国家都积极开展水资源再生利用与新水源开发方面的研究
和应用，其中大多数沿海国家更是充分利用其地域优势，不断
加快开发利用海水资源。同样，我国沿海地区紧靠海洋，海水
资源非常丰富，在生产、生活上利用海水、减少淡水的使用量
就显得非常重要了。因此，江蓠加工生产琼胶所需要消耗的大
量淡水，根据其生产工艺及用水特点可以考虑使用海水来代替
大部分淡水进行生产，对建设节水型、环保型社会，提高企业
经济效益，使企业可持续发展具有重大的意义。
1 材料与方法
1.1 实验材料
细江蓠(Gracilaria st)，雷州半岛产，除去杂藻、泥、砂、
贝壳等杂物后备用。
海水，取自湛江港。
淡水，自来水，pH=6.5。
1.2 琼胶生产工艺
参照文献[1]，生产工艺路线为：江蓠→在 65 ℃时用 20 %
NaOH 处理 16 h→水洗→HCl 酸化→NaClO 漂白→水洗→
H2C2O4 再次酸化、增白→水洗→加热提胶→产品
1.3 海水预处理
海水经过 80 目筛网过滤后，进入多层砂池过滤，再经过
混凝处理后备用。处理后海水水质指标为：浊度为 3.2 NTU，
pH=8.1，盐度为 27.3 ‰。
2 结果与讨论
2.1 淡水和海水的对比实验
分别用淡水和海水进行实验。实验过程按 1.2 的生产工艺
进行；海水实验部分从碱处理开始，用海水配制合适的碱溶液
后在 65 ℃温度下对细江蓠处理 16 h，取出细江蓠沥去碱液，
用海水进行冲洗至 pH=8.1 时开始浸泡，多次换水，至 pH 稳
定在 8.1 左右再将江蓠置于 0.5 % HCl 中酸化 5 min，用海水
洗 1 次，加入含 0.1 %有效氯的 NaClO 溶液进行漂白，时间为
10 min 钟，过滤除去 NaClO 溶液，加入 0.30 % H2C2O4 溶液进
行二次酸化，增白处理 5 min，用海水冲洗至 pH 在 8.1 左右时，
改用淡水浸泡，搅拌，多次换水，至 pH 稳定在 6.5 左右时，
开始加热提胶。淡水实验的工艺步骤、参数和海水实验的一致。
在海水环境中进行酸化，由于 pH 较高需要额外消耗一部
分酸，而且酸化、漂白过程全部使用海水，虽然增大了酸化液
的浓度，但酸化、漂白处理后的江蓠基本处于弱碱性环境中，
所以酸化、漂白的效果均受到一定的影响，较难漂白到理想的
白色，酸化变软的江蓠使用海水冲洗后有变硬的现象，影响出
胶率。HCl 酸化液为 1.10 %时产品外观颜色、出胶率和凝胶强
度较为理想，和淡水加工时的情况相比出胶率稍低，而凝胶强
度没有明显差别(见表 1)。

表 1 淡水和海水加工江蓠的效果对照
Tab.1 Effect of processing Gracilaria with fresh water and with sea water
藻的外观和手感 碱处理后 冲洗去碱后 漂白后 出胶率/% 凝胶强度/(g·cm
-2)
淡水 绿色、硬 黄褐色、弹性好 奶白色、较易烂 15.3 470
海水 绿色、硬 绿色、弹性稍弱 微褐色、略硬 5.8 580

