一种综合利用天然阿魏酸生产废水的方法技术

一种综合利用天然阿魏酸生产废水的方法，包括以下步骤：升温、保温陶瓷膜澄清、保温纳滤膜分离，对截留液和透过液进行如下处理：ⅰ)截留液：低温冷却、调pH和稳定性、超滤膜分离、大孔吸附树脂脱色、酸析分离、干燥制备天然阿魏酸；ⅱ)透过液：保温反渗透膜浓缩、低温冷却结晶、过滤、干燥制备芒硝。本发明专利技术通过回收废水中溶解的少量天然阿魏酸和大量硫酸钠实现了综合利用，变废为宝，解决了生产废水环保问题，创造了明显的经济和社会效益；最终从阿魏酸生产废水中以较高收率回收纯度高、产品天然度通过欧美市场验证的高品质天然阿魏酸；通过保温膜浓缩与低温冷却析晶，回收纯度99％、纯白色的芒硝。本发明专利技术的工艺先进，操作简便、成本低。

A method of comprehensive utilization of ferulic acid wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种综合利用天然阿魏酸生产废水的方法
本专利技术属于环保
，涉及一种处理生产废水的方法，具体涉及一种综合利用天然阿魏酸生产废水，并从其中回收天然阿魏酸和芒硝的方法。
技术介绍
阿魏酸(FerulicAcid)的化学名称为4-羟基-3-甲氧基肉桂酸，是桂皮酸(又称肉桂酸，3-苯基-2-丙烯酸)的衍生物之一。阿魏酸能清除自由基，促进清除自由基的酶的产生，增加谷胱甘肽转硫酶和醌还原酶的活性，并抑制酪氨酸酶活性，来调节人体生理机能。此外，阿魏酸(阿魏酸钠)具有抗血小板聚集，抑制血小板5-羟色胺释放，抑制血小板血栓素A2(TXA2)的生成，增强前列腺素活性，镇痛，缓解血管痉挛等作用，是生产用于治疗心脑血管疾病及白细胞减少等症药品的基本原料，它同时在人体中可起到健美和保护皮肤的作用。米糠来源的天然阿魏酸主要用作生产天然香兰素的原料，是目前国际上唯一认可的采用微生物法生产天然香兰素的原料。名称：阿魏酸FerulicAcid分子式：C10H10O4分子量：194.18结构式：物理性质：阿魏酸有顺式、反式两种，顺式为黄色油状物，反式为白色至微黄色正方形结晶或纤维结晶，微溶于冷水，可溶于热水，见光易分解；易溶于乙醇、甲醇、丙酮和乙酸乙酯等，难溶于苯、石油醚。硫酸钠(Na2SO4)，是硫酸根与钠离子化合生成的盐，外形为无色、透明、有时带浅黄或绿色的大结晶或颗粒性小结晶；白色、无臭、有苦味的结晶或粉末；易溶于水，且其水溶液呈中性，溶于甘油而不溶于乙醇，有吸湿性。高纯度、颗粒细的无水硫酸钠称为元明粉；硫酸钠暴露于空气中易吸水，生成十水合硫酸钠(Na2SO4·10H2O)，又名芒硝。硫酸钠主要用于制造水玻璃、玻璃、瓷釉、纸浆、致冷混合剂、洗涤剂、干燥剂、染料稀释剂、分析化学试剂、医药品、饲料等。在有机合成实验室硫酸钠是一种最为常用的后处理干燥剂。工业上生产天然阿魏酸均是以一定含量的来自米糠的谷维素为原料，经高温浓碱皂化和精制而得，这样制备的天然阿魏酸才能通过国际上认可的同位素法天然度测试。同时，欧美日等国和地区要求天然阿魏酸必须来自米糠并通过天然度测试，才认定是天然的。工业上从天然资源中提取芒硝的主要方法为滩田法，即利用自然界不同季节温度变化使原料液中的水分蒸发，将粗芒硝结晶出来，在夏季将含有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、氯化镁等成分的咸水灌入滩田，经日晒蒸发，冬季析出粗芒硝。此外，对含有多种组分的硫酸盐-碳酸盐型咸水，则主要采用盐湖综合利用法，在提取各种有用组分的同时，将粗芒硝分离出来。