CN110217874A - 一种中华麦饭石矿物质干粉及其改性工艺 - Google Patents

一种中华麦饭石矿物质干粉及其改性工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种中华麦饭石矿物质干粉及其改性工艺，所述改性工艺包括如下步骤：(1)将中华麦饭石进行清洗后粉碎，得中华麦饭石微粉；(2)将步骤(1)所得中华麦饭石微粉进行高温煅烧，完毕后得活化中华麦饭石微粉；(3)将步骤(2)所得活化中华麦饭石微粉与液体混合，然后进行提取搅拌，得中华麦饭石提取液；(4)将步骤(3)所得中华麦饭石提取液进行蒸干，得中华麦饭石矿物质干粉。所述改性工艺经过高温煅烧和液体煮沸过程，加强了麦饭石中的矿质元素向水中迁移的程度，使得元素更容易在水中溶出，且检测后证实，中华麦饭石矿物质干粉经开水浸泡后不仅富含多种人体所需元素，且可将蒸馏水调至弱碱性，有利于人体健康，安全无危害。

Description

一种中华麦饭石矿物质干粉及其改性工艺
技术领域
本发明属于麦饭石加工领域，具体涉及一种中华麦饭石矿物质干粉及其改性工艺。
背景技术
中华麦饭石是麦饭石的一种，产于内蒙古奈曼旗平顶山的麦饭石叫“中华麦饭石”。1985年内蒙古通辽市奈曼旗人民政府委托14个省市自治区12个科研单位，98名专家对奈曼旗麦饭石进行了系统的研究，研究结果确认奈曼旗麦饭石无毒无害，含59种矿物质，微量元素。其中人体必需生命元素17种以上。包含全部11种常量元素以及17中全部稀土元素。是一种最理想的天然矿物质，微量元素营养源，并国家工商管理局命名为“中华麦饭石”。
在初期研究的过程中，麦饭石得到了相当大的重视，据记载：相关部门先后委托沈阳地质矿产研究所、北京矿冶研究总院、长春地质学院、白求恩医科大学、中国医科大学、长春中医学院、黑龙江医学院、中国人民解放军空军北京医院、北京食品研究所、北京食品营养源研究所、内蒙哲里木盟医院、哲里木盟中医院等单位中具有富有经验的专家、教授和科技人员对平顶山麦饭石进行了系统地基础理论研究和应用科学实验，获得了可喜成果，并对相关科研工作者进行了接见。
目前我国麦饭石行业主要产品为麦饭石器皿和麦饭石颗粒。但经实验证实常态下的麦饭石释放微量元素是微乎其微，麦饭石行业已发展30年，麦饭石产品用户越来越感觉到麦饭石功能不明显，所以麦饭石行业一直没有大的发展。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种中华麦饭石矿物质干粉及其改性工艺。本发明对中华麦饭石的改性方法是在《本草纲目》所记载的古法基础上，结合了地质学、营养学和食品学等进行研究和深化。经过高温煅烧和液体煮沸过程，加强了麦饭石中的矿质元素向水中迁移的程度，使得元素更容易在水中溶出。
本发明的方案为提供一种中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，包括如下步骤：
(1)将中华麦饭石进行清洗后粉碎，得中华麦饭石微粉；
(2)将步骤(1)所得中华麦饭石微粉进行高温煅烧，完毕后得活化中华麦饭石微粉；
(3)将步骤(2)所得活化中华麦饭石微粉与液体混合，然后进行提取搅拌，得中华麦饭石提取液；
(4)将步骤(3)所得中华麦饭石提取液进行蒸干，得中华麦饭石矿物质干粉。
当麦饭石粉碎的粒度越细时，其有效比表面积则越大，在后续煅烧活化、提取的过程中亦越利于元素的溢出，且同时考虑到研磨成本，经发明人反复验证，优选地，步骤(1)中，所述中华麦饭石微粉粒度为3000～3500目时综合效果最佳。
麦饭石是一种矿物石，常常带有杂质，而杂质在高温条件下易变色，很容易被肉眼识别并筛选剔除，有利于麦饭石的纯化，另外，经高温煅烧后的麦饭石粉同时也便于下一步液体煮沸过程中元素的溶出。经发明人反复验证，优选地，步骤(2)中，所述高温煅烧温度为700～750℃时效果最佳；另外，煅烧时间过短，杂质变色及麦饭石活化均不充分，煅烧时间过长又容易造成能耗浪费，经发明人反复验证，优选地，步骤(2)中，所述高温煅烧时间为2～3h效果最佳。
活化中华麦饭石微粉在液体中提取后，会溶出相应元素，得到中华麦饭石提取液与微粉混合体，且溶出元素的量与液体的添加比例，在液体中提取的温度、时间及转速均有影响，经发明人验证，优选地，步骤(3)中，当所述活化中华麦饭石微粉与液体的重量比为1:0.5～2，所述提取温度为25～90℃，所述提取时间为24～26h，所述搅拌速率为40～60r/min时，效果最佳。
