一種無氯複合環保融雪劑的製備方法與流程
2023-12-03 03:55:36 4
本發明公開了一種無氯複合環保融雪劑的製備方法，屬於融雪劑製備技術領域。
背景技術：
冬季的降雪和結冰往往給城市和交通運輸帶來了不便，並易引發交通事故，尤其是在高速公路上，很有可能因積雪或結冰而使高速公路被迫封閉停運，造成極大的經濟損失。目前除冰融雪的方式主要有人工除雪、機械除雪、撒融雪劑除雪這三種，其中撒融雪劑由於方法簡單、易於操作、融雪速度快等優點而被廣泛使用。
融雪劑的使用大大減小了冬季降雪為人們生產和生活帶來的不便，但由於傳統融雪劑對環境造成的不可逆轉的危害而迫使眾多科研工作者逐步進行新型融雪劑的研究與開發。融雪劑的發展趨勢從傳統的單一氯鹽類融雪劑向多組分有機類融雪劑發展。目前國內外使用量最大的是氯鹽類融雪劑是，也是使用歷史最長久的融雪劑，目前使用量仍佔90%以上，包括氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂等。
然而，氯鹽作為融雪劑的幾十年應用使人類不得不承受此類融雪劑帶來的負作用，由於融雪劑中的氯離子含量過高，一般情況下主物料的陰離子全部是氯離子，導致融雪後殘留在路面上的大量氯離子對路面產生腐蝕，嚴重破壞道路的使用質量及使用年限，且融雪劑溶解度較大、溶解速度過快，致使融雪劑作用時間較短、使用量過大，作用後單位體積雪水中融雪劑濃度過高，從而在周圍土壤中產生過量堆積而容易造成土壤及地下水汙染。近些年有機類融雪劑逐漸出現，但由於其原料昂貴，融雪效果不如傳統融雪劑理想，導致其使用範圍也較小。因此，研製開發一種融雪效果更好的不含氯離子的環保型融雪劑具有廣闊的應用前景。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題：針對現有的融雪劑中氯離子含量高，使用後會對路面造成腐蝕，且溶解度較大、溶解速度過快，致使融雪劑作用時間較短，增加使用量的同時還會造成土壤及地下水汙染的缺陷，提供了一種利用硝酸鈣和改性中藥藥渣製備得到環保融雪劑的方法，本發明先將中藥藥渣粉碎後炭化、酸浸得改性中藥藥渣，再取小麥進行液化、糖化後得糖化液，並將糖化液製備得發酵培養基，接種酵母菌和醋酸菌進行發酵培養，得發酵液滅菌後加入雞蛋殼進行加熱反應，可生成富含硝酸鈣的發酵液，最後和中藥藥渣進行混合吸附，即可得到無氯複合環保融雪劑，本發明利用改性的中藥藥渣吸附富含硝酸鈣的發酵液，使融雪作用時間長，同時具有冰點低、融雪速率高的優點，且對金屬、混凝土及瀝青路面幾乎無腐蝕，對植物無危害，具有廣闊的應用前景。
為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是：
（1）稱取500～700g中藥藥渣，放入烘箱中，在70～80℃溫度下乾燥8～10h，乾燥後粉碎，過280～300目篩得中藥藥渣粉末，將中藥藥渣粉末放入馬弗爐中，通入氮氣並同時以10～15℃/min速率升溫至500～600℃，保溫炭化30～40min，冷卻至室溫後將炭化後的中藥藥渣按質量比1:8加入質量分數8%硝酸中浸泡，浸泡2～4天後抽濾，得改性後的中藥藥渣，備用；
（2）稱取300～500g小麥，去殼後粉碎，過100～120目篩得小麥粉末，將小麥粉末按質量比1:2與水混合，混合後加熱至70～80℃，攪拌15～25min後加入3～5g酶活力80U/g耐高溫α-澱粉酶，升溫至95℃，保溫液化2～3h，液化後冷卻至室溫得液化醪，用質量分數10%鹽酸調節pH至5.0後加入2～3g葡萄糖澱粉酶，並在60～70℃條件下糖化1～2h，糖化後冷卻至室溫，過濾，收集濾液得糖化液；
