積雪草提取物生產中用於吸收廢氣的噴淋塔填料的製作方法
2023-06-04 04:17:36
本發明屬於填料技術領域，具體涉及積雪草提取物生產中用於吸收廢氣的噴淋塔填料。
背景技術：
積雪草，為多年生匍匐草本。別名：十八缺、崩大碗、馬蹄草、雷公根、蚶殼草、銅錢草、落得打等。生於陰溼荒地、村旁、路邊、水溝邊。莖伏地，節上生根。葉互生，葉柄長；葉片圓形或腎形，直徑2-4釐米。作為中藥材使用的積雪草，為雙子葉植物傘形科Umbelliferae積雪草Centella asiatica(L.)Urban的乾燥全草或帶根全草。含多種α-香樹脂醇型的三萜成分，其中有積雪草甙(Asiaticoside)、參枯尼甙(Thankuniside)、異參枯尼甙(Isothankuniside)、羥基積雪草甙(Madecas-soside)、玻熱模甙(Brahmoside)、破熱米甙(Brah-minoside)和破熱米酸(Brahmic acid)，以及馬達積雪草酸(Madasiatic acid)。
現有技術對羥基積雪草甙的提取方法，一般都會在提取後採用大孔樹脂純化作為主要的分離步驟，然而採用大孔樹脂純化方法，樹脂用前需要處理，純化需經過吸附和洗脫過程，生產周期長。在用大孔樹脂進行純化洗脫時，由於物理吸附的原因，也容易造成一部分樣品死吸附，而導致轉移率降低。另外採用大孔樹脂純化洗脫液體積較大，溶劑回收時間長，增加了生產成本，並且溶劑回收產生較多的廢液，對環保造成一定的負擔。此外由於大孔樹脂的使用，增加了引入苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、烷烴類、二乙基苯類等有機殘留溶劑的風險，對產品的安全性造成了一定的影響。
積雪草的植物細胞內含有油脂，主要由成分為甘油三酯的化合物組成的混合物，這些油脂以油粒和油體原生質體形式、呈不連續顆粒狀、與顆粒蛋白體一起無規則地分散在細胞內等存在形式存在。現有的提取方法，都是直接對積雪草等原料打碎或粉碎後通過水提/醇提、或者微波提取等方式直接提取，在提取的時候，細胞中的油脂會同時分離出，油脂在生產過程中，會發酵、分解，產生大量的氣體，這些氣體中含有芳香烴族、苯乙烯、烴類、酚類等物質，還伴有惡臭，如果未經處理便直接排放，會造成車間及周邊區域環境十分惡劣。現有技術中，中國專利CN104524946A，一種芍藥提取物生產中廢氣的處理方法，採用1)低溫冷卻：生產中產生的廢氣集中後送入低溫冷凝器進行低溫冷卻，冷卻溫度為0-4℃，實現廢氣中精油的初步分離，精油進入低溫儲罐；2)噴淋塔吸收：步驟1)出來的廢氣進入噴淋塔處理；噴淋塔為串聯的四級，四級噴淋塔中的液相物質分別為添加了黃原膠的濃度較低的鹼液、添加了黃原膠的濃度較高的鹼液、添加了黃原膠的濃度較高的鹼液和水；3)高空排放：處理完成的氣體通過管道輸送至廠內煙囪高空排放。這樣的處理方法，對於芍藥提取物生產中廢氣的處理，效果較好，但是對於積雪草提取物生產中惡臭廢氣的處理，則效果差強人意，因此，如何處理含有大量惡臭的積雪草提取物生產廢氣，是一個技術難題。
纖維球填料自80年代投入市場以來，在國內已有多年的應用歷史，它以比表面積大、孔隙率高，截汙量大、阻力損失小、濾速高、出水水質好而受到水處理業內人士的推薦，受到了廣大用戶的好評。但是普通的纖維球填料一般用於水處理，對於廢氣的吸收，值得研究。
技術實現要素：
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供積雪草提取物生產中用於吸收廢氣的噴淋塔填料，用於積雪草提取物生產中廢氣的吸收。
為達到上述目的，本發明所述的積雪草提取物生產中用於吸收廢氣的噴淋塔填料，通過如下步驟製備得到：
1)原料準備：準備纖維絲、芒果皮；
2)芒果皮的處理：
①粉碎處理：粉碎或打碎後加入相當於芒果皮8-10重量的純淨水，用高速剪切乳化機處理，然後用高壓微射流超微粉碎設備於25℃進行處理，處理壓力為50-60MPa，處理次數為2-3次，得到膏狀漿液；
②加壓處理：將步驟①得到的物料，放入高壓罐中，加壓至30-40MPa，使其壓力均勻，並保持10-20min，在1-3s恢復常壓；
③煎煮：將步驟②得到的物料加入等重的純淨水煎煮2次，每次1小時，得到提取液，過濾，合併提取液，濾液濃縮至70℃時測相對密度為1.30的浸膏，乾燥，過篩，得粉末；
