CN104177515A - 一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法，包括：割胶时加入化学肥料尿素作为新鲜胶乳的保存剂、防腐剂和脱蛋白剂；加工时加入由表面活性剂、氧化交联剂或功能增强剂构成的组合稳定剂；通过一次离心将胶乳分离为低蛋白浓缩胶乳和胶清分离液后，再按产品或用途进一步加工成低蛋白天然橡胶产品、或具有不同使用功能的液体生物制剂或微生物菌剂活化剂；胶清分离液部分返回加工过程重复利用；生产低蛋白固体天然橡胶产品过程产生的凝胶、压榨、漂洗废水净化处理后作为洗涤水回用于生产过程循环利用不外排；天然胶乳资源分层次全利用的清洁生产方法，大幅度削减了污染负荷，降低了生产成本和环境污染控制成本，提高了企业经济效益。

Description

一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法

技术领域

本发明涉及到天然橡胶加工和环境保护技术，特别是涉及一种天然胶乳资源分层次全利用的清洁生产方法。

背景技术

天然橡胶新鲜胶乳主要包括：橡胶组分（橡胶烃离子）、非橡胶组分（胶清浆液）和水份。

现有的通用固体天然橡胶（标准颗粒胶）生产工艺步骤是：从橡胶树采集的鲜胶乳，经向收集的天然橡胶胶乳中加入碱（如氨）作为保存剂保存、过滤器除杂质、加水稀释、沉降分离淤渣处理后，采用外加酸（硫酸或甲酸、乙酸）的并流加酸凝固工艺，使固体橡胶从水溶性的非橡胶组分中分离出来。凝胶经压片、漂洗、干燥、包装，制成通用固体天然橡胶。从加酸凝固和凝胶压片系统排出的胶清浆液与凝胶漂洗废水一起排入污水系统。

另一现有的天然浓缩胶乳生产工艺步骤是：鲜胶乳经保存剂保存、过滤、稀释、沉淀分离淤渣后进入高速离心机进行浓缩，含干胶60％以上的浓缩胶乳加保存剂后作为初级产品。含干胶5％左右的胶清分离液采用外加硫酸的并流加酸工艺凝固，然后固体橡胶离子从水溶性的非橡胶组分中分离出来。凝胶经压片、漂洗、干燥、包装制成固体胶清橡胶。从加酸凝固和凝胶压片系统排出的胶清浆液与漂洗废水一起排入污水系统。

在如上所述方法中，天然胶乳凝固加工中分离的胶清浆液目前几乎没有得到利用而作为环境污染物及废水排出了生产系统。天然橡胶胶乳加工中剩余的胶清浆液是天然橡胶加工业的主要污染来源，占污染负荷的70%以上，由此引起的环境污染问题非常突出。在发展天然橡胶中，如何改进加工方法，减少资源浪费，降低加工成本和废水处理成本，成为天然橡胶加工企业当前亟待解决的关键技术经济问题。

研究表明，天然橡胶加工废水属于易于生化处理的高浓度有机废水，含有生物生长发育所需的全部营养物质，而且不含有毒物质。分析检测表明，天然胶乳中含有的水溶性非橡胶组分主要有：蛋白质、糖类、氨基酸、有机酸、矿物质、酶类、核苷酸、肌醇、磷酯、植物生长促进物质等天然植物精华。在天然胶乳在加工过程中这些物质基本保持了天然性，是一种资源化潜力较高的生物材料。

因此，如何在加工过程中将天然胶乳中的橡胶烃和非橡胶胶清物质分离后分别加工和利用，通过蛋白质变性和离心分离，从原料角度制备无致敏反应的低蛋白天然胶乳和天然橡胶制品，提升胶清分离液的资源价值和开发不同使用功能的液体生物制剂产品，在实现天然胶乳资源高效利用和提高经济效益的同时解决加工生产过程中的环境污染问题，已成为科技创新热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法。

本发明提供的一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法，包括：天然胶乳保存、天然胶乳离心分离、分离物的分别加工、以及生产废水的处理与回用组成的可实现天然胶乳资源全利用的环保型加工方法。