由表 1 结果可见，用海水和淡水进行江蓠加工的效果还是 有很大的不同。两种情况下碱处理后江蓠的外观、手感是一样
水处理技术
[收稿日期] 2009-07-16
[作者简介] 蔡鹰(1964-)，男，广西人，教授级高级工程师，主要研究方向为应用化学水产品深加工。
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的，但使用海水进行冲洗去碱和漂白，效果就明显比淡水的差，
提胶率也偏低，而海水处理的凝胶强度比淡水处理的要高 23 %。
原因是由于海水的 pH 在 8.1 左右，偏弱碱性，因此，对碱处
理是没有影响的。而在冲洗中弱碱性的水不利于江蓠色素的去
除，所以冲洗去碱后江蓠的颜色和手感均不如淡水冲洗的效
果。同样的原因，虽然在漂白中使用了和淡水实验中同样浓度
的漂白剂，但由于海水的 pH 较高，消耗了一定量的酸，影响
了漂白的效果。同时，由于酸化程度不够，江蓠较硬，在提胶
环节上就严重地影响了出胶，导致出胶率偏低。碱性环境有利
于琼胶中半乳糖分子的稳定，所以产品的凝胶强度较高。综上
所述，在工艺、方法不作改变的前提下，直接使用海水替代淡
水在江蓠加工生产上是行不通的，必须根据江蓠加工工艺的要
求和海水的特点对生产工艺、方法作相应的变化。
2.2 海水条件下不同浓度 HCl 酸化液的影响
考虑到海水的弱碱性，适当增大酸化液的浓度，将碱处理
后用海水冲洗去碱的江蓠置于不同浓度HCl酸化液中，酸化5 min，
按 2.1 的方法处理后提胶。结果见表 2。

表 2 海水条件下 HCl 酸化液对江蓠加工的影响
Tab.2 The effect of HCl acidifycation on Gracilaria’s processing
with sea water
酸化液
浓度/% 酸化后藻的手感
漂白后藻的
颜色
出胶率
/%
凝胶强度
/(g·cm-2)
0.30 硬，用力压不烂 淡褐色 3.7 610
0.50 略硬，用力压烂 微褐色 5.8 580
0.70 略硬，较用力压烂 微褐色偏白 11.6 570
0.90 软，较用力压烂 微褐色偏白 13.5 530
1.10 软，较易烂 奶白色 14.3 470
1.30 软，易烂 奶白色 14.4 380

2.3 海水条件下不同浓度 H2C2O4 酸化液的影响
按2.1 的方法对江蓠进行加工处理，其中酸化液为0.50 % HCl，
酸化 5 min，NaClO 处理工序完成后将江蓠置于不同浓度的 H2C2O4
溶液中进行二次酸化、增白，考虑到海水的弱碱性，所用 H2C2O4
溶液的浓度和淡水加工时的比较增幅较大，结果见表 3。

表 3 海水条件下 H2C2O4 酸化液对江蓠加工的影响
Tab.3 The effect of H2C2O4 acidification on Gracilaria’s
processing with sea water
H2C2O4
浓度/% 酸化后藻的手感
漂白后藻的
颜色
出胶率
/%
凝胶强度
/(g·cm-2)
0.20 硬，用力压不烂 淡褐色 2.3 460
0.50 略硬，用力压不烂 微褐色 3.5 560
0.80 略硬，用力压烂 微褐色偏白 6.4 590
1.10 软，用力压烂 微褐色偏白 9.8 550
1.40 软，较用力压烂 奶白色 11.5 530
1.70 软，较用力压烂 奶白色 13.1 510

H2C2O4 作为一种弱酸，其酸化作用和效果比 HCl 要差，
在海水的弱碱性环境中，同样有一部分 H2C2O4 被海水的弱碱
性消耗掉，二次酸化、增白的效果还继续被冲洗环节的海水弱
碱性降低，H2C2O4 溶液浓度达到 1.70 %时江蓠还无法达到纯
白色，出胶率也稍低，但凝胶强度较为稳定。因此，仅仅依靠
改变 H2C2O4 的浓度试图来达到良好的江蓠加工效果是不够
的。
2.4 海水条件下新工艺的效果
从上面的实验可知，由于海水的弱碱性，一是消耗了相当
部分的酸，二是江蓠基本在弱碱性环境中处理，削弱了酸化、
漂白的作用效果，同时使江蓠较硬、软化不够。这两个原因使
酸化、漂白、提胶的效果不理想。因此，针对海水弱碱性的特
点，在海水中加入适量的盐酸将 pH 调至 6.0～6.5，加工工艺
改为：碱处理后用海水冲洗 3～5 次，再用 pH 6.0～6.5 的海水
冲洗、浸泡，按照 2.1 中的漂白方法进行漂白，漂白后用海水
冲洗 3～5 次，改用淡水浸泡数次，直至浸泡水 pH 稳定在 6.5
左右，加热提胶。表 4、表 5 分别是在新工艺条件下进行江蓠
加工的效果。