国内对天然阿魏酸和芒硝的研究报道很多，并对生产技术进行了深入研究，相关的专利技术也有不少报道，但对于从天然阿魏酸生产废水中同时回收溶解于废水中的少量天然阿魏酸和大量硫酸钠，尚未有报道和相关的专利技术。本专利申请人在生产和研究天然阿魏酸的过程中，发现排放至污水处理系统的淡黄色至黄色废液中尚含有0.07～0.13％天然阿魏酸、5～10％硫酸钠、杂质和色素等。由于这类污水具有较高的COD和BOD值，给污水处理带来极大的压力，处理效率低且处理成本较高。在公司现有完整的生产设备、条件和天然阿魏酸的成熟生产技术前提下，通过大量实验证明，可以从生产天然阿魏酸的废水中同时回收溶解于废水中的少量天然阿魏酸和大量硫酸钠，再将废水排入污水处理系统。该技术不仅可以极大地降低污水处理成本，提高污水处理效率，还能回收具有较高价值的天然阿魏酸和一定价值的芒硝，变废为宝。现对国内天然阿魏酸的专利技术中，涉及膜分离和大孔吸附树脂的申请，简要概述如下：I、膜分离1)申请号CN201310553863.7，公开了以米糠生产大米脂肪酸过程中的伴生产物、或/和粗γ-谷维素作为原料制备得到阿魏酸提取液，然后通过膜组合纯化工艺进行纯化，得阿魏酸成品。该申请中通过膜分离所得到的碱液能回用于工艺中。该专利存在的问题是，若碱液的浓度高，膜可能无法承受；若碱浓度低，谷维素水解效率也会下降。此外该专利工艺过程中仅用到膜组合技术来纯化阿魏酸，无法得到高含量阿魏酸，限制了其在化妆品的高价值市场的应用。2)申请号CN201310508184.8，公开了一种米糠来源的天然阿魏酸的制备方法，包括以下步骤：提取：以脱脂米糠为原料，利用包含有纤维素酶、蛋白酶和黑曲酶的复合酶，进行发酵酶解；过滤：酶解完成后，将酶解液进行初步固液分离，初滤液利用超滤仪进行精滤，得到精滤液备用；富集：精滤液通过反相树脂进行富集，然后用含水醇进行洗脱；收集洗脱液，浓缩，结晶得到阿魏酸粗品；纯化：阿魏酸粗品加入活性炭，用90-100度热水回流，然后过滤，滤液放凉结晶，得到阿魏酸产品。该申请用到酶解技术，是否能将谷维素酶解成阿魏酸，是否能得到天然度符合欧美市场的阿魏酸产品，科学性有待求证。3)申请号CN201310196719.2，公开了一种阿魏酸的制备方法，包括以下步骤：将纤维质原料用低浓度碱醇水混合溶液提取获得含阿魏酸的碱解液，而后用超滤除去可溶性大分子杂质，再用纳滤浓缩超滤的透过液，将浓缩液酸化，低温静置结晶或有机溶剂萃取获得阿魏酸产品。该申请用低浓度碱醇在较短时间内水解提取阿魏酸，最终所得阿魏酸纯度较低。4)申请号CN201310191601.0，公开了一种阿魏酸的制备方法，包括如下步骤：S1.将纤维质原料与NaOH-乙醇-水溶液混合，搅拌，65-75℃处理1～3小时，过滤、浓缩得阿魏酸提取液；S2.用截留分子量为1000～10000的超滤设备对S1中的阿魏酸提取液进行超滤，超滤后的滤液再进行纳滤处理，纳滤条件为：采用分子截留量100～180，有效截留面积0.2～0.3m2的纳滤膜；压力为0.1～0.45MPa，温度为15～45℃；S3.将经S2纳滤后的截留液在pH为1.0-3.0、1-5℃条件下结晶，抽滤、洗涤晶体、干燥得阿魏酸固体。利用该方法得到的阿魏酸。纯度高，其含量达84％以上。该申请用碱醇水解1-3小时，温度65-75℃；最终所得阿魏酸含量仅有80-85％，无法进入欧美或者化妆品用的高价值市场，经济价值不高。