全 文 ：　第 22 卷　第 6期2002 年 12 湛江海洋大学学报Journal of Zhanjiang Ocean University Vol.22 No.6Dec.2002
NaClO法漂白江蓠时不同工艺对氯气浓度及
漂白效果的影响
蔡　鹰1　　黄家康2　　吴湛霞2
(1.湛江海洋大学产业办　广东　湛江　524025;
2.湛江海洋大学理学院　广东　湛江　524088)
①
摘　要:为解决 NaClO法漂白江蓠时漂白空间氯气浓度过高导致环境的污染。对 NaClO 法漂白江蓠时
影响漂白空间氯气浓度的几种主要因素进行了研究。通过改进生产工艺 , 对酸化后的江蓠进行水洗后
再漂白 , 同时增加草酸作后处理 ,在保证江蓠漂白效果的前提下 , 使漂白空间氯气浓度从最高值 80.54
mg m3 降低到约 0.050 mg m3 ,车间及环境的氯气浓度远低于国家安全标准 ,解决了江蓠漂白中氯气污染
的问题 , 达到了清洁生产的效果。
关键词:漂白　　江蓠　　氯气
中图分类号:S985.4　　　　　　文献标识码:A 文章编号:1007-7995(2002)12-0015-05
Influence of Different Techniques of Bleaching Gracilaria
on the Density of Chlorine and Bleaching Effect with NaClO
Cai Ying　　Huang Jiakang　　Wu Zhanxia
(1.Office of Industrial Management , Zhanjiang Ocean University , Zhanjiang Guangdong 524025;
2.Science College of Zhanjiang Ocean University , Zhanjiang Guangdong 524088)
Abstract:The paper explores several influential factors on the density of chlorine in the process of
bleaching gracilaria with NaClO so as to solve the problem of chlorine pollution and dispel the harm
to workers health because of the high density of chlorine.By improving technique , bleaching acidi-
fied gracilaria after wasting it and adding oxalic acid for after-treatment , on the premise of guaran-
teed bleaching effect , the density of chlorine in the air of workshop is reduced from 80.54mg m3 to
about 0.050 mg m3 , by far lower than the national safety standard.The problem of chlorine pollu-
tion in the process of bleaching gracilaria has been solved and the purpose of clean production has
attained.
Key words:Bleaching　　Gracilaria　　Chlorine
① 收稿日期:2002-07-04
第一作者:蔡鹰(1964—),男 , 理学士 ,讲师 , 研究方向为化学与水产品加工。
