CN102671635A - 一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，包括除蜡、清洗、干燥、粉碎、添加助剂、热蒸、压制成型、烘干的八大步骤，制备得到基于茶叶废料的新型成型材料。茶叶废料处理理想，变废为宝，所制得的新型成型材料具有较高的堆积密度，单位体积下的吸附容量大，可以实现对毒害气体及异味较长时间吸附，吸附效果好。
Description
技术领域
本发明属于气体吸附材料技术领域，具体地说是一种利用茶叶废料生产新型吸附材料的方法。
背景技术
饮茶文化在中国有着悠久的历史，是中华民族的举国之饮。中国茶文化糅合了中国儒、道、佛诸派思想，独成一体，是中国文化中的一朵奇葩，芬芳而甘醇，中国人的日常生活离不开茶，中国每年的茶叶产量达100 万吨以上，中国的茶叶产量和消费量已成为“世界第一”。特别是近年来的茶水饮料企业产生大量的茶渣，急需一种新的技术处理这些茶叶废料，从而变废为保。
研究表明茶叶是一种具有多孔性的物质，它具有高度发达的孔隙构造，茶叶的多孔结构为其提供了大量的表面积，能与杂质分子充分接触，而且孔壁上的大量的活性基团可以提供强大的吸附能力，从而使其具有良好的吸附性能。
在茶叶的生产、储存过程中，有大量低品质茶叶、老茶、茶梗产生，相关茶饮料的生产和产业的日常饮用过程中，也会产生大量的茶渣，这些茶叶相关物质如果直接作为废弃物处理，对环境造成极大的压力，也是巨大的资源浪费。
在对茶叶废弃物的利用领域，已经有了一定的报道。如中国专利CN102057994A“一种茶渣的资源化利用方法”提取了茶叶中的有机芳香类物质，并得到了超细茶叶吸附粉末，中国专利CN101057913A“一种净化有机废气的茶叶粉末的制备方法及使用方法”通过粉碎处理，得到能够用于处理苯、甲苯的茶叶粉末。卢绮静等人也在《废弃茶叶渣吸附甲醛的研究》（广州化工2011 年39 卷第14 期,130-132页）提出了将茶渣细粉用于甲醛吸附领域。同时茶叶在异味吸附中也得到广泛的应用。但是在实际应用中，由于植物叶片表面存在由不饱和脂肪酸等物质构成的蜡质层，直接粉碎制备得到的茶叶细粉粉吸附效果差，同时茶叶细粉在实际使用存在堆积密度较低、使用不便、容易引起粉尘二次污染等缺点，如果能够将其成型化，则能够具有有效减少占用体积、方便普通人家庭使用、容易装配到各种空气吸附装置中等优点，甚至可以压制成特殊形状起到一定的装饰效果。
发明内容
本发明提供一种利用茶叶废料生产新型吸附材料的方法，其主要目的在于克服现有茶叶废料处理不理想，未经处理的茶叶细粉吸附效果差以及单位重量的茶叶细粉占用体积大等缺点。
本发明采用如下技术方案：
一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
a）除蜡：先配置除蜡剂，并且除蜡剂温度控制在10-95°C之间，然后再将茶叶废料放入除蜡剂中进行浸泡处理，浸泡时间控制在0.5-3小时；
b）清洗：将浸泡处理后的茶叶废料用超纯水进行清洗；
c）干燥：将清洗后的茶叶废料放入干燥室进行干燥处理，干燥室的温度控制在80-125°C之间，干燥时间控制在1-10小时；
d）添加助剂：将重量比0.1-2.0的黏合助剂加入到重量比100的茶叶废料中进行搅拌混合均匀，制成混合料；
e）热蒸：将混合料进行热蒸，其热蒸的温度控制在90-120°C，热蒸的时间控制在5-30分钟；
f）压制成型：将热蒸后的混合料送入造型机压制成特殊形状的黏合体；
h）烘干：将黏合体进行烘干处理，其烘干温度控制在80-25°C之间，烘干时间控制在1-10小时，得到最终的成型材料。
进一步的，在步骤d）添加助剂之前需要对干燥后的茶叶废料通过粉碎机进行粉碎处理，粉碎后的茶叶废料的粒度控制于8目以下。
进一步的，步骤a) 除蜡中的所述茶叶废料可以是新茶叶、老茶、茶渣、茶梗的一种或者多种。