所述的天然胶乳保存方法是以化学肥料尿素替代液氨作为天然胶乳的保存剂。尿素化学性质比液氨稳定、不易挥发、方便运输、保存和使用，又可作为蛋白质的改性剂和生物材料分离液的组份被利用。

所述的天然胶乳离心分离方法是采用现行的生产浓缩胶乳的离心浓缩法，并以离心分离液的重复利用替代天然胶乳离心分离中加入的稀释水、液氨或氨水。天然胶乳离心分离液的重复利用，不但可维持分离液中水溶性非橡胶组分的浓度，为资源化利用创造条件；还可提高天然橡胶的脱蛋白效率，制备出高物质的低蛋白胶乳，从而提升橡胶加工品的质量和用途；同时还可节约加工成本。

所述的天然胶乳离心分离物的分别加工方法是；1）天然胶乳直接离心分离制备浓缩胶乳产品和胶清分离液；2）天然胶乳先离心分离获得浓缩胶乳和胶清分离液，浓缩胶乳或再加酸凝固制备通用固体天然橡胶（标准颗粒胶）产品；3）胶清分离液按不同用途加工成液体生物制剂产品。

所述的天然胶乳生产废水的处理与回用采用天然橡胶加工企业常规的废水处理工艺和设施。由于分离液按不同用途加工成液体生物制剂产品的资源化方法，废水中有机负荷已经大幅度削减，故废水处理设施规模和处理成本都大幅度降低，废水处理效果好，净化出水可作为回用水满足加工要求，从而实现天然橡胶加工的清洁生产。

本发明所提供的天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法，包括如下步骤：

[1] 在橡胶树割出的新鲜胶乳中直接加入固体尿素；

[2] 加了尿素保存剂的新鲜胶乳送入加工厂，经过滤、沉淀分离浮渣、淤渣，加入由表面活性剂和氧化剂构成的组合稳定剂，在6000rpm或更高转速的高速离心机中进行浓缩分离，得到含干胶60-65％的低蛋白浓缩胶乳，再加入浓缩胶乳常规保存剂后作为低蛋白浓缩胶乳初级产品；

[3] 由步骤[2]离心分离得到的胶清液部分返回加工过程，重复利用于新鲜胶乳过滤、沉淀前的稀释调制，以替代现行天然胶乳离心分离过程中加入的稀释水、液氨或氨水；

[4] 由步骤[2]离心分离得到的胶清液按不同用途，采用不同配方加入添加剂，复配加工成不同使用功能的液体生物制剂产品；

[5]由步骤[2] 得到的含干胶60-63％的低蛋白浓缩胶乳，加酸凝固，凝胶经压片、漂洗、干燥、包装制成低蛋白固体橡胶产品，从加酸凝固和凝胶压片系统排出的胶清与漂洗废水一起进入污水处理站处理；

[6] 由步骤[5] 产生的生产废水，在污水处理站经厌氧+好氧+沉淀+过滤工艺过程得到净化处理，净化水再回用于生产中作为洗涤水使用，不外排。

本发明解决了现有天然橡胶加工工艺方法的诸多问题，其有益效果为：

[1] 以化学肥料尿素替代液氨作为天然胶乳的保存剂，性质稳定、使用便捷、安全环保；

[2] 利用现有生产设备及设施，制备出高质量、多用途、高效益的低蛋白橡胶产品，能提高企业的市场竞争能力；

[3] 利用天然胶乳离心分离液制备出不同功能的液体生物制剂产品，既实现了天然胶乳资源高效利用，提高了企业经济效益，又实现了污染负荷和处理成本的大幅度削减，为废水的最后处理和回用创造了条件；

[4] 实现了天然胶乳资源的分层次全利用和清洁生产，改善生产环境质量，维护了工人健康，大幅度削减了污染负荷，降低了生产成本和环境污染控制成本，提高了企业经济效益。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：

本实施例的一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法，即：天然胶乳同时制备低蛋白天然浓缩胶乳和通用型液体生物制剂的方法，包括以下步骤：

