一种谷物的重金属消减方法技术

本发明专利技术涉及食品加工及质量安全控制领域，特别是一种谷物的重金属消减方法。所述方法包括将谷物进行水清洗后酸醇溶液清洗，盐水洗，最后进行水清洗，过滤掉的清洗废水，进行沉降分离，回收含重金属的残渣。本发明专利技术对谷物进行低压真空洗涤和高压洗涤，有利于组织结构松弛，重金属洗出，采用酸醇溶液，有利于谷蛋白和醇溶蛋白溶解，释放结合的重金属离子，通过沉降等方式将重金属从洗涤废水中脱除，对洗液中洗脱出的重金属进行回收处理，洗液可重复利用，利于节能降耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及食品加工及质量安全控制领域，特别是一种谷物的重金属消减方法。
技术介绍
近年，随着工业、采矿业、有色金属冶炼业、金属制品业的快速发展，全球土壤重金属污染面积正逐渐加大、污染程度加重。稻米等农产品的镉污染已经严重危及粮食安全、威胁人体健康。然而由于受污染耕地很难在短期内治理修复，导致每年生产稻米的镉超标问题突出。目前，国内外减除稻米镉污染的措施主要集中于控制镉在水稻中的生物积累方面，包括稻田土壤中镉的植物修复去除；稻田土壤中镉存在形态的改变以降低镉的迁移性和生物有效性；低镉富集能力的水稻新品种的培育。但我国水稻种植区受污染耕地很难在短期内修复，导致生产稻米的镉超标问题日益突出。国内外研究者尝试提高加工精度、发酵、酸解等方法对污染稻米进行脱镉处理，促进了稻米脱镉清洁化加工技术的研发，但均停留在实验室研究阶段。目前，我国尚未形成高效、环保、规模化的镉污染稻米清洁化处理工程技术体系，镉污染稻米仍然严重威胁着人们的身体健康和粮食安全。重金属主要与谷物中的蛋白质、植酸、纤维素等呈紧密的结合态形式存在。为了脱除谷物中的重金属，需要把结合重金属的分子链打开，破坏重金属与分子的结合。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种谷物的重金属消减方法，提供一种成本低、可操作性强、效率高的谷物重金属消减方法。本专利技术的技术方案如下：一种谷物的重金属消减方法，所述方法包括以下步骤：1)将谷物进行水清洗，过滤掉清洗废水，得到物料1；2)将物料1进行酸醇清洗，过滤掉清洗废水，得到物料2；3)将物料2进行水清洗，过滤掉清洗废水，得到物料3，物料3即为重金属消减的谷物；4)收集步骤2)和步骤3)的清洗废水进行沉降分离，回收含重金属的残渣。所述步骤2)的酸醇清洗方法为添加1.5～5倍谷物体积的酸醇液，压力为0.01～0.099MPa条件下清洗0.1～5min；再于压力为0.1～0.3MPa条件下清洗0.1～2min，交替进行1～5次，操作温度为-20～55℃，然后过滤掉清洗废水。所述步骤2)酸醇液为醇类中加入有机酸或无机酸，配成0.05～0.5mol/L的酸醇液。所述有机酸类为柠檬酸或乳酸或醋酸或酒石酸或苹果酸或其组合，所述无机酸为盐酸或磷酸或硫酸，所述醇类为乙醇。所述步骤3)的水清洗方法为加入1.5～5倍谷物体积的水，于压力0.01～0.099MPa下处理0.1～5min；再于压力0.1～0.3Mpa处理0.1～2min，交替进行1～5次，操作温度为-20～55℃，然后过滤掉清洗废水。所述步骤4)清洗废水进行沉降分离方法为收集清洗废水，加入重金属络合剂，搅拌混匀，静置65-75min，分离，分离方法包括重力沉降或离心沉降(离心力10-1000g，0.5-30min)或过滤，得到含重金属的残渣。所述重金属络合剂为聚合氯化铝或羧甲基壳聚糖或生石灰或其组合，为粉体或小球状，粒径大小为0.1-1mm，投加量为10～200mg/L，可重复使用。所述重金属为镉或铅或铝或汞或其组合。所述谷物为大米或小麦或小米或玉米或薏米或豆类或其粉状物，其粒径大小为0.01-20mm。本专利技术提供一种谷物的重金属消减方法，有益效果如下：1、本专利技术首先对谷物进行水洗，有利于组织结构松弛，重金属洗出；2、本专利技术采用酸醇溶液，有利于谷蛋白和醇溶蛋白溶解释放结合的重金属离子，通过沉降等方式将重金属从物料中脱除；3、本专利技术在酸醇后进行水清洗，采用低压处理，高压处理交替进行，其中高压有利于谷物组织结构松弛，洗液渗透到谷物内部，低压有利于重金属离子向外部转移，使重金属离子能够彻底清除；4、本专利技术对洗液中洗脱出的重金属进行回收处理，洗液可重复利用，利于节能降耗；5、本专利技术技术工艺可靠、效果良好；经该专利技术处理的谷物中的重金属含量都低于国家标准。