进一步的，步骤a) 除蜡中的所述除蜡剂的成分由水、乙醇、丙酮、醋酸异戊酯、三氯乙烷的一种或者多种物质混合构成。
进一步的，步骤b）清洗中的所述超纯水为蒸馏水或去离子水。
进一步的，步骤d）添加助剂中的所述黏合助剂的成分由淀粉、纤维素、糖类、糊精的一种或者多种物质构成。
进一步的，步骤f）压制成型中的所述黏合体的造型呈颗粒状或片状或块状或棒状或球形状。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
一：茶叶废料来源多样，可以是新茶叶、老茶、茶渣、茶梗的一种或者多种，有效地利用废弃物资源，促进节能减排。
二：经过除蜡工艺，可以提高茶叶废料的比表面积，提高最终产品的吸附性能。
三：成型吸附材料制成固体造型，其具有较高的堆积密度，单位体积下的吸附容量有很大的优势，可以实现对密闭空间较长时间吸附，吸附效果好。
四：压制后的黏合体的造型可以是颗粒状、片状、块状、棒状以及其它特殊形状，这样方便包装、运输以及普通家庭直接使用，而且也容易装配到各种空气吸附装置中，甚至可以压制成特殊形状起到一定的装饰效果。
五：得到最终的成型材料，该成型材料为新型吸附材料，其可以应用在甲醛、苯、甲苯、异味及其它有毒有害气体的吸附消除中，产品使用广泛。
六：本产品吸附了毒害气体后可以通过烘干、晾晒等方法去除吸附于其上的毒害成分，得到再生，从而可循环使用。
七：本产品的原料绿色环保，工艺条件温和、操作安全、易于操作，最终的吸附材料健康有效，无二次污染，容易让人们接受。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式。
实施例一
一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，它包括以下步骤：
a）除蜡：配制除蜡剂，并且除蜡剂温度控制在40°C，然后再将茶叶废料放入除蜡剂中进行浸泡处理，浸泡时间控制在0.5小时，该除蜡剂为丙酮的水溶液，该茶叶废料由新茶叶50重量份和老茶50重量份组成。
b）清洗：将浸泡处理后的茶叶废料用去离子水进行清洗。
c）干燥：将清洗后的茶叶废料放入干燥室进行干燥处理，干燥室的温度控制在125°C之间，干燥时间控制在5小时。
d）粉碎：将干燥后的茶叶废料通过粉碎机进行粉碎处理，粉碎后的茶叶废料的粒度控制于8目以下。
e）添加助剂：将重量份1.0的淀粉加入到重量份100的茶叶废料中进行搅拌混合均匀，制成混合料。
f）热蒸：将混合料进行热蒸，其热蒸的温度控制在90°C，热蒸的时间控制在30分钟。
g）压制成型：将热蒸后的混合料送入造型机压制成黏合体，该黏合体呈颗粒状，其颗粒大小为5mm。
h）烘干：将颗粒状的黏合体进行烘干处理，其烘干温度控制在80.5°C，烘干时间控制在10小时，得到最终的成型材料备用，该成型材料为新型吸附材料。
对上述新型吸附材料进行性能评价，结果见下表。
吸附材料的性能评价
| 吸附目标物质 | 甲醛 | 苯 | 异味 |
| 吸附效果 | 128 mg/g | 410 mg/g | 有效消除 |
实施例二
一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，它包括以下步骤：
a）除蜡：配制除蜡剂，并且除蜡剂温度控制在80°C，然后再将茶叶废料放入除蜡剂中进行浸泡处理，浸泡时间控制在1小时，该除蜡剂为乙醇的水溶液，该茶叶废料为茶渣100重量份。
b）清洗：将浸泡处理后的茶叶废料用蒸馏水进行清洗。
c）干燥：将清洗后的茶叶废料放入干燥室进行干燥处理，干燥室的温度控制在80°C之间，干燥时间控制在1小时。
d）粉碎：将干燥后的茶叶废料通过粉碎机进行粉碎处理，粉碎后的茶叶废料的粒度控制于8目以下。
e）添加助剂：将重量份2.0的纤维素加入到重量份100的茶渣中进行搅拌混合均匀，制成混合料。