（3）分別稱取80～100g上述糖化液、15～25g葡萄糖、10～30g蛋白腖和3～5g酵母膏，0.1～0.3g磷酸二氫鉀，0.1～0.3g硫酸鎂和200～300g去離子水，攪拌混合後在120～125℃溫度下滅菌處理10～15min，得發酵培養基；
（4）按接種量3～5%酵母菌和接種量5～10%醋酸菌依次接種到上述發酵培養基中，放入培養箱中，在35～37℃溫度下發酵培養10～15天，發酵後冷卻至室溫得發酵液，在120～130℃溫度下滅菌處理10～15min，得滅菌發酵液；
（5）稱取100～150g雞蛋殼，加入球磨機中球磨，球磨30～40min後過篩80～100目篩得雞蛋殼粉末，將雞蛋殼粉末按質量比1:5加入上述滅菌發酵液中，並在70～80℃溫度下加熱攪拌2～3h，攪拌後過濾，收集濾液按質量比2:1和步驟（1）備用的改性後的中藥藥渣混合，即可得到無氯複合環保融雪劑。
本發明的應用方法是：在下雪時，將本發明製得的無氯複合環保融雪劑用拋灑機均勻拋灑的積雪路面，控制拋灑量為20～30kg/hm2即可。經檢測，本發明製得的無氯複合環保融雪劑融雪效果好，效率高，在使用後5～15min，即可發現積雪融化明顯，融雪速度較傳統融雪劑提高了50～70%，融雪作用時間提高了20～40%，同時本發明融雪劑適用-55℃以上場所融雪化冰，比傳統融雪劑適用溫度範圍擴寬了15～20℃，使用時不會對道路產生任何腐蝕破壞作用，且本發明融雪劑安全、無毒，使用後60～90天，植物生長與表現的性狀良好，未出現任何泛黃、枯死現象。
本發明的有益效果是：
（1）本發明製得的無氯複合環保融雪劑融雪效率高、儲存安全，融雪速度快，作用時間長，使用後無殘留，不腐蝕建築及路面，不傷害植物及水生動物，不破壞土壤pH值，不會造成土壤鹽鹼化；
（2）本發明製得的無氯複合環保融雪劑可抑制晶體生長，融化的雪水不易再重新結冰，適用於冬季各類場所冰雪的去除，如機場、交通道路、工業廠房及其他冰雪覆蓋的場所。
具體實施方式
首先稱取500～700g中藥藥渣，放入烘箱中，在70～80℃溫度下乾燥8～10h，乾燥後粉碎，過280～300目篩得中藥藥渣粉末，將中藥藥渣粉末放入馬弗爐中，通入氮氣並同時以10～15℃/min速率升溫至500～600℃，保溫炭化30～40min，冷卻至室溫後將炭化後的中藥藥渣按質量比1:8加入質量分數8%硝酸中浸泡，浸泡2～4天後抽濾，得改性後的中藥藥渣，備用；隨後稱取300～500g小麥，去殼後粉碎，過100～120目篩得小麥粉末，將小麥粉末按質量比1:2與水混合，混合後加熱至70～80℃，攪拌15～25min後加入3～5g酶活力80U/g耐高溫α-澱粉酶，升溫至95℃，保溫液化2～3h，液化後冷卻至室溫得液化醪，用質量分數10%鹽酸調節pH至5.0後加入2～3g葡萄糖澱粉酶，並在60～70℃條件下糖化1～2h，糖化後冷卻至室溫，過濾，收集濾液得糖化液；再分別稱取80～100g上述糖化液、15～25g葡萄糖、10～30g蛋白腖和3～5g酵母膏，0.1～0.3g磷酸二氫鉀，0.1～0.3g硫酸鎂和200～300g去離子水，攪拌混合後在120～125℃溫度下滅菌處理10～15min，得發酵培養基；再按接種量3～5%酵母菌和接種量5～10%醋酸菌依次接種到上述發酵培養基中，