3)將纖維絲成束，使纖維束夾緊拉直；
4)用超聲波焊接頭將纖維束間隔熔化形成熔結點，熔化的同時加入步驟2)得到的芒果皮粉末，把熔結好的纖維束由傳動裝置輸送；
5)用刀片進行切割形成相同規格的纖維填料，以纖維填料的熔結點為束縛點展開纖維束形成不同形狀的纖維球，得到填料。
本發明步驟1)所述的纖維絲、芒果皮，優選按照90-95：5-10重量比，進一步優選95:5的重量比。
步驟2)中所述的高速剪切乳化機處理，優選時間10-20min，轉速為8000-12000r/min；所述的過篩，優選過80目篩。
相比現有技術，本發明的優點在於：
1、過濾用的纖維球的特點可以過濾水中的各種雜質，達到乾淨水的目的，但是當水中含有大量的廢氣的時候，普通的纖維球填料卻不能起到理想的作用，本發明通過改性纖維球填料，與含廢氣的水接觸時，可以有效吸附水中的廢氣，而且，本發明得到的填料，先與水分子進行接觸，在纖維球填料表面形成一層水的保護膜，包裹住廢氣，很容易被水衝洗下來。
2、本發明通過在纖維球填料中添加特殊處理過的芒果皮來對纖維球改性，芒果皮中含有大量的纖維素，纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖，不溶於水及一般有機溶劑，是植物細胞壁的主要成分，但是芒果皮植物細胞中的纖維為木素所粘結，不易斷裂。本發明先採用高壓微射流超微粉碎技術處理芒果皮，可以充分斷開芒果皮的纖維，再採用加壓處理，在高壓作用下，纖維素結晶度提高，聚合度下降，半纖維素部分降解，木素軟化，橫向連結強度下降，甚至軟化可塑，當充滿壓力的物料驟然減壓時，孔隙中的氣劇膨脹，產生「爆破」效果，可部分剝離木素，並將原料撕裂為細小纖維。通過這樣的處理，可以很好地利用芒果皮中的纖維素，對廢氣分子產生包裹作用。如果採用100-1000MPa的壓力處理，會導致植物原料中蛋白、多糖類物質結構發生變化，從而降低纖維球改性的效果。
3、採用本發明的方法，可以有效吸收積雪草提取物生產過程中大量的惡臭廢氣，相比現有技術採用在3-4級添加了黃原膠的鹼液的噴淋塔中裡吸收，效果明顯，而且，本發明是採用在1-2級添加了填料的噴淋塔裡吸收，縮短了工序用時，節約了成本。
具體實施方式
下面以實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不局限於這些實施例。
實施例1：
積雪草提取物生產中用於吸收廢氣的噴淋塔填料，通過如下步驟製備得到：
1)原料準備：準備纖維絲90kg、芒果皮10kg；
2)芒果皮的處理：
①粉碎處理：粉碎或打碎後加入相當於芒果皮8-10重量的純淨水，用高速剪切乳化機處理，時間10min，轉速為12000r/min，然後用高壓微射流超微粉碎設備於25℃進行處理，處理壓力為50MPa，處理次數為2-3次，得到膏狀漿液；
②加壓處理：將步驟①得到的物料，放入高壓罐中，加壓至30MPa，使其壓力均勻，並保持20min，在1-3s恢復常壓；
③煎煮：將步驟②得到的物料加入等重的純淨水煎煮2次，每次1小時，得到提取液，過濾，合併提取液，濾液濃縮至70℃時測相對密度為1.30的浸膏，乾燥，過80目篩，得粉末；
3)將纖維絲成束，使纖維束夾緊拉直；
4)用超聲波焊接頭將纖維束間隔熔化形成熔結點，熔化的同時加入步驟2)得到的芒果皮粉末，把熔結好的纖維束由傳動裝置輸送；
5)用刀片進行切割形成相同規格的纖維填料，以纖維填料的熔結點為束縛點展開纖維束形成不同形狀的纖維球，得到填料。
實施例2：
積雪草提取物生產中用於吸收廢氣的噴淋塔填料，通過如下步驟製備得到：
1)原料準備：準備纖維絲92kg、芒果皮8kg；
2)芒果皮的處理：
①粉碎處理：粉碎或打碎後加入相當於芒果皮8-10重量的純淨水，用高速剪切乳化機處理，時間20min，轉速為8000r/min，然後用高壓微射流超微粉碎設備於25℃進行處理，處理壓力為55MPa，處理次數為2-3次，得到膏狀漿液；
②加壓處理：將步驟①得到的物料，放入高壓罐中，加壓至40MPa，使其壓力均勻，並保持10min，在1-3s恢復常壓；
③煎煮：將步驟②得到的物料加入等重的純淨水煎煮2次，每次1小時，得到提取液，過濾，合併提取液，濾液濃縮至70℃時測相對密度為1.30的浸膏，乾燥，過80目篩，得粉末；
3)將纖維絲成束，使纖維束夾緊拉直；
