CN106731513A - 石榴皮提取物生产中废气的处理方法 - Google Patents

石榴皮提取物生产中废气的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了石榴皮提取物生产中废气的处理方法，包括如下步骤：1)喷淋塔吸收：将生产中产生的废气集中后进入喷淋塔处理；喷淋塔为串联的两级，两级喷淋塔内装有填料，喷淋塔中的液相物质是水，二级喷淋塔起保护作用，并与后续工艺处理联接；2)处理完成的气体通过管道输送至厂内烟囱高空排放。

Description

石榴皮提取物生产中废气的处理方法
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，特别是涉及石榴皮提取物生产中废气的处理方法。
背景技术
石榴皮(sesamumindicum)作为重要的油料作物已种植了很多世纪，特别在亚洲和非洲的发展中国家广泛种植，我国石榴皮的可种植地区比较广泛，自1997年来产量逐渐上升，2001年达到81万吨，并且还有很大的发展潜力。随着日本等国家对石榴皮素(sesamin)的研究深入，人们对石榴皮素的功效和开发应用也取得了很大进展。石榴皮素是一种主要存在于石榴皮中的木酚素类化合物，分子式为C20H1806，熔点121-123℃，其含量约占石榴皮的0.2-0.5％，在非焙烤和未经精炼工艺处理的石榴皮油中含量为0.5-1％，是石榴皮中重要的生物活性成分之一。
石榴皮素最早由日本学者从石榴皮油精制过程中获得。石榴皮素的分离提取方法主要有两大类：一类是使用有机溶剂如甲醇、乙醚等从石榴皮油中直接提取石榴皮素，然后再结晶纯化，这类方法回收率低，同时也因不能完全除去石榴皮油中残留的有机溶剂，对石榴皮油的再利用形成潜在的危险因素。二是采用低压蒸馏石榴皮油，然后对其馏出物进行分子蒸馏、树脂吸附等处理。如TatsuhikoOzaki和Masato Sugiura等先后提出了减压蒸汽蒸馏提取石榴皮素的方法，采用大孔树脂纯化作为主要的分离步骤，然而采用大孔树脂纯化方法，树脂用前需要处理，纯化需经过吸附和洗脱过程，生产周期长。另外采用大孔树脂纯化洗脱液体积较大，溶剂回收时间长，增加了生产成本，并且溶剂回收产生较多的废液，对环保造成一定的负担。此外由于大孔树脂的使用，增加了引入苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、烷烃类、二乙基苯类等有机残留溶剂的风险，对产品的安全性造成了一定的影响。
石榴皮的植物细胞内含有油脂，主要由成分为甘油三酯的化合物组成的混合物，这些油脂以油粒和油体原生质体形式、呈不连续颗粒状、与颗粒蛋白体一起无规则地分散在细胞内等存在形式存在。现有的提取方法，都是直接对石榴皮等原料打碎或粉碎后通过水提/醇提、或者微波提取等方式直接提取，在提取的时候，细胞中的油脂会同时分离出，油脂在生产过程中，会发酵、分解，产生大量的气体，这些气体中含有芳香烃族、苯乙烯、烃类、酚类等物质，还伴有恶臭，如果未经处理便直接排放，会造成车间及周边区域环境十分恶劣。现有技术中，中国专利CN104524946A，一种芍药提取物生产中废气的处理方法，采用1)低温冷却：生产中产生的废气集中后送入低温冷凝器进行低温冷却，冷却温度为0-4℃，实现废气中精油的初步分离，精油进入低温储罐；2)喷淋塔吸收：步骤1)出来的废气进入喷淋塔处理；喷淋塔为串联的四级，四级喷淋塔中的液相物质分别为添加了黄原胶的浓度较低的碱液、添加了黄原胶的浓度较高的碱液、添加了黄原胶的浓度较高的碱液和水；3)高空排放：处理完成的气体通过管道输送至厂内烟囱高空排放。这样的处理方法，对于芍药提取物生产中废气的处理，效果较好，但是对于石榴皮提取物生产中恶臭废气的处理，则效果差强人意，因此，如何处理含有大量恶臭的石榴皮提取物生产废气，是一个技术难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供石榴皮提取物生产中废气的处理方法，可以有效的净化石榴皮提取过程中产生的废气，而且效果明显。
石榴皮提取物生产中废气的处理方法，通过以下技术方案实现，包括如下步骤：
1)喷淋塔吸收：将生产中产生的废气集中后进入喷淋塔处理；
喷淋塔为串联的两级，两级喷淋塔内装有填料，喷淋塔中的液相物质是水，二级喷淋塔起保护作用，并与后续工艺处理联接；
2)处理完成的气体通过管道输送至厂内烟囱高空排放；
所述的填料通过以下方法制备：
a、原料准备：准备纤维丝、芒果皮；
b、芒果皮的处理：
①酶解处理：粉碎或打碎后加入相当于芒果皮2-3重量的纯净水，加热至50-60℃维持5-10分钟，得到膏状浆液，调pH为4-5，加入果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解40-60分钟，温度维持40-45℃，得到酶解液；
②加压处理：将步骤①得到的物料，放入高压罐中，加压至30-40MPa，使其压力均匀，并保持10-20min，在1-3s恢复常压；
③煎煮：将步骤②得到的物料加入等重的纯净水煎煮2次，每次1小时，得到提取液，过滤，合并提取液，滤液浓缩至70℃时测相对密度为1.30的浸膏，干燥，过筛，得粉末；
c、将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤b得到的芒果皮粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
本发明步骤a所述的纤维丝、芒果皮，优选按照90-95：5-10重量比，进一步优选95:5的重量比。
步骤b中所述的果胶-纤维素复合酶用量，优选膏状浆液0.05-0.1％重量；所述的过筛，优选过80目筛。
本发明也可以是一级喷淋塔内装有填料，二级喷淋塔内是水。
与现有技术相比，本发明具有以下优点:
1、现有技术中，采用串联的四级的喷淋塔来吸收提取物生产产生的废气，四级喷淋塔中的液相物质分别为添加了黄原胶的浓度较低的碱液、添加了黄原胶的浓度较高的碱液、添加了黄原胶的浓度较高的碱液和水，但是对于石榴皮提取物生产中恶臭废气的处理，效果不好。采用本发明的方法，可以有效吸收石榴皮提取物生产过程中大量石榴皮的恶臭的废气，相比现有技术采用在3-4级添加了黄原胶的碱液的喷淋塔中里吸收，效果明显，而且，本发明是采用在1-2级添加了填料的喷淋塔里吸收，缩短了工序用时，节约了成本。