II、大孔吸附树脂1)申请号CN201010622938.9，公开了一种利用大孔吸附树脂富集纯化升麻中阿魏酸的方法，其特点是：应用大孔吸附技术分离纯化阿魏酸，可以得到含量35％以上的阿魏酸半成品和含量90％以上的阿魏酸终产品。同样的，所得阿魏酸终产品纯度不够，不能满足高端市场的需求。2)申请号CN201711044789.0，公开了一种从广金钱草中提取阿魏酸的方法，包括如下步骤：1)将广金钱草清洗干净，晾干，用粉碎机粉碎，过筛；2)亚临界水萃取：将处理好的原料置于萃取釜中，加入相当于原料0.001重量份的羟乙基纤维素，将脱氧去离子水注入釜中，萃取温度160-170℃，压力8-10Mpa，萃取时间0.5-1.0h，对广金钱草进行萃取，萃取结束，泄压，萃取液流入收集罐中冷却至室温，得到萃取液；3)纯化：将步骤2)得到的萃取液浓缩，通过大孔树脂进行柱层析，50％v/v的乙醇洗脱，得到洗脱液，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综合利用天然阿魏酸生产废水的方法，包括以下步骤：/n天然阿魏酸生产废水加入碱调节pH为中性，加入保护剂，加热升温，通过陶瓷膜澄清，再通过纳滤膜，得到截留液和透过液，分别按以下方式处理：/n(i)截留液：/n将截留液冷藏并降温得冷却液，加入稀碱调节pH值为弱碱性，通过截留分子量为3000～5000的超滤膜，收集膜透过液，通过装有大孔吸附树脂的层析柱，进料完成后，再补充水进行洗脱，收集流出液和水洗液，得脱色液；脱色液用稀酸调节脱色液的pH为酸性，搅拌，静置，离心，洗涤沉淀，将沉淀干燥，得天然阿魏酸；/n(ii)透过液：/n保持透过液温度，通过反渗透膜，得膜浓缩液，在低温下冷却结晶，布袋离心过滤，收集沉淀，将沉淀自然干燥或用蒸汽尾气热风干燥，得芒硝；/n所述保护剂为含硫抗氧化剂和植酸的复配。/n

【技术特征摘要】
1.一种综合利用天然阿魏酸生产废水的方法，包括以下步骤：
天然阿魏酸生产废水加入碱调节pH为中性，加入保护剂，加热升温，通过陶瓷膜澄清，再通过纳滤膜，得到截留液和透过液，分别按以下方式处理：
(i)截留液：
将截留液冷藏并降温得冷却液，加入稀碱调节pH值为弱碱性，通过截留分子量为3000～5000的超滤膜，收集膜透过液，通过装有大孔吸附树脂的层析柱，进料完成后，再补充水进行洗脱，收集流出液和水洗液，得脱色液；脱色液用稀酸调节脱色液的pH为酸性，搅拌，静置，离心，洗涤沉淀，将沉淀干燥，得天然阿魏酸；
(ii)透过液：
保持透过液温度，通过反渗透膜，得膜浓缩液，在低温下冷却结晶，布袋离心过滤，收集沉淀，将沉淀自然干燥或用蒸汽尾气热风干燥，得芒硝；
所述保护剂为含硫抗氧化剂和植酸的复配。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含硫抗氧化剂为甲硫氨酸、亚硫酸钠、硫代二丙酸中的至少一种。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述保护剂为含硫抗氧化剂和植酸按照质量比100:6-10的复配。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，保护剂的加入量为按照每1000L所述废水加入0.9-1.3kg保护剂。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华学，刘庚贵，刘永胜，
申请(专利权)人：湖南华诚生物资源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43