具体实施方式下面结合实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。实施例1谷物的重金属最优消减方法大米500g，1)将大米进行水清洗，过滤掉清洗废水，得到物料1；2)将物料1用酸醇液清洗，过滤掉清洗废水，得到物料2；3)将物料2用水清洗，过滤掉清洗废水，得到物料3，物料3即为重金属消减的大米；4)收集步骤2)和步骤3)的清洗废水进行沉降分离，回收含重金属的残渣。所述步骤1)的水清洗方法为加入3倍大米体积的水，于常压下洗涤3min，操作温度为25℃，然后过滤掉清洗废水。所述步骤2)的酸醇液清洗方法为添加3倍大米体积的酸醇溶液，于0.03MPa压力条件下处理3min；再于0.2MPa压力下处理2min，交替进行3次，操作温度为25℃，然后过滤掉清洗废水。所述步骤3)的水清洗方法为加入3倍大米体积的水，于压力0.03MPa处理2min，再于压力0.15MPa处理2min，交替进行3次，操作温度为25℃，然后过滤掉清洗废水。所述步骤2)的酸醇液为70％(V/V)的乙醇溶液中加入柠檬酸，配成0.03mol/L的酸醇液。所述步骤4)清洗废水进行沉降分离方法为收集步骤2)、3)清洗废水，加入350g聚合氯化铝，搅拌混匀，静置20min，过滤，得到含重金属的残渣和洁净洗水。检测大米进行重金属消减前后的重金属含量，测得：原料大米镉含量0.36mg/kg，清洗后(物料3)镉含量0.13mg/kg。干基洁净洗水镉含量0.02mg/kg。实施例2酸醇清洗对谷物重金属消减的影响采用实施例1的材料与方法，改变步骤2)酸醇清洗中低压真空清洗的参数，采用表1的参数，测得清洗后大米镉含量。表1酸醇清洗清洗对谷物重金属消减的影响序号压力，MPa时间，min镉含量，mg/kg10.09930.2120.0830.1730.0630.1540.0330.1450.0650.14由表1可知，随着压力的增大，清洗后(物料3)镉含量降低，说明酸醇清洗过程中首先进行第一次低压真空水洗，有利于组织结构松弛，重金属洗出。实施例3不同浓度酸醇对谷物重金属消减的影响采用实施例1的材料与方法，除步骤2)酸醇浓度采用表2的参数。表2酸醇浓度对谷物重金属消减的影响由表2可知，采用酸醇溶液，有利于谷蛋白和醇溶蛋白溶解释放结合的重金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谷物的重金属消减方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）将谷物进行水清洗，过滤掉清洗废水，得到物料1；2）将物料1进行酸醇清洗，过滤掉清洗废水，得到物料2；3）将物料2进行水清洗，过滤掉清洗废水，得到物料3，物料3即为重金属消减的谷物；4）收集步骤2）和步骤3）的清洗废水进行沉降分离，回收含重金属的残渣。

【技术特征摘要】
1.一种谷物的重金属消减方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1）将谷物进行水清洗，过滤掉清洗废水，得到物料1；
2）将物料1进行酸醇清洗，过滤掉清洗废水，得到物料2；
3）将物料2进行水清洗，过滤掉清洗废水，得到物料3，物料3即为重金属消减的谷物；
4）收集步骤2）和步骤3）的清洗废水进行沉降分离，回收含重金属的残渣。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述步骤2）的酸醇清洗方法为添加1.5~5倍谷物体积的酸醇液，压力为0.01~0.099MPa条件下清洗0.1~5min；再于压力为0.1~0.3MPa条件下清洗0.1~2min，交替进行1~5次，操作温度为-20~55℃，然后过滤掉清洗废水。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于：所述步骤2）酸醇液为醇类中加入有机酸或无机酸，配成0.05~0.5mol/L的酸醇液。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于：所述有机酸类为柠檬酸或乳酸或醋酸或酒石酸或苹果酸或其组合，所述无机酸为盐酸或磷酸或硫酸，所述醇类...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵思明，李楠楠，熊善柏，黄汉英，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42