2、过滤用的纤维球的特点可以过滤水中的各种杂质，达到干净水的目的，但是当水中含有大量的废气的时候，普通的纤维球填料却不能起到理想的作用，本发明通过改性纤维球填料，与含废气的水接触时，可以有效吸附水中的废气，而且，本发明得到的填料，先与水分子进行接触，在纤维球填料表面形成一层水的保护膜，包裹住废气，很容易被水冲洗下来。
2、本发明通过在纤维球填料中添加特殊处理过的芒果皮来对纤维球改性，芒果皮中含有大量的纤维素，纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂，是植物细胞壁的主要成分，但是芒果皮植物细胞中的纤维为木素所粘结，不易断裂。本发明先采用酶解技术处理芒果皮，可以充分断开芒果皮的纤维，再采用加压处理，在高压作用下，纤维素结晶度提高，聚合度下降，半纤维素部分降解，木素软化，横向连结强度下降，甚至软化可塑，当充满压力的物料骤然减压时，孔隙中的气剧膨胀，产生“爆破”效果，可部分剥离木素，并将原料撕裂为细小纤维。通过这样的处理，可以很好地利用芒果皮中的纤维素，对废气分子产生包裹作用。如果采用100-1000MPa的压力处理，会导致植物原料中蛋白、多糖类物质结构发生变化，从而降低纤维球改性的效果。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1：
石榴皮提取物生产中废气的处理方法，包括如下步骤：
1)喷淋塔吸收：将生产中产生的废气集中后进入喷淋塔处理；
喷淋塔为串联的两级，两级喷淋塔内装有填料，喷淋塔中的液相物质是水，二级喷淋塔起保护作用，并与后续工艺处理联接；
2)处理完成的气体通过管道输送至厂内烟囱高空排放；
所述的填料通过以下方法制备：
a、原料准备：按照90：10重量比准备纤维丝、芒果皮；
b、芒果皮的处理：
①酶解处理：粉碎或打碎后加入相当于芒果皮2-3重量的纯净水，加热至50℃维持10分钟，得到膏状浆液，调pH为4-5，加入膏状浆液0.05％重量份的果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解60分钟，温度维持40-45℃，得到酶解液；
②加压处理：将步骤①得到的物料，放入高压罐中，加压至30MPa，使其压力均匀，并保持20min，在1-3s恢复常压；
③煎煮：将步骤②得到的物料加入等重的纯净水煎煮2次，每次1小时，得到提取液，过滤，合并提取液，滤液浓缩至70℃时测相对密度为1.30的浸膏，干燥，过80目筛，得粉末；
c、将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤b得到的芒果皮粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
实施例2：
石榴皮提取物生产中废气的处理方法，包括如下步骤：
1)喷淋塔吸收：将生产中产生的废气集中后进入喷淋塔处理；
喷淋塔为串联的两级，两级喷淋塔内装有填料，喷淋塔中的液相物质是水，二级喷淋塔起保护作用，并与后续工艺处理联接；
2)处理完成的气体通过管道输送至厂内烟囱高空排放；
所述的填料通过以下方法制备：
a、原料准备：按照92：8重量比准备纤维丝、芒果皮；
b、芒果皮的处理：
①酶解处理：粉碎或打碎后加入相当于芒果皮2-3重量的纯净水，加热至60℃维持5分钟，得到膏状浆液，调pH为4-5，加入膏状浆液0.1％重量份的果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解50分钟，温度维持40-45℃，得到酶解液；
②加压处理：将步骤①得到的物料，放入高压罐中，加压至40MPa，使其压力均匀，并保持10min，在1-3s恢复常压；
③煎煮：将步骤②得到的物料加入等重的纯净水煎煮2次，每次1小时，得到提取液，过滤，合并提取液，滤液浓缩至70℃时测相对密度为1.30的浸膏，干燥，过80目筛，得粉末；
c、将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤b得到的芒果皮粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
实施例3：
石榴皮提取物生产中废气的处理方法，包括如下步骤：
1)喷淋塔吸收：将生产中产生的废气集中后进入喷淋塔处理；
喷淋塔为串联的两级，两级喷淋塔内装有填料，喷淋塔中的液相物质是水，二级喷淋塔起保护作用，并与后续工艺处理联接；
2)处理完成的气体通过管道输送至厂内烟囱高空排放；
所述的填料通过以下方法制备：
a、原料准备：按照95：5重量比准备纤维丝、芒果皮；
b、芒果皮的处理：
①酶解处理：粉碎或打碎后加入相当于芒果皮2-3重量的纯净水，加热至55℃维持10分钟，得到膏状浆液，调pH为4-5，加入膏状浆液0.1％重量份的果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解60分钟，温度维持40-45℃，得到酶解液；
②加压处理：将步骤①得到的物料，放入高压罐中，加压至35MPa，使其压力均匀，并保持15min，在1-3s恢复常压；
③煎煮：将步骤②得到的物料加入等重的纯净水煎煮2次，每次1小时，得到提取液，过滤，合并提取液，滤液浓缩至70℃时测相对密度为1.30的浸膏，干燥，过80目筛，得粉末；
c、将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤b得到的芒果皮粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
实验例：
石榴皮提取物生产中废气的处理方法，包括如下步骤：
1)喷淋塔吸收：将生产中产生的废气集中后进入喷淋塔处理；
喷淋塔为串联的两级，两级喷淋塔内装有实施例3的填料，喷淋塔中的液相物质是水，二级喷淋塔起保护作用，并与后续工艺处理联接；
2)处理完成的气体通过管道输送至厂内烟囱高空排放。
对比例：
1)喷淋塔吸收：将生产中产生的废气集中后进入喷淋塔处理；
喷淋塔为串联的四级，喷淋塔中的液相物质是水，二级喷淋塔起保护作用，并与后续工艺处理联接；
2)处理完成的气体通过管道输送至厂内烟囱高空排放；
喷淋塔为串联的四级，四级喷淋塔中的液相物质分别为添加了黄原胶的浓度较低的碱液、添加了黄原胶的浓度较高的碱液、添加了黄原胶的浓度较高的碱液和水，浓度较高的碱液是2％质量浓度的Na2CO3溶液，浓度较低的碱液是1％质量浓度的Na2CO3溶液，碱液中都添加了0.5％质量浓度的黄原胶。
结论：实施例3的结果远远优于对比例。