广东 、广西 、海南等地的大多数生产企业在用江蓠生产琼胶时 ,主要采用次氯酸钠对江蓠
进行漂白 ,尽管各生产企业使用的辅料及投料方式 、生产工艺不尽相同 ,但基本上都存在着用
NaClO及辅料对江蓠进行漂白时产生不同浓度氯气的问题 。个别生产企业采取用稀碱吸收氯
气的方法来减少或消除这些氯气 ,而多数企业根本不作处理 ,让漂白产生的氯气在车间及周围
环境自然扩散。氯气为有毒气体 ,其相对密度较空气大 ,排放及逸漏时主要沿着地面沉于空气
的底层 ,扩散效果较差 ,严重影响工人身体健康及污染环境 ,这一问题一直没有得到重视和解
决。本文在以NaClO为主要漂白原料的基础上 ,研究了几种常用漂白工艺对漂白空间氯气浓
度的不同影响及琼胶产品质量的差异 ,根据氯气产生的原因及影响琼胶产品质量的因素 ,提出
了新的漂白工艺 。在保证琼胶产品质量的前提下 ,大幅减少了氯气的浓度 ,漂白过程中产生的
氯气浓度远远低于国家安全标准 ,可确保工人的身体健康及对周围环境不产生污染。由于本
研究是从工艺上解决氯气产生的问题 ,从源头上控制氯气的产生 ,生产中不必再设置氯气吸收
装置 ,减少了生产企业处理氯气污染这一工序 ,降低了治理费用 ,减少了生产成本 ,增强生产企
业的生存能力及竞争能力 ,因而具有良好的社会效益和经济效益 。
1　材料与方法
1.1　原料
湛江周边海区产细江蓠(Gracilaria sp)。
1.2　方法
1.2.1　漂白空间的氯气浓度测定　用甲基橙分光光度法[ 1] 。为减少外界各种因素干扰 ,漂白
工艺在一 2.5 L体积装置内进行 ,氯气检测装置从其顶部抽取气体 ,漂白装置下部平均地设有
6个进气孔 ,平衡内部气体压力。
1.2.2　江蓠及产品白度测定　目测比色。
1.2.3　凝胶强度测定　参照文献[ 2] 。
1.2.4　碱处理　质量分数为 20%NaOH加温至(60±2)℃,投入江蓠 ,恒温 16 h ,倾去碱液 ,水
洗至中性 。
1.2.5　漂白及提胶　漂白工艺按实验要求确定 ,漂白后的江蓠投入江蓠干重 20倍量的沸水
中加热提胶30 min ,过滤 ,待胶液冷却后在-10 ℃下冷冻 24 h ,解冻脱水 ,干燥后即得产品 。
2　结果与分析
2.1　不同工艺对氯气浓度及漂白效果的影响
选择几种常见漂白工艺进行测定及比较 。
工艺 1[ 3] :在有效氯质量分数为 0.1%、pH7.5的漂白液中对碱处理后的江蓠进行漂白 ,漂
白时间10 min ,弃去漂白液 ,然后用质量分数 2.0%盐酸酸化处理 5 min ,滤去酸化液 ,水洗至中
性。加热提胶。
工艺 2[ 4 ,5] :往质量分数为 0.1%有效氯的漂白液中加入适量盐酸 ,调节漂白液 pH1.0 ～ 1.5
之间 ,投入碱处理后的江蓠 ,漂白 10 min ,滤去漂白液 ,水洗至中性。加热提胶 。
工艺 3:将配制质量分数 0.1%有效氯溶液所需的次氯酸钠溶液与盐酸溶液快速混合后加
入水中搅拌均匀 ,此时漂白液的 pH在 1.0 ～ 1.5之间 ,盐酸用量以此值为基准 。投入碱处理后
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的江蓠 ,漂白 10 min ,水洗至中性 ,加热提胶 。
工艺 4:将碱处理后的江蓠置质量分数 0.4%盐酸化液中酸化处理 5 min ,倒去酸化液 ,加
入质量分数 0.1%有效氯NaClO溶液漂白 10min ,滤去NaClO溶液 ,加入HCl溶液调 pH为 1.5 ,
处理 5 min ,水洗至中性 ,加热提胶。
实验结果如表 1。
表 1　不同漂白工艺对氯气浓度及漂白效果的影响
Tab.1　Influence of different techniques on density of chlorine and bleaching effect
工艺 ρ(Cl2) (mg·m-3) 对人员刺激情况 加 HCl后 pH