表 4 新工艺条件下江蓠加工的效果
Tab.4 The effect of Gracilaria’s processing with new technology
HCl
浓度/% 酸化后藻的手感
漂白后藻的
颜色
出胶率
/%
凝胶强度
/(g·cm-2)
0.10 硬，用力压不烂 淡褐色 5.7 590
0.25 略硬，用力压烂 浅黄褐色 7.3 550
0.40 软，较用力压烂 微黄褐色 12.4 520
0.55 软，较用力压烂 奶白色 14.5 480
0.70 软，较易烂 白色 15.7 450
0.85 软，易烂 白色 15.9 390
注：用于二次酸化、增白的 H2C2O4 浓度为 0.30 %。

表 5 新工艺条件下不同浓度 H2C2O4 进行江蓠加工的效果
Tab.5 The effect of a variety of concentrations of H2C2O4 on
Gracilaria’s processing with new technology
H2C2O4
浓度/% 酸化后藻的手感
漂白后藻的
颜色
出胶率
/%
凝胶强度
/(g·cm-2)
0.10 硬，用力压不烂 淡黄褐色 5.2 580
0.20 略硬，用力压不烂 微黄褐色 9.3 550
0.30 软，较用力压烂 奶白色 14.5 480
0.40 软，较用力压烂 奶白色 15.1 460
0.50 软，易压烂 白色 15.7 410
0.60 软，易压烂 白色 15.5 370
注：用于酸化的 HCl 浓度为 0.55 %。

由表 4、5 可见，调整海水的 pH，在提胶前改用淡水，新
工艺使江蓠的加工效果显著改善。综合考虑产品的外观、出胶
率和凝胶强度，以酸化液为 0.55 % HCl 及二次酸化、增白液
为 0.30 %～0.40 % H2C2O4 效果较好。和表 1 对比可知，使用
海水新工艺加工效果和淡水工艺生产的已经没有明显差别，海
水完全可以用于江蓠的加工生产，替代率高达 73 %(见表 6)。

表 6 海水新工艺和淡水工艺用水情况对比
Tab.6 The quantities of water used in Gracilaria’s processing
with sea water and with fresh water
冲洗 碱液 漂白
冲洗
漂白
液
浸泡 提胶
淡
水
总
用
量
海水替
代率/%
淡
水
工
艺
49 21 28 21 15 134 -
新
工
艺
49
(海水)
21
(海水)
28
(海水)
21
(淡水)
15
(淡水) 36 73
注：以处理 1 t 江蓠计算用水量(单位为 t)。

