CN105433198A - 一种消减谷物粉末中重金属含量的方法 - Google Patents
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Abstract
一种消减谷物粉末中重金属含量的方法，包括以下步骤：（1）消减反应：将受重金属污染的谷物粉末称重，加入相当于谷物粉末重量5～10倍的水后，再加入相当于所加水重量0.1～1.0%的重金属消减剂，搅拌均匀，得料液；（2）超声脱除：将步骤（1）所得的料液进行超声处理，超声频率为20～50kHz，时间为1～4h，超声处理过程控制温度在20～40℃；（3）洗涤：将经步骤（2）处理的料液进行压滤后，用水洗涤；（4）干燥：将经步骤（3）处理后所得的谷物烘干，即成。利用本发明，能有效解决目前大米等谷物粉末镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属含量超标的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种消减谷物粉末中重金属含量的方法。
背景技术
重金属是一种对人体有重大危害的物质，可经农作物进入食物链。
稻米是我国最主要的粮食品种之一，我国65%以上的人口以稻米为主食。研究表明，稻米易于富集土壤和空气中的重金属，从而间接威胁人体健康。水稻对镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属具有强吸收等特征，这种固有特性也解释了近年来时有发生的大米重金属污染事件。根据报道，稻米加工后的重金属含量会大大提高，这也增加稻米粉末及其面制品的金属污染。目前，亟需一种能有效消减谷物粉末中镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属含量的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能有效消减谷物粉末中镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属含量的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种消减谷物粉末中重金属含量的方法，包括以下步骤：
（1）消减反应：将受重金属污染的谷物粉末称重，加入相当于谷物粉末重量5～10倍的水后，再加入相当于所加水重量0.1～1.0%的重金属消减剂，搅拌均匀，得料液；
（2）超声脱除：将步骤（1）所得的料液进行超声处理，超声频率为20～50kHz，时间为1～4h，超声处理过程控制温度在20～40℃；
（3）洗涤：将经步骤（2）处理的料液进行压滤后，用水洗涤；
（4）干燥：将经步骤（3）处理后所得的谷物烘干，即成。
进一步，步骤（1）中，所述的谷物粉末可为大米粉末、糙米粉末、小麦粉末、玉米粉末或小米粉末等。
进一步，步骤（1）中，所述的重金属消减剂为可食用的有机酸。所述可食用的有机酸优选柠檬酸、酒石酸或苹果酸。
进一步，步骤（2）中，超声处理时伴随搅拌，搅拌的速度为1～10r/min。
进一步，步骤（3）反复操作2-4次。
进一步，步骤（3）中，压滤的压力为1～5MPa（优选2MPa）。
进一步，步骤（4）中，烘干的温度为30～50℃，烘干的时间为5～10h。
进一步，将步骤（3）所得的洗涤废液用pH调节剂调节pH值至6～7后，用树脂进行重金属离子的吸附，时间为1～4h。
进一步，步骤（1）和步骤（3）中，使用的水的重金属含量低于安全限量。
在谷物中重金属主要与蛋白质形成不溶于水的螯合物，而本发明利用消减剂的酸化、螯合作用将这些不溶于水的螯合物直接转化为可溶于水的重金属螯合物，反应过程中超声可加快重金属螯合物溶出，提高反应速率与产品的重金属消减效率，并利用树脂对重金属离子的吸附作用，对废液中重金属进行回收，避免重金属对环境的再污染。
本发明具有操作流程简单，加工费用低，环保性好等优势。本发明拥有废液处理工序，可回收镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属，不污染环境，具有环保、资源利用率高等优点。
利用本发明，可大大降低谷物粉末中镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属含量，如大米粉末镉的去除率达80%以上，糙米粉末镉的去除率达70%以上，可使镉、铬、铅、汞、砷、铜等重金属含量控制在国家限量标准以下，大幅度提高产品的安全性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
（1）取镉含量为0.3549mg/kg（干基）早稻米粉末20g，添加200mL水后，加入相当于水重量0.2%的柠檬酸，搅拌均匀，得料液；
（2）将步骤（1）所得的料液进行超声处理，超声频率为40kHz，时间为2h，超声处理过程控制温度在25±2℃；
（3）将经步骤（2）处理的料液进行压滤后，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为3MPa，每次用水量为200mL；
（4）将经步骤（3）处理后所得的早稻米进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h。
经检验，处理后的早稻米粉末的镉含量为0.0325mg/kg（干基），镉去除率达90.8%。
实施例2
（1）取镉含量为0.7537mg/kg（干基）大米粉末20g，添加200mL水后，加入相当于水重量0.2%的柠檬酸，搅拌均匀，得料液；
（2）将步骤（1）所得到的料液进行超声处理，超声频率30kHz，时间为2h，超声处理过程控制温度在30±2℃；
（3）将经步骤（2）处理的料液进行压滤后，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为2MPa，每次用水量为200mL；
（4）将经步骤（3）处理后所得的大米进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h。
经检验，处理后的大米粉末的镉含量为0.1258mg/kg（干基），镉去除率达83.3%。
实施例3
（1）取镉含量为0.8710mg/kg（干基）米机5号大米粉末20g，添加200mL水后，加入相当于水重量0.4%的酒石酸，搅拌均匀，得料液；
（2）将步骤（1）所得的料液进行超声处理，超声频率为20kHz，时间为3h，超声处理过程控制温度在35±2℃；
（3）将经步骤（2）处理的料液进行压滤后，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为4MPa，每次用水量为200mL；