f）热蒸：将混合料进行热蒸，其热蒸的温度控制在120°C，热蒸的时间控制在30分钟。
g）压制成型：将热蒸后的混合料送入造型机压制成黏合体，该黏合体呈片状。
h）烘干：将颗粒状的黏合体进行烘干处理，其烘干温度控制在125°C，烘干时间控制在1小时，得到最终的成型材料备用，该成型材料为新型吸附材料。
对上述新型吸附材料进行性能评价，结果见下表。
吸附材料的性能评价
| 吸附目标物质 | 甲醛 | 苯 | 异味 |
| 吸附效果 | 102 mg/g | 330 mg/g | 有效消除 |
实施例三
一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，它包括以下步骤：
a）除蜡：配制除蜡剂，并且除蜡剂温度控制在95°C，然后再将茶叶废料放入除蜡剂中进行浸泡处理，浸泡时间控制在0.5小时，该除蜡剂为醋酸异戊酯的水溶液，该茶叶废料由茶渣90重量份和茶梗10重量份组成。
b）清洗：将浸泡处理后的茶叶废料用蒸馏水进行清洗。
c）干燥：将清洗后的茶叶废料放入干燥室进行干燥处理，干燥室的温度控制在105°C之间，干燥时间控制在10小时。
d）粉碎：将干燥后的茶叶废料通过粉碎机进行粉碎处理，粉碎后的茶叶废料的粒度控制于8目以下。
e）添加助剂：将重量份0.5的糖类加入到重量份100的茶叶废料中进行搅拌混合均匀，制成混合料。
f）热蒸：将混合料进行热蒸，其热蒸的温度控制在110°C，热蒸的时间控制在5分钟。
g）压制成型：将热蒸后的混合料送入造型机压制成黏合体，该黏合体呈棒状。
h）烘干：将呈棒状的黏合体进行烘干处理，其烘干温度控制在80°C，烘干时间控制在10小时，得到最终的成型材料备用，该成型材料为新型吸附材料。
对上述新型吸附材料进行性能评价，结果见下表。
吸附材料的性能评价
| 吸附目标物质 | 甲醛 | 苯 | 异味 |
| 吸附效果 | 75 mg/g | 210 mg/g | 有效消除 |
实施例四
一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，它包括以下步骤：
a）除蜡：配制除蜡剂，并且除蜡剂温度控制在50°C，然后再将茶叶废料放入除蜡剂中进行浸泡处理，浸泡时间控制在2小时，该除蜡剂为三氯乙烷溶液和醋酸异戊酯溶液的混合液，该茶叶废料由新茶叶25重量份、老茶25重量份、茶渣25重量份、茶梗25重量份组成。
b）清洗：将浸泡处理后的茶叶废料用蒸馏水进行清洗。
c）干燥：将清洗后的茶叶废料放入干燥室进行干燥处理，干燥室的温度控制在105°C之间，干燥时间控制在5小时。
d）粉碎：将干燥后的茶叶废料通过粉碎机进行粉碎处理，粉碎后的茶叶废料的粒度控制于8目以下。
e）添加助剂：将重量份0.5的糖类加入到重量份100的茶叶废料中进行搅拌混合均匀，制成混合料。
f）热蒸：将混合料进行热蒸，其热蒸的温度控制在110°C，热蒸的时间控制在5分钟。
g）压制成型：将热蒸后的混合料送入造型机压制成黏合体，该黏合体呈块状。
h）烘干：将呈块状的黏合体进行烘干处理，其烘干温度控制在80°C，烘干时间控制在10小时，得到最终的成型材料备用，该成型材料为新型吸附材料。
对上述新型吸附材料进行性能评价，结果见下表。
吸附材料的性能评价
| 吸附目标物质 | 甲醛 | 苯 | 异味 |
| 吸附效果 | 87 mg/g | 190 mg/g | 有效消除 |
实施例五
一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，它包括以下步骤：
a）除蜡：配制除蜡剂，并且除蜡剂温度控制在80°C，然后再将茶叶废料放入除蜡剂中进行浸泡处理，浸泡时间控制在1小时，该除蜡剂为乙醇的水溶液，该茶叶废料为茶渣100重量份。