漂白后江蓠
颜　色 手　感 出胶率 %
凝胶强度 (g·cm-2)
工艺 1 39.18 呼吸困难 , 只能短暂忍受 1.0 白带微黄 软 , 易烂 16.0 490
工艺 2 56.92 窒息 , 无法呼吸。 1.0 淡黄 软 ,较易烂 14.0 400
工艺 3 80.54 窒息 , 无法呼吸。 1.5 淡黄 稍硬 , 不易烂 12.5 460
工艺 4 13.02 勉强可以呼吸,对咽 、肺刺激大。 1.5 淡黄 稍硬 , 不易烂 14.2 380
工艺 4 ＊ 4.10 可以呼吸 ,对咽 、肺有明显刺激 2.0 淡黄褐色 较硬 , 不易烂 — —　　＊工艺 4修改为倾去酸化液后水洗一次
由表 1可知 ,以工艺3的氯气浓度最高 ,工艺 2次之 ,较低是工艺 4。从漂白效果 、产率 、凝
胶强度三个参数来看 ,以工艺 1较理想 ,工艺 4虽然氯气浓度较低 ,但产品质量及产率都不太
理想 ,这几个工艺 ,产生的氯气浓度均严重超标。以上漂白工艺 ,基本上是在酸性环境下进行 ,
在温度不变的情况下 ,影响氯气浓度的主要因素是反应物的浓度[ 6] ,这与表 1结果是一致的 。
工艺 3是反应物在高浓度下混合反应后再稀释进行漂白 ,因此产生的氯气浓度最高;工艺 2是
反应物稀释在水中进行反应 ,反应物浓度虽有所下降 ,但产生的氯气浓度仍然较高;工艺 1将
NaClO溶液滤去后加稀 HCl调 pH ,此时残留 NaClO浓度虽然与工艺2 、3比较有一定的下降 ,但
HCl的浓度是四个工艺中最高的 ,因此氯气浓度仍然比较高;工艺 4的整个漂白过程都在反应
物较低浓度下进行 ,其氯气浓度相对就低些。
综上所述 ,为了达到漂白工艺中氯气浓度大幅降低的目的 ,就必须尽量减少反应物的浓
度。在 NaClO与 HCl相遇反应的步骤中 ,主要将其中一个反应物的浓度降低即可达到目的(结
果见表1工艺 4＊部分),氯气浓度虽然较低 ,但漂白效果较差 ,没有进行提胶。NaClO与HCl的
浓度同样会影响漂白效果与产品质量。pH 值的不同对 NaClO 的漂白作用(氧化能力)影响也
较大 。
电势图如下[ 6] :
E

A　　　　　　 HOCl 1.64 Cl2 1.36 Cl-
E

B 　　　　　　 ClO- 0.40 Cl2 1.36 Cl-
漂白液主要成分与 pH值紧密相关[ 3] ,pH≥9 ,为 ClO-;pH2 ～ 7 ,为 HClO;pH<2 ,为 Cl2 。在
江蓠漂白过程中 ,主要是强氧化作用与酸化作用破坏江蓠藻体的髓部细胞和皮层[ 5] ,达到漂白
和易于提取琼胶的目的。根据以上结果与分析 ,为了研究在降低氯气浓度的前提下 ,如何保证
比较理想的漂白效果 ,进行了以下实验 。
2.2　酸化液浓度对氯气浓度及漂白效果的影响
草酸作为一种弱酸及还原剂 ,在酸化江蓠的同时还可对江蓠进一步漂白 ,而草酸(还原剂)
与NaClO(氧化剂)的反应在一定程度上进一步减少氯气的产生 ,反应式:
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2H
++2ClO-+H2C2O4 pH1.5 Cl2 +CO2+2 H2O
Cl2+H2C2O4(过量) 2 Cl-+CO2+2 H+
为了解决降低氯气浓度与提高保证漂白效果的矛盾 ,将工艺 4的最后一步所用盐酸用草酸代
替 ,用不同浓度的盐酸溶液对江蓠进行酸化处理 5 min ,滤去酸化液 ,水洗一次 ,加质量分数
0.1%有效氯的NaClO溶液漂白 10 min ,滤去NaClO溶液 ,加质量分数 0.07%H2C2O4 溶液酸化
增白 5 min ,滤去 H2C2O4 溶液 ,水洗至中性时加热提胶 ,结果见表 2。
表 2　酸化液浓度对氯气浓度及漂白效果的影响