（4）将经步骤（3）处理后所得的米机5号大米进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h。
经检验，处理后的米机5号大米粉末的镉含量为0.1434mg/kg（干基），镉去除率达83.5%。
实施例4
（1）取镉含量为0.8420mg/kg（干基）糙米粉末20g，添加200mL水后，加入相当于水重量0.4%的苹果酸，搅拌均匀，得料液；
（2）将步骤（1）所得的料液进行超声处理，超声频率为40kHz，时间为2h，超声处理过程控制温度在30±2℃；
（3）将经步骤（2）处理的料液进行压滤后，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为2MPa，每次用水量为200mL；
（4）将经步骤（3）处理后所得的糙米进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h。
经检验，处理后的糙米粉末的镉含量为0.1959mg/kg（干基），镉去除率达76.7%。
实施例5
（1）取镉含量为0.6220mg/kg（干基）糙米粉末5kg于反应釜内，添加50L水后，加入相当于水重量0.2%的柠檬酸，得料液；
（2）将步骤（1）的料液进行搅拌超声处理，超声频率40kHz，搅拌速率为6r/min，时间2h，控制温度在为40℃以下；
（3）将经步骤（2）处理的料液用泵抽到压滤机内，压滤后，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为2MPa，每次用水量20L；
（4）将经步骤（3）处理后所得的糙米进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h；
（5）将步骤（3）所得的洗涤废液用pH调节剂调节pH值至7后，用树脂进行重金属离子的吸附，时间为2h。
经检验，处理后的糙米粉末的镉含量为0.1625mg/kg（干基），镉去除率达73.9%。
实施例6
（1）取铅含量为0.4543（干基）小麦粉末20g，添加200mL水后，加入相当于水重量0.4%的柠檬酸，搅拌均匀，得料液；
（2）将步骤（1）所得的料液进行超声处理，超声频率为40kHz，时间为3h，超声处理过程控制温度在25±2℃；
（3）将经步骤（2）处理的料液进行压滤后，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为3MPa，每次用水量为200mL；
（4）将经步骤（3）处理后所得的小麦进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h。
经检验，处理后的小麦粉末的铅含量为0.1327mg/kg（干基），铅去除率达70.8%。
实施例7
（1）取铬含量为0.3543（干基）玉米粉末20g，添加200mL水后，加入相当于水重量0.2%的柠檬酸，搅拌均匀，得料液；
（2）将步骤（1）所得的料液进行超声处理，超声频率为40kHz，时间为2h，超声处理过程控制温度在25±2℃；
（3）将经步骤（2）处理的料液进行压滤后，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为3MPa，每次用水量为200mL；
（4）将经步骤（3）处理后所得的玉米进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h。
经检验，处理后的玉米粉末的铬含量为0.0595mg/kg（干基），铬去除率达83.2%。
实施例8
（1）取汞含量为0.1596（干基）小米粉末20g，添加200mL水后，加入相当于水重量0.1%的柠檬酸，搅拌均匀，得料液；
（2）将步骤（1）所得的料液进行超声处理，超声频率为40kHz，时间为1h，超声处理过程控制温度在25±2℃；
（3）将经步骤（2）处理的料液进行压滤后，用水洗涤，反复操作3次，每次压力为3MPa，每次用水量为200mL；
（4）将经步骤（3）处理后所得的小米进行烘干处理，烘干的温度为50℃，烘干的时间为8h。
经检验，处理后的小米粉末的汞含量为0.0455mg/kg（干基），汞去除率达71.5%。
Claims (10)
1.一种消减谷物粉末中重金属含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）消减反应：将受重金属污染的谷物粉末称重，加入相当于谷物粉末重量5～10倍的水后，再加入相当于所加水重量0.1～1.0%的重金属消减剂，搅拌均匀，得料液；
（2）超声脱除：将步骤（1）所得的料液进行超声处理，超声频率为20～50kHz，时间为1～4h，超声处理过程控制温度在20～40℃；
（3）洗涤：将经步骤（2）处理的料液进行压滤后，用水洗涤；
（4）干燥：将经步骤（3）处理后所得的谷物烘干，即成。
2.根据权利要求1所述的消减谷物粉末中重金属含量的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的谷物粉末为大米粉末、糙米粉末、小麦粉末、玉米粉末或小米粉末。
3.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的重金属消减剂为可食用的有机酸。
4.根据权利要求3所述的消减谷物粉末中重金属含量的方法，其特征在于，所述的可食用的有机酸为柠檬酸、酒石酸或苹果酸。
5.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量的方法，其特征在于，步骤（2）中，超声处理时伴随搅拌，搅拌的速度为1～10r/min。
6.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量的方法，其特征在于，步骤（3）反复操作2-4次。
7.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量的方法，其特征在于，步骤（3）中，压滤的压力为1～5MPa。
8.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量的方法，其特征在于，步骤（4）中，烘干的温度为30～50℃，烘干的时间为5～10h。
9.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量的方法，其特征在于，将步骤（3）所得的洗涤废液用pH调节剂调节pH值至6～7后，用树脂进行重金属离子的吸附，时间为1～4h。
10.根据权利要求1或2所述的消减谷物粉末中重金属含量的方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（3）中，使用的水的重金属含量低于安全限量。
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