3 结论
(1)海水含有一定量的杂质，必须经过预处理后才能用于
生产上。
(2)由于海水呈弱碱性，必须使用适量的 HCl 调整海水的
pH 在 6.0～6.5 范围内，然后再使用。
(3)冲洗碱液的前几次可直接使用预处理后的海水，后面
(下转第 123 页)
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条件等因素有关；但是在亚硝酸氮浓度低于25 mg/L的情况下
不会对反硝化条件下磷的吸收产生毒害作用，相反地，它可以
取代氧气、硝酸氮做为良好的电子受体用来进行缺氧段磷的生
物摄取，在反硝化除磷中表现一定的积极作用。
穗贤杰等[17]以经过NO3-诱导的反硝化聚磷颗粒污泥为对
象，研究了NO2-浓度对反硝化聚磷的影响。结果表明，反硝化
聚磷过程中，当NO2-≤6.0 mg/L时，反硝化聚磷颗粒污泥可利
用NO2-为电子受体进行反硝化聚磷，消耗单位N的最大聚磷量
为3.45 mg；NO2-≥10.0 mg/L时，对颗粒污泥反硝化聚磷产生
较强抑制，消耗单位N的聚磷量仅为1.00 mg；NO2-对反硝化聚
磷的抑制主要与HNO2有关，HNO2对颗粒污泥反硝化聚磷的抑
制阈值为0.0008 mg/L。
3.3 回流比
在反硝化除磷的各种工艺中，各种回流比的大小对整个工
艺的脱氮除磷效果影响甚大，尤其是污泥回流比、超越污泥回
流比对A2N工艺的反硝化除磷脱氮的效果影响最为明显。
A2N工艺中超越污泥流量的控制至关重要，它直接决定未
经硝化而直接进入缺氧池的氨氮量，进而影响出水氨氮浓度。
超越污泥回流的作用主要是保证系统的泥量平衡，所以在保证
缺氧池有足够污泥的前提下，应尽可能减小超越污泥流量，以
降低出水氨氮浓度。但是当超越污泥回流比较低时，不能够保
证缺氧池有足够的污泥量，反硝化吸磷不完全，进而降低反硝
化除磷的效果。
杨庆娟[18]等以城市生活污水为研究对象，探讨了不同的
超越污泥和回流污泥回流比对A2N工艺脱氮除磷的影响。在超
越污泥回流比与回流污泥回流比相同且分别为0.3、0.4和0.6的
条件下。A2N工艺的出水COD为20.3、28.4、25.3 mg/L；出水
总氮分别为6.75、5.43、6.95 mg/L；对磷的平均去除率分别为
99.5 %、9.6 %和99.0 %出水磷浓度分别为0.02、0.02、
0.05 mg/L。当回流比为0.4时，A2N系统的除污效果最好。研
究还发现，超越污泥流量直接决定了未经硝化而直接进入缺氧
池的氨氮量，进而影响出水氨氮浓度。因此，在保证缺氧池有
足够污泥的前提下，应尽可能减小超越污泥流量，以降低出水
氨氮浓度。
大多数研究者的研究表明 C/P 比、NO3--N 浓度、溶解氧
对生物反硝化除磷脱氮效果的起决定性作用，同时 C/N 比、
NO2--N 浓度、回流比对生物反硝化除磷脱氮效果也起着重要
的作用。
4 结语
反硝化除磷脱氮技术将反硝化脱氮和生物除磷有机地合
二为一，克服了传统生物脱氮除磷工艺存在着碳源不足、菌群
竞争、泥龄难以控制等诸多问题。研究结果表明：反硝化除磷
工艺可节省 COD 与 O2 消耗量，从而剩余污泥量；其特别适
用于低 C/N 比的污水处理工艺中。
国内外广大学者的研究表明：C/P 比、NO3--N 浓度、溶
解氧对生物反硝化除磷脱氮效果的起决定性作用，同时 C/N
比、NO2-浓度、回流比对生物反硝化除磷脱氮效果也起着重要
的作用。不同反硝化除磷控制要点差别较大，必须需要通过试
验确定不同工艺的最佳组合控制参数。
随着国内外对反硝化除磷工艺的不断深入的研究和完善，
该工艺将有着广阔的应用前景。目前，反硝化除磷技术已经有
了一定的工程应用，且取得良好的处理效果与经济效益。

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(上接第 116 页)
工序使用 pH=6.0～6.5 的海水，以减少 HCl 的用量。江蓠漂白
后使用淡水浸泡，以免将海水富含的钠、钙、镁等各种杂质带
入提胶环节，影响产品质量。
(4)综合考虑琼胶产品的外观、出胶率和凝胶强度，使用
0.55 % HCl 作为酸化液，0.30 %～0.40 % H2C2O4作为二次酸
化、增白液，效果较好。


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