b）清洗：将浸泡处理后的茶叶废料用去离子水进行清洗。
c）干燥：将清洗后的茶叶废料放入干燥室进行干燥处理，干燥室的温度控制在110°C之间，干燥时间控制在2小时。
d）粉碎：将干燥后的茶叶废料通过粉碎机进行粉碎处理，粉碎后的茶叶废料的粒度控制于8目以下。
e）添加助剂：将重量份0.5的淀粉和重量份0.5的纤维素加入到重量份100的茶渣中进行搅拌混合均匀，制成混合料。
f）热蒸：将混合料进行热蒸，其热蒸的温度控制在120°C，热蒸的时间控制在20分钟。
g）压制成型：将热蒸后的混合料送入造型机压制成黏合体，该黏合体呈金字塔状。
h）烘干：将呈金字塔状的黏合体进行烘干处理，其烘干温度控制在105°C，烘干时间控制在4小时，得到最终的成型材料备用，该成型材料为新型吸附材料。
对上述新型吸附材料进行性能评价，结果见下表。
吸附材料的性能评价
| 吸附目标物质 | 甲醛 | 苯 | 异味 |
| 吸附效果 | 109 mg/g | 271mg/g | 有效消除 |
另外，所述黏合体的造型可以是其它特殊形状，如球状等；所述黏合助剂的成分可以为糊精。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (7)
1.一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
a）除蜡：先配置除蜡剂，并且除蜡剂温度控制在10-95°C之间，然后再将茶叶废料放入除蜡剂中进行浸泡处理，浸泡时间控制在0.5-3小时；
b）清洗：将浸泡处理后的茶叶废料用超纯水进行清洗；
c）干燥：将清洗后的茶叶废料放入干燥室进行干燥处理，干燥室的温度控制在80-125°C之间，干燥时间控制在1-10小时；
d）添加助剂：将重量比0.1-2.0的黏合助剂加入到重量比100的茶叶废料中进行搅拌混合均匀，制成混合料；
e）热蒸：将混合料进行热蒸，其热蒸的温度控制在90-120°C，热蒸的时间控制在5-30分钟；
f）压制成型：将热蒸后的混合料送入造型机压制成特殊形状的黏合体；
h）烘干：将黏合体进行烘干处理，其烘干温度控制在80-25°C之间，烘干时间控制在1-10小时，得到最终的成型材料。
2.如权利要求1所述一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，其特征在于：在步骤d）添加助剂之前需要对干燥后的茶叶废料通过粉碎机进行粉碎处理，粉碎后的茶叶废料的粒度控制于8目以下。
3.如权利要求1所述一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，其特征在于：步骤a) 除蜡中的所述茶叶废料可以是新茶叶、老茶、茶渣、茶梗的一种或者多种。
4.如权利要求1所述一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，其特征在于：步骤a) 除蜡中的所述除蜡剂的成分由水、乙醇、丙酮、醋酸异戊酯、三氯乙烷的一种或者多种物质混合构成。
5.如权利要求1所述一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，其特征在于：步骤b）清洗中的所述超纯水为蒸馏水或去离子水。
6.如权利要求1所述一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，其特征在于：步骤d）添加助剂中的所述黏合助剂的成分由淀粉、纤维素、糖类、糊精的一种或者多种物质构成。
7.如权利要求1所述一种利用茶叶废料生产新型气体吸附材料的方法，其特征在于：步骤f）压制成型中的所述黏合体的造型呈颗粒状或片状或块状或棒状或球形状。
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