提取时所用的液体蒸出时应尽量充分，不留余液，经反复验证发现，优选地，步骤(4)中，在400～1000℃条件下可将液体溶剂充分蒸干，同时在此温度下相当于对中华麦饭石进行了二次煅烧，更有利于元素在后续使用过程中的析出。
基于相同的技术思路，本发明还提供一种由上述方法制备得到的中华麦饭石矿物质干粉。
本发明所述的中华麦饭石矿物质干粉的应用也非常广泛，可应用于牙膏、皮炎膏、洗发乳、洁面膏、沐浴粉、洗足粉、养花粉、香皂、滋补饮料和牲畜饲料等领域。
本发明的整体技术思路及理论依据为：所述改性工艺通过将麦饭石极限微化，使得麦饭石比表面积增大，与水的接触面积亦越大，获得的补偿能越高，水合作用越明显，离子迁移通道越短，矿物元素溶出量就越多越快。经过高温煅烧过程达到去除麦饭石孔隙间的结晶水及杂质，扩大孔洞，加强了麦饭石中的矿质元素向水中迁移和吸附的速度，使得元素更容易溶出，且重金属更容易被吸附。而当中华麦饭石微粉与液体混合加热并搅拌时，增加了其中元素的离子化进程，让麦饭石中的矿质元素以离子形式迁移至液体中达到离子化矿元素与麦饭石固体的分离。故蒸干后，即可得到了富含多种矿质元素的麦饭石干粉。
另外，由于中华麦饭石干粉经过煅烧和液体煮沸过程，所以麦饭石的物理结构是海绵状的多孔体，中华麦饭石干粉状态下，每平方厘米的表面积上有2600～2800个孔，其具有多孔筛网和海绵特性，比表面积十分巨大，可达到600～960m2/g。所以它能吸附水中因污染所致的微量毒性物质，如水银、镉酞酸脂、氯化物、氯气和多种细菌，从而把水质变成洁净的活性矿物水。它的吸附能力比同量级活性炭高20000倍。尤其是中华麦饭石干粉，经过活化处理后，麦饭石干粉能够缩短扩张的离子通道，吸附重金属，有毒物质及细菌，达到净水的目的。
据现有技术研究表明，麦饭石粉在不同温度下焙烧，麦饭石的孔容，孔径和比表面积会有不同的变化，具体如表1所示。
表1麦饭石的比表面积、孔径和孔容
项目 初始样 423K活化样 673K活化样
表面积(m<sup>2</sup>g<sup>-1</sup>) 0.1830 1.7500 2.8320
孔容(mlg<sup>-1</sup>) 0.0144 0.1842 0.6101
孔径(vnm<sup>-1</sup>) 0.8826 13.2318 20.0132
由上表可以看出，随着温度的升高，麦饭石表面积、孔容及孔径均是增加的趋势，这也为本发明的方案提供了理论参考。
需要强调的是，当中华麦饭石矿物质干粉浸泡于水中时，由于矿质元素浓度存在差异，其会进行自动调节：当水中矿质元素浓度低时，矿质元素会从中华麦饭石干粉迁移至水中；相反，当水中矿质元素浓度过高时，中华麦饭石干粉会重新吸附矿质元素以达平衡。另外，水中的一些有害物质，也会被中华麦饭石干粉吸附，达到智能调节、净化水质的作用。
本发明的有益效果为：
本发明所述的中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，经发明人反复验证：将麦饭石经过高温煅烧和液体煮沸过程，可最大程度地溶出其所含有的有益元素。且检测后证实，中华麦饭石矿物质干粉经开水浸泡后不仅富含多种人体所需元素，且可将蒸馏水调至弱碱性，有利于人体健康，安全无危害。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，包括如下步骤：
(1)将中华麦饭石用清水进行淘洗，然后经粉碎机粉碎至3000～3100目，得中华麦饭石微粉；
(2)将步骤(1)所得中华麦饭石微粉在700℃条件下煅烧3h，烧至红透，完毕后得活化中华麦饭石微粉；
(3)将步骤(2)所得活化中华麦饭石微粉与液体按1:0.5的重量比混合，然后在提取温度为25℃、搅拌转速为60r/min条件下提取26h，完成后得中华麦饭石提取液；
(4)将步骤(3)所得中华麦饭石提取液在400℃条件下充分蒸干，得中华麦饭石矿物质干粉。
实施例2
本实施例提供一种中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，包括如下步骤：
(1)将中华麦饭石用清水进行淘洗，然后经粉碎机粉碎至3400～3500目，得中华麦饭石微粉；
(2)将步骤(1)所得中华麦饭石微粉在750℃条件下煅烧2h，烧至红透，完毕后得活化中华麦饭石微粉；
(3)将步骤(2)所得活化中华麦饭石微粉与液体按1:2的重量比混合，然后在提取温度为90℃、搅拌转速为40r/min条件下提取24h，完成后得中华麦饭石提取液；