放入培養箱中，在35～37℃溫度下發酵培養10～15天，發酵後冷卻至室溫得發酵液，在120～130℃溫度下滅菌處理10～15min，得滅菌發酵液；最後稱取100～150g雞蛋殼，加入球磨機中球磨，球磨30～40min後過篩80～100目篩得雞蛋殼粉末，將雞蛋殼粉末按質量比1:5加入上述滅菌發酵液中，並在70～80℃溫度下加熱攪拌2～3h，攪拌後過濾，收集濾液按質量比2:1和上述步驟備用的改性後的中藥藥渣混合，即可得到無氯複合環保融雪劑。
實例1
首先稱取500g中藥藥渣，放入烘箱中，在70℃溫度下乾燥8h，乾燥後粉碎，過280目篩得中藥藥渣粉末，將中藥藥渣粉末放入馬弗爐中，通入氮氣並同時以10℃/min速率升溫至500℃，保溫炭化30min，冷卻至室溫後將炭化後的中藥藥渣按質量比1:8加入質量分數8%硝酸中浸泡，浸泡2天後抽濾，得改性後的中藥藥渣，備用；隨後稱取300g小麥，去殼後粉碎，過100目篩得小麥粉末，將小麥粉末按質量比1:2與水混合，混合後加熱至70℃，攪拌15min後加入3g酶活力80U/g耐高溫α-澱粉酶，升溫至95℃，保溫液化2h，液化後冷卻至室溫得液化醪，用質量分數10%鹽酸調節pH至5.0後加入2g葡萄糖澱粉酶，並在60℃條件下糖化1h，糖化後冷卻至室溫，過濾，收集濾液得糖化液；再分別稱取80g上述糖化液、15g葡萄糖、10g蛋白腖和3g酵母膏，0.1g磷酸二氫鉀，0.1g硫酸鎂和200g去離子水，攪拌混合後在120℃溫度下滅菌處理10min，得發酵培養基；再按接種量3%酵母菌和接種量5%醋酸菌依次接種到上述發酵培養基中，放入培養箱中，在35℃溫度下發酵培養10天，發酵後冷卻至室溫得發酵液，在120℃溫度下滅菌處理10min，得滅菌發酵液；最後稱取100g雞蛋殼，加入球磨機中球磨，球磨30min後過篩80目篩得雞蛋殼粉末，將雞蛋殼粉末按質量比1:5加入上述滅菌發酵液中，並在70℃溫度下加熱攪拌2h，攪拌後過濾，收集濾液按質量比2:1和上述步驟備用的改性後的中藥藥渣混合，即可得到無氯複合環保融雪劑。
本實例操作簡便，使用時，在下雪時，將本發明製得的無氯複合環保融雪劑用拋灑機均勻拋灑的積雪路面，控制拋灑量為20kg/hm2即可。經檢測，本發明製得的無氯複合環保融雪劑融雪效果好，效率高，在使用後5min，即可發現積雪融化明顯，融雪速度較傳統融雪劑提高了50%，融雪作用時間提高了20%，同時本發明融雪劑適用-40℃場所融雪化冰，比傳統融雪劑適用溫度範圍擴寬了15℃，使用時不會對道路產生任何腐蝕破壞作用，且本發明融雪劑安全、無毒，使用後60天，植物生長與表現的性狀良好，未出現任何泛黃、枯死現象。
實例2
首先稱取600g中藥藥渣，放入烘箱中，在75℃溫度下乾燥9h，乾燥後粉碎，過290目篩得中藥藥渣粉末，將中藥藥渣粉末放入馬弗爐中，通入氮氣並同時以13℃/min速率升溫至550℃，保溫炭化35min，冷卻至室溫後將炭化後的中藥藥渣按質量比1:8加入質量分數8%硝酸中浸泡，浸泡3天後抽濾，得改性後的中藥藥渣，備用；隨後稱取400g小麥，去殼後粉碎，過110目篩得小麥粉末，將小麥粉末按質量比1:2與水混合，混合後加熱至75℃，攪拌20min後加入4g酶活力80U/g耐高溫α-澱粉酶，升溫至95℃，保溫液化2h，液化後冷卻至室溫得液化醪，用質量分數10%鹽酸調節pH至5.0後加入2g葡萄糖澱粉酶，並在65℃條件下糖化1h，糖化後冷卻至室溫，過濾，收集濾液得糖化液；再分別稱取90