Claims (5)

1.石榴皮提取物生产中废气的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)喷淋塔吸收：将生产中产生的废气集中后进入喷淋塔处理；
喷淋塔为串联的两级，两级喷淋塔内装有填料，喷淋塔中的液相物质是水，二级喷淋塔起保护作用，并与后续工艺处理联接；
2)处理完成的气体通过管道输送至厂内烟囱高空排放；
所述的填料通过以下方法制备：
a、原料准备：准备纤维丝、芒果皮；
b、芒果皮的处理：
①酶解处理：粉碎或打碎后加入相当于芒果皮2-3重量的纯净水，加热至50-60℃维持5-10分钟，得到膏状浆液，调pH为4-5，加入果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解40-60分钟，温度维持40-45℃，得到酶解液；
②加压处理：将步骤①得到的物料，放入高压罐中，加压至30-40MPa，使其压力均匀，并保持10-20min，在1-3s恢复常压；
③煎煮：将步骤②得到的物料加入等重的纯净水煎煮2次，每次1小时，得到提取液，过滤，合并提取液，滤液浓缩至70℃时测相对密度为1.30的浸膏，干燥，过筛，得粉末；
c、将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤b得到的芒果皮粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
2.根据权利要求1所述的石榴皮提取物生产中废气的处理方法，其特征在于：步骤a所述的纤维丝、芒果皮，按照90-95：5-10重量比。
3.根据权利要求3所述的石榴皮提取物生产中废气的处理方法，其特征在于：步骤a所述的纤维丝、芒果皮，按照95：5重量比。
4.根据权利要求1所述的石榴皮提取物生产中废气的处理方法，其特征在于：步骤b中所述的果胶-纤维素复合酶用量，为膏状浆液0.05-0.1％重量。
5.根据权利要求1所述的石榴皮提取物生产中废气的处理方法，其特征在于：步骤b所述的过筛，为过80目筛。
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