(4)将步骤(3)所得中华麦饭石提取液在1000℃条件下充分蒸干，得中华麦饭石矿物质干粉。
实施例3
本实施例提供一种中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，包括如下步骤：
(1)将中华麦饭石用清水进行淘洗，然后经粉碎机粉碎至3200～3300目，得中华麦饭石微粉；
(2)将步骤(1)所得中华麦饭石微粉在725℃条件下煅烧2.5h，烧至红透，完毕后得活化中华麦饭石微粉；
(3)将步骤(2)所得活化中华麦饭石微粉与液体按1:1的重量比混合，然后在提取温度为55℃、搅拌转速为50r/min条件下提取25h，完成后得中华麦饭石提取液；
(4)将步骤(3)所得中华麦饭石提取液在700℃条件下充分蒸干，得中华麦饭石矿物质干粉。
为了验证中华麦饭石矿物质干粉在水中析出元素的种类及量，委托第三方进行检测。
元素的限值标准参考GB/5749-2006《生活饮用水卫生标准》。
制作方法为：两袋用木棉纸袋装的10g实施例3所得中华麦饭石干粉，经200ml蒸馏开水浸泡2分钟后，检测水中元素含量。其中，“溶解性总固体”的检测方法来源参见GB/T5750.4-2006，“硼”和“碘化物”的检测方法来源参见GB/T 5750.5-2006，其余检测项目的检测方法来源参见GB/T 5750.6-2006。检测结果如表2所示。
表2水中元素检测结果
所述经中华麦饭石矿物质干粉浸泡的水中全硅及总磷含量如表3所示，其中全硅含量检测方法来源参见GB/T 12149-2017 6.2，总磷含量检测方法来源参见GB/T 11893-1989。
表3全硅及总磷的含量结果
更进一步的，还对不同浸泡时间下，对人体有益的锌元素含量进行了持续检测，检测结果如表4所示。
表4不同浸泡时间锌元素释放量检测结果
实验结果及结论：
1、由检测结果可见，中华麦饭石矿物质干粉经蒸馏开水浸泡后，水中检测出多种人体所必需的微量元素，且重金属含量低，即将蒸馏水调节成适宜饮用的矿物质活性水。
2、在浸泡过程中，中华麦饭石矿物质干粉可在2分钟期间将中性蒸馏水调节成pH为8.01的弱碱性水，表明有较佳的pH调节能力。
3、随着浸泡时间的增加，锌元素的溶出量呈先增加再减小再增加的趋势，且不同实施例所得中华麦饭石干粉浸泡于蒸馏水中溶出的锌元素亦有所不同，表明随着浸泡时间的增加，锌元素的溶出量会进行调节。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将中华麦饭石进行清洗后粉碎，得中华麦饭石微粉；
(2)将步骤(1)所得中华麦饭石微粉进行高温煅烧，完毕后得活化中华麦饭石微粉；
(3)将步骤(2)所得活化中华麦饭石微粉与液体混合，然后进行提取搅拌，得中华麦饭石提取液；
(4)将步骤(3)所得中华麦饭石提取液进行蒸干，得中华麦饭石矿物质干粉。
2.根据权利1所述的中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述中华麦饭石微粉粒度为3000～3500目。
3.根据权利1所述的中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述高温煅烧温度为700～750℃。
4.根据权利1所述的中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述高温煅烧的时间为2～3h。
5.根据权利1所述的中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述活化中华麦饭石微粉与液体的重量比为1:0.5～2。
6.根据权利1所述的中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述提取温度为25～90℃。
7.根据权利1所述的中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述提取时间为24～26h。
8.根据权利1所述的中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述搅拌速率为40～60r/min。
9.根据权利1所述的中华麦饭石矿物质干粉的改性工艺，其特征在于，步骤(4)中，所述蒸干温度为400～1000℃。
10.权利要求1～9任一项所述改性工艺制备得到的中华麦饭石矿物质干粉。
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