（1）在橡胶树割出的100份新鲜胶乳中直接加入5-40wt%的固体尿素；

（2）送入加工厂的步骤（1）加尿素新鲜胶乳，经筛网过滤、沉淀分离出胶乳中的浮渣和淤渣；

（3）在经步骤（2）预处理后得到的胶乳中分别加入由表面活性剂、氧化交联剂或功能增强剂组成的组合稳定剂：

表面活性剂0.2%-0.3wt%，如：氨基酸型两性表面活性剂（N--月桂酰谷氨酸、N--月桂酰天冬氨酸、N一脂酰肌氨酸、N--椰油酰基甲基牛磺酸钠、N--月桂酰谷氨酸钾等），或阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等），或阳离子表面活性剂（双烷基双甲基卤化铵,二癸基二甲基氯化铵、正烷基二甲基苄基氯化铵等）；或非离子型表面活性剂；

氧化交联剂2-5wt%，如：次氯酸钠、硅酸钠（水玻璃、泡花碱）、硫醇基苯并噻唑、壳聚糖等；

或功能增强剂2-5wt%，如：聚乙烯醇、微量元素盐等；

（4）添加了步骤（3）组合稳定剂的天然胶乳在常温下搅拌混匀0.5h后，在6000rpm或更高转速的高速离心机中进行一次浓缩分离，得到含干胶60-63％的低蛋白天然浓缩胶乳产品和胶清分离液，检测浓缩胶乳中可溶性蛋白含量低于0.003％(采用Coomassie Brilliant Blue方法检测)；

（5）在步骤（4）离心操作得到的胶清分离液中加入适量功能增强剂（如：微量营养元素盐），充分搅拌并用胶体磨对其进行超微化均质处理后，检测和分装，获得通用型液体生物制剂或微生物菌剂活化剂产品，也可通过复配得到不同功能的液体生物制剂产品。

实施例2：

本实施例的一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法，即：天然胶乳同时制备低蛋白天然浓缩胶乳和水土保持型液体生物制剂的方法，包括以下步骤：

（1）在橡胶树割出的100份新鲜胶乳中直接加入5-40wt%的固体尿素；

（2）送入加工厂的步骤（1）加尿素新鲜胶乳，经筛网过滤、沉淀分离出胶乳中的浮渣和淤渣；

（3）在经步骤（2）预处理后得到的胶乳中分别加入由表面活性剂、氧化交联剂或功能增强剂组成的组合稳定剂：

表面活性剂0.2%-0.3wt%，如：氨基酸型两性表面活性剂（N--月桂酰谷氨酸、N--月桂酰天冬氨酸、N一脂酰肌氨酸、N--椰油酰基甲基牛磺酸钠、N--月桂酰谷氨酸钾等），或阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等），或阳离子表面活性剂（双烷基双甲基卤化铵,二癸基二甲基氯化铵、正烷基二甲基苄基氯化铵等）；或非离子型表面活性剂；

氧化交联剂2-5wt%，如：次氯酸钠、硅酸钠（水玻璃、泡花碱）、硫醇基苯并噻唑、壳聚糖等；

或功能增强剂2-5wt%，如：聚乙烯醇、微量元素盐等；

（4）添加了步骤（3）组合稳定剂的天然胶乳在常温下搅拌混匀0.5h后，在6000rpm或更高转速的高速离心机中进行一次浓缩分离，得到含干胶60-63％的低蛋白天然浓缩胶乳产品和胶清分离液，检测浓缩胶乳中可溶性蛋白含量低于0.003％(采用Coomassie Brilliant Blue方法检测)；

（5）在步骤（4）离心操作得到的胶清分离液中加入适量功能增强剂（如：聚乙烯醇），充分搅拌并用胶体磨对其进行超微化均质处理后，检测和分装，获得水土保持型液体生物制剂产品，也可通过复配得到不同功能的液体生物制剂产品。

实施例3：

本实施例的一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法，即：天然胶乳同时制备低蛋白固体橡胶和通用型液体生物制剂的方法，包括以下步骤：