4)用超聲波焊接頭將纖維束間隔熔化形成熔結點，熔化的同時加入步驟2)得到的芒果皮粉末，把熔結好的纖維束由傳動裝置輸送；
5)用刀片進行切割形成相同規格的纖維填料，以纖維填料的熔結點為束縛點展開纖維束形成不同形狀的纖維球，得到填料。
實施例3：
積雪草提取物生產中用於吸收廢氣的噴淋塔填料，通過如下步驟製備得到：
1)原料準備：準備纖維絲95kg、芒果皮5kg；
2)芒果皮的處理：
①粉碎處理：粉碎或打碎後加入相當於芒果皮8-10重量的純淨水，用高速剪切乳化機處理，時間15min，轉速為10000r/min，然後用高壓微射流超微粉碎設備於25℃進行處理，處理壓力為60MPa，處理次數為2-3次，得到膏狀漿液；
②加壓處理：將步驟①得到的物料，放入高壓罐中，加壓至35MPa，使其壓力均勻，並保持15min，在1-3s恢復常壓；
③煎煮：將步驟②得到的物料加入等重的純淨水煎煮2次，每次1小時，得到提取液，過濾，合併提取液，濾液濃縮至70℃時測相對密度為1.30的浸膏，乾燥，過80目篩，得粉末；
3)將纖維絲成束，使纖維束夾緊拉直；
4)用超聲波焊接頭將纖維束間隔熔化形成熔結點，熔化的同時加入步驟2)得到的芒果皮粉末，把熔結好的纖維束由傳動裝置輸送；
5)用刀片進行切割形成相同規格的纖維填料，以纖維填料的熔結點為束縛點展開纖維束形成不同形狀的纖維球，得到填料。
對比例1：
1)原料準備：準備纖維絲95kg；
2)將纖維絲成束，使纖維束夾緊拉直；
3)用超聲波焊接頭將纖維束間隔熔化形成熔結點，把熔結好的纖維束由傳動裝置輸送；
4)用刀片進行切割形成相同規格的纖維填料，以纖維填料的熔結點為束縛點展開纖維束形成不同形狀的纖維球，得到填料。
對比例2：
1)原料準備：準備纖維絲95kg、芒果皮5kg；
2)芒果皮的處理：
①加壓處理：將步驟①得到的物料，放入高壓罐中，加壓至35MPa，使其壓力均勻，並保持15min，在1-3s恢復常壓；
②煎煮：將步驟①得到的物料加入等重的純淨水煎煮2次，每次1小時，得到提取液，過濾，合併提取液，濾液濃縮至70℃時測相對密度為1.30的浸膏，乾燥，過80目篩，得粉末；
3)將纖維絲成束，使纖維束夾緊拉直；
4)用超聲波焊接頭將纖維束間隔熔化形成熔結點，熔化的同時加入步驟2)得到的芒果皮粉末，把熔結好的纖維束由傳動裝置輸送；
5)用刀片進行切割形成相同規格的纖維填料，以纖維填料的熔結點為束縛點展開纖維束形成不同形狀的纖維球，得到填料。
對比例3：
1)原料準備：準備纖維絲95kg、芒果皮5kg；
2)芒果皮的處理：
①粉碎處理：粉碎或打碎後加入相當於芒果皮8-10重量的純淨水，用高速剪切乳化機處理，時間15min，轉速為10000r/min，然後用高壓微射流超微粉碎設備於25℃進行處理，處理壓力為60MPa，處理次數為2-3次，得到膏狀漿液；
②煎煮：將步驟①得到的物料加入等重的純淨水煎煮2次，每次1小時，得到提取液，過濾，合併提取液，濾液濃縮至70℃時測相對密度為1.30的浸膏，乾燥，過80目篩，得粉末；
3)將纖維絲成束，使纖維束夾緊拉直；
4)用超聲波焊接頭將纖維束間隔熔化形成熔結點，熔化的同時加入步驟2)得到的芒果皮粉末，把熔結好的纖維束由傳動裝置輸送；
5)用刀片進行切割形成相同規格的纖維填料，以纖維填料的熔結點為束縛點展開纖維束形成不同形狀的纖維球，得到填料。
實驗例：
積雪草提取物生產中廢氣的處理方法，包括如下步驟：
1)噴淋塔吸收：將生產中產生的廢氣集中後進入噴淋塔處理；
噴淋塔為串聯的兩級，兩級噴淋塔內裝有實施例的填料，噴淋塔中的液相物質是水，二級噴淋塔起保護作用，並與後續工藝處理聯接；
2)處理完成的氣體通過管道輸送至廠內煙囪高空排放。
對比例：
1)噴淋塔吸收：將生產中產生的廢氣集中後進入噴淋塔處理；
噴淋塔為串聯的四級，噴淋塔中的液相物質是水，二級噴淋塔起保護作用，並與後續工藝處理聯接；
2)處理完成的氣體通過管道輸送至廠內煙囪高空排放；
噴淋塔為串聯的四級，四級噴淋塔中的液相物質分別為添加了黃原膠的濃度較低的鹼液、添加了黃原膠的濃度較高的鹼液、添加了黃原膠的濃度較高的鹼液和水，濃度較高的鹼液是2％質量濃度的Na2CO3溶液，濃度較低的鹼液是1％質量濃度的Na2CO3溶液，鹼液中都添加了0.5％質量濃度的黃原膠。
結論：實施例3的結果遠遠優於對比例。