g上述糖化液、20g葡萄糖、20g蛋白腖和4g酵母膏，0.2g磷酸二氫鉀，0.2g硫酸鎂和250g去離子水，攪拌混合後在123℃溫度下滅菌處理13min，得發酵培養基；再按接種量4%酵母菌和接種量8%醋酸菌依次接種到上述發酵培養基中，放入培養箱中，在36℃溫度下發酵培養13天，發酵後冷卻至室溫得發酵液，在125℃溫度下滅菌處理13min，得滅菌發酵液；最後稱取125g雞蛋殼，加入球磨機中球磨，球磨35min後過篩90目篩得雞蛋殼粉末，將雞蛋殼粉末按質量比1:5加入上述滅菌發酵液中，並在75℃溫度下加熱攪拌2h，攪拌後過濾，收集濾液按質量比2:1和上述步驟備用的改性後的中藥藥渣混合，即可得到無氯複合環保融雪劑。
本實例操作簡便，使用時，在下雪時，將本發明製得的無氯複合環保融雪劑用拋灑機均勻拋灑的積雪路面，控制拋灑量為25kg/hm2即可。經檢測，本發明製得的無氯複合環保融雪劑融雪效果好，效率高，在使用後10min，即可發現積雪融化明顯，融雪速度較傳統融雪劑提高了60%，融雪作用時間提高了30%，同時本發明融雪劑適用-45℃場所融雪化冰，比傳統融雪劑適用溫度範圍擴寬了18℃，使用時不會對道路產生任何腐蝕破壞作用，且本發明融雪劑安全、無毒，使用後75天，植物生長與表現的性狀良好，未出現任何泛黃、枯死現象。
實例3
首先稱取700g中藥藥渣，放入烘箱中，在80℃溫度下乾燥10h，乾燥後粉碎，過300目篩得中藥藥渣粉末，將中藥藥渣粉末放入馬弗爐中，通入氮氣並同時以15℃/min速率升溫至600℃，保溫炭化40min，冷卻至室溫後將炭化後的中藥藥渣按質量比1:8加入質量分數8%硝酸中浸泡，浸泡4天後抽濾，得改性後的中藥藥渣，備用；隨後稱取500g小麥，去殼後粉碎，過120目篩得小麥粉末，將小麥粉末按質量比1:2與水混合，混合後加熱至80℃，攪拌25min後加入5g酶活力80U/g耐高溫α-澱粉酶，升溫至95℃，保溫液化3h，液化後冷卻至室溫得液化醪，用質量分數10%鹽酸調節pH至5.0後加入3g葡萄糖澱粉酶，並在70℃條件下糖化2h，糖化後冷卻至室溫，過濾，收集濾液得糖化液；再分別稱取100g上述糖化液、25g葡萄糖、30g蛋白腖和5g酵母膏，0.3g磷酸二氫鉀，0.3g硫酸鎂和300g去離子水，攪拌混合後在125℃溫度下滅菌處理15min，得發酵培養基；再按接種量5%酵母菌和接種量10%醋酸菌依次接種到上述發酵培養基中，放入培養箱中，在37℃溫度下發酵培養15天，發酵後冷卻至室溫得發酵液，在130℃溫度下滅菌處理15min，得滅菌發酵液；最後稱取150g雞蛋殼，加入球磨機中球磨，球磨40min後過篩100目篩得雞蛋殼粉末，將雞蛋殼粉末按質量比1:5加入上述滅菌發酵液中，並在80℃溫度下加熱攪拌3h，攪拌後過濾，收集濾液按質量比2:1和上述步驟備用的改性後的中藥藥渣混合，即可得到無氯複合環保融雪劑。
本實例操作簡便，使用時，在下雪時，將本發明製得的無氯複合環保融雪劑用拋灑機均勻拋灑的積雪路面，控制拋灑量為30kg/hm2即可。經檢測，本發明製得的無氯複合環保融雪劑融雪效果好，效率高，在使用後15min，即可發現積雪融化明顯，融雪速度較傳統融雪劑提高了70%，融雪作用時間提高了,40%，同時本發明融雪劑適用-50℃場所融雪化冰，比傳統融雪劑適用溫度範圍擴寬了20℃，使用時不會對道路產生任何腐蝕破壞作用，且本發明融雪劑安全、無毒，使用後90天，植物生長與表現的性狀良好，未出現任何泛黃、枯死現象。