Tab.2　Influence of the density of acidifier on the density of chlorine and bleaching effect
w(HCl) % ρ(Cl2)＊ (mg·m-3)
ρ(Cl2)＊＊ (mg·m-3) 加H2C2O4 后 pH
漂白后江蓠
颜　色 手　感 出胶率 %
凝胶强度 (g·cm-2)
0.05 0.58 1.89 4.1 浅黄褐色 硬 , 不烂 5.6 570
0.10 1.30 2.38 5.0 淡黄色 较硬 , 不易烂 7.2 550
0.20 1.92 2.32 3.0 淡黄微白 稍硬 , 可压烂 12.3 550
0.30 1.80 3.89 3.0 微黄 软 , 较易烂 15.6 540
0.40 2.29 4.57 2.5 白 软 , 较易烂 15.7 460
0.50 2.37 4.82 2.5 白 软 , 较易烂 16.0 390
0.20 ＊＊＊ 1.93 1.82 3.0 淡黄 , 微白 ——— ——— ———
　　＊加NaClO溶液至滤掉NaClO溶液过程数据;＊＊加H2C2O4 溶液至滤掉 H2C2O4 溶液过程数据。
＊＊＊滤去 NaClO 后 ,水洗一次 ,加H2C2O 4 酸化增白
随着酸化液 HCl浓度的增加 ,氯气浓度也同步上升 ,但由于江蓠经过 HCl酸化处理后进行
水洗 ,使HCl的浓度大为下降 ,因此 ,氯气浓度总的变化范围较窄 ,最高值仅在 4.89 mg m3 。而
在NaClO处理后 ,水洗 、不水洗再加H2C2O4 处理对氯气浓度的影响并不明显 ,但漂白效果受酸
化液的影响较大 。综合江蓠漂白后颜色 、出胶率 、凝胶强度 ,酸化液浓度以质量分数 0.20%～
0.30%HCl较为理想 。从出胶率的情况 ,又以质量分数 0.30%HCl最为合适 。
2.3　H2C2O4 浓度对氯气浓度及漂白效果的影响
将碱处理后的江蓠置质量分数 0.3%HCl溶液中酸化处理 5 min ,滤去酸化液 ,水洗一次 ,
加入质量分数 0.1%有效氯的 NaClO 溶液 ,漂白 10 min ,滤去 NaClO 溶液 ,加入不同浓度的
H2C2O4 溶液处理 5 min ,水洗至中性 ,加热提胶。结果见表 3。
H2C2O4 浓度变化对漂白空间的氯气浓度基本没有影响 ,基本上稳定在 2.15 ～ 2.61 mg m3
之间;但H2C2O4 浓度对江蓠白度 、出胶率 、凝胶强度的影响非常明显。综合以上三个因素 ,以
H2C2O4 质量分数 0.087%时漂白效果较为理想 ,超过 0.087%,虽然出胶率及江蓠白度有一定
提高 ,但凝胶强度下降幅度达 19.3%,影响琼胶产品质量 ,并不可取。
表 3　H2C2O4 浓度对氯气浓度 、漂白效果的影响
Tab.3　Influence of the density of H2C2O4 on the density of chlorine and bleaching effect
w(H2C2O4) % ρ(Cl2)
＊ (mg·m -3) ρ(Cl2)
＊ (mg·m-3) 加 H2C2O4 后 pH
漂白后江蓠
颜　色 手　感 出胶率 % 凝胶强度 (g·cm-2)
0.029 1.25 2.15 5.3 淡黄 稍硬 , 不易烂 9.6 580
0.058 1.28 2.61 4.6 淡黄微白 稍硬 , 较易烂 12.8 570
0.087 1.22 2.15 2.5 白 , 微黄 软 , 易烂 14.6 570
0.116 1.18 2.39 2.2 白 软 , 易烂 15.1 460
0.145 1.23 2.41 2.0 白 软 , 极易烂 15.8 400
0.174 1.96 2.18 2.0 白 软 , 极易烂 16.4 350　　＊加NaClO溶液至滤掉NaClO溶液过程数据
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2.4　新工艺在生产环境中的表现