（1）在橡胶树割出的100份新鲜胶乳中直接加入5-40wt%的固体尿素；

（2）送入加工厂的步骤（1）加尿素新鲜胶乳，经筛网过滤、沉淀分离出胶乳中的浮渣和淤渣；

（3）在经步骤（2）预处理后得到的胶乳中分别加入由表面活性剂、氧化交联剂或功能增强剂组成的组合稳定剂：

表面活性剂0.2%-0.3wt%，如：氨基酸型两性表面活性剂（N--月桂酰谷氨酸、N--月桂酰天冬氨酸、N一脂酰肌氨酸、N--椰油酰基甲基牛磺酸钠、N--月桂酰谷氨酸钾等），或阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等），或阳离子表面活性剂（双烷基双甲基卤化铵,二癸基二甲基氯化铵、正烷基二甲基苄基氯化铵等）；或非离子型表面活性剂；

氧化交联剂2-5wt%，如：次氯酸钠、硅酸钠（水玻璃、泡花碱）、硫醇基苯并噻唑、壳聚糖等；

或功能增强剂2-5wt%，如：聚乙烯醇、微量元素盐等；

（4）添加了步骤（3）组合稳定剂的天然胶乳在常温下搅拌混匀0.5h后，在6000rpm或更高转速的高速离心机中进行一次浓缩分离，得到含干胶60-65％的低蛋白天然浓缩胶乳中间产品和胶清分离液；

[5] 在步骤（4）得到的低蛋白天然浓缩胶乳中加入2-5%的酸性化合物水溶液，酸性化合物如：甲酸、乙酸、硫酸等，调节天然胶乳的pH值至4～5，胶乳经过24小时自然凝固后，凝胶再经压片、漂洗、干燥，制成低蛋白固体天然橡胶产品，检测固体橡胶中可溶性蛋白含量低于0.003％(采用Coomassie Brilliant Blue方法检测)；

（6）在步骤（4）离心操作得到的胶清分离液中加入适量功能增强剂（如：微量营养元素盐），充分搅拌并用胶体磨对其进行超微化均质处理后，检测和分装，获得通用型液体生物制剂或微生物菌剂活化剂产品，也可通过复配加工成具有不同功能的液体生物制剂产品；

（7）在步骤（5）产生的凝胶、压榨、漂洗废水引入橡胶加工厂的污水处理站，废水经厌氧+好氧+沉淀+过滤工艺过程得到净化处理，净化水再回用于生产中作为洗涤水进行生产过程循环利用不外排。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其的限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法，其特征包括步骤：

a以化学肥料尿素作为新鲜胶乳的保存剂、防腐剂和脱蛋白剂，并在割胶时加入；

b加工时在胶乳中加入了由表面活性剂、氧化交联剂或功能增强剂构成的组合稳定剂；

c所述的表面活性剂是阴离子表面活性剂、或阳离子表面活性剂、或非离子型表面活性剂、或氨基酸型两性表面活性剂中的一种或多种；

d所述的氧化交联剂是次氯酸钠、硅酸钠、硫醇基苯并噻唑、壳聚糖中的一种或多种；

e所述的功能增强剂是聚乙烯醇、微量元素盐中的一种或多种；

f采用高速离心机将天然胶乳一次离心分离为低蛋白浓缩胶乳和胶清分离液，低蛋白浓缩胶乳和胶清分离液再按产品或用途进一步加工成低蛋白固体天然橡胶产品和通用型液体生物制剂或微生物菌剂活化剂产品；

g生产低蛋白固体天然橡胶产品过程产生的凝胶、压榨、漂洗废水净化处理后作为洗涤水回用于生产过程循环利用不外排。

2.根据权利要求1所述的一种天然胶乳资源全利用的环保型加工方法，其特征还包括步骤：

h胶清分离液可通过复配加工成为具有不同使用功能的液体生物制剂产品。

3.根据权利要求1所述的一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法，其特征还包括步骤：

i由步骤f得到的胶清分离液部分返回加工过程，重复利用于新鲜胶乳过滤、沉淀前的稀释调制，以替代现行天然胶乳离心分离过程中加入的稀释水、液氨或氨水，不但维持了分离液中水溶性非橡胶组分的浓度，为资源化利用创造条件，还提高了天然橡胶的脱蛋白效率，制备出高物质的低蛋白胶乳。

4.一种天然胶乳资源分层次全利用的环保型加工方法，其特征在于：

j天然胶乳资源分层次全利用的清洁生产方法，改善生产环境质量，维护工人健康，大幅度削减了污染负荷，降低了生产成本和环境污染控制成本，提高了企业经济效益。