由表 1 、表 2 、表 3可知 ,对江蓠先用质量分数 0.30%HCl酸化 5 min ,滤去酸化液 ,水洗一
次 ,加质量分数 0.1%有效氯的 NaClO 溶液漂白 10 min , 滤去 NaClO 溶液 , 加入质量分数
0.087%H2C2O4 的溶液进行再次酸化 、增白 5 min ,水洗至中性 ,加热提胶的工艺氯气浓度较
低 ,且漂白效果较好 。在生产环境中对该工艺进行测试 ,氯气取样位置在漂白池上方 30 cm ,结
果见表4 。
表 4　新工艺在生产环境中的表现
Tab.4　Performance of new techniques in production environment
次数 ρ(Cl2)
＊
(mg·m-3)
ρ(Cl2)＊
(mg·m-3)
漂 白 后 江 蓠
颜　色 手　感
出胶率
%
凝胶强度
(g·cm -2)
1 0.048 0.019 白色微黄 软 , 易烂 13.9 570
2 0.093 0.079 白色微黄 软 , 易烂 14.8 540
3 0.037 0.073 白色微黄 软 , 易烂 14.6 510
4 0.020 0.070 白色微黄 软 , 易烂 14.9 560
平均值 0.050 0.060 ——— ——— 14.6 545
　　＊加NaClO溶液至滤掉NaClO溶液过程的数据;测试环境内空气基本不流动 ,让氯气自然扩散。
在生产环境中应用 ,由于空间体积比实验测试装置要大 ,因此氯气浓度有比较明显的下
降 ,整体平均值仅为 0.050 ～ 0.060 mg m3 ,比车间空气卫生标准:中国MAC 1 mg m3 [ 7] 低近17 ～
20倍 ,工作人员在生产环境内操作时基本嗅不到氯气味道 ,对工作人员无任何刺激 ,与国家排
放标准[ 8] 无组织排放监控浓度限值 0.50 mg m3 相比低 8 ～ 10倍 ,对周边环境没有污染 。该工
艺有效地解决了 NaClO法漂白江蓠中氯气浓度偏高的问题 ,同时保证了产品的白度 、出胶率 、
凝胶强度 ,综合水平比较理想 ,在实际生产应用中具有很大的意义。
3　结论
3.1　酸化液的浓度增加氯气浓度 、江蓠白度与出胶率也增加 ,但凝胶强度随酸化液浓度的增
加而程度不同地下降 ,对酸化后的江蓠水洗一次后 ,氯气浓度的整体水平下降。
3.2　在确定酸化液浓度的前提下 ,H2C2O4 浓度变化对漂白空间的氯气浓度基本没有影响 ,但
对漂白效果有影响。
3.3　应用于实际生产时 ,氯气浓度远低于国家安全标准 ,且漂白效果比较稳定 。
参 考 文 献
1　国家环保局.空气和废气监测分析方法[ M] .北京:中国环境科学出版社 ,1990.133～ 135
2　王铭和编著.琼胶和卡拉胶的生产和应用[ M] .北京:海洋出版社 , 2001.42～ 45
3　赵谋明 ,邱慧霞 ,李小丽 ,等.江蓠藻酸化漂白及其琼胶分子结构保护的研究[ J] .华南理工大学学报 , 1998 ,26(2):81～ 85
4　赵谋明 ,林伟锋 ,彭志英 ,等.江蓠加工过程中成分变化对凝胶强度的影响[ J] .华南理工大学学报 , 1996 ,24(6):95～ 101
5　吴燕燕 ,李来好 ,陈培基 ,等.提取江蓠琼脂生产工艺中漂白作用和机理的探讨[ J] .食品与发酵工业 , 1996(1):36～ 38
6　陈荣三 ,张树成 ,黄孟健 ,等.无机及分析化学[ M] .北京:高等教育出版社 ,1987.299～ 300
7　广东中毒急救中心.氯.WWW.gdpcc.com toxi toxi26.htm , 2002-05
8　GB16297-1996　中华人民共和国国家标准大气污染物综合排放标准[ S]
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