一種利用杜仲制備杜仲膠和活性炭的方法
【專利摘要】一種利用杜仲制備杜仲膠和活性炭的方法，先將杜仲綠葉、嫩枝以及樹皮分別進行不同的處理以破壞細胞結構，使含有杜仲膠的組織受到充分破壞暴露出杜仲膠之后再進行提取，極大程度的提高了杜仲膠的得率以及提取效率；然后將制膠過程中的殘渣與經過堿液浸泡、超聲波處理的杜仲栽培中產生的廢棄生物質以及杜仲汁液混合堆放處理，盡可能的保留其藥用和保健的有效成分，最后再進行碳化處理得到活性炭產品，不僅充分的利用了杜仲栽培中產生的生物質，而且最終制得的活性炭中還保留有杜仲的少部分藥用和保健成分，相比較于現有的木質材料制成的活性炭，氣孔率更高，更適合應用于食品領域。
【專利說明】一種利用杜仲制備杜仲膠和活性炭的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到化工領域中植物提取物的提取方法，具體的說是一種利用杜仲制備杜仲膠和活性炭的方法。
【背景技術】
[0002]杜仲是我國名貴中藥材，在我國已有兩千多年的栽培歷史，其樹皮具有很高的藥用價值，屬于名貴的滋補藥材，其味甘，性溫。有補益肝腎、強筋壯骨、調理沖任、固經安胎的功效。可治療腎陽虛引起的腰腿痛或酸軟無力，肝氣虛引起的胞胎不固，陰囊濕癢等癥。在《神農本草經》中被列為上品。杜仲葉是制作杜仲茶的原料，而杜仲茶具有很高的保健價值。現代研究杜仲具有清除體內垃圾，加強人體細胞物質代謝，防止肌肉骨骼老化，平衡人體血壓，分解體內膽固醇，降低體內脂肪，恢復血管彈性，利尿清熱，廣譜抗菌，興奮中樞神經，提高白血球藥理作用。
[0003]杜仲膠是從杜仲樹的葉、皮、根中提取的一種天然橡膠，杜仲膠可以用于開發熱塑性功能材料、熱彈性形狀記憶材料，特別是我們開發研制的杜仲膠高彈性材料。它可以用于航空及有關行業輪胎的開發，順應了國際上以反式膠為主，發展長壽命、高強度、安全、節能“綠色輪胎”的趨勢，可以解決長期以來困擾航空業及相關行業中輪胎強度、輪胎壽命、輪胎摩擦放熱等一系列重大問題，最大限度地減少由于飛機輪胎爆裂而造成的災害，為我國國防工業、航空航天工業的發展提供了新型橡膠材料。
[0004]活性炭是一種黑色多孔的固體炭質，主要成分為碳，并含少量氧、氫、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面積在500?1700m2/g間，具有很強的吸附性能，為用途極廣的一種工業吸附劑，除此之外，還具有脫色和過濾、吸收各種氣體與蒸氣等作用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種從杜仲中提取杜仲膠并利用殘渣制備活性炭的方法，不僅改善了杜仲膠的提取工藝，使得提取的杜仲膠在得率上有很大提升，同時也充分利用了制膠過程中的殘余物以及杜仲栽培中的廢棄物。
[0006]為實現上述目的，本發明提供的技術方案為:一種利用杜仲制備杜仲膠和活性炭的方法，包括以下步驟:
1)選取新鮮的杜仲綠色葉片和嫩枝用清水清洗干凈，然后采用機械壓榨的方式對其進行加工，收集得到的壓榨料餅和汁液，備用；
2)將步驟I)中得到的壓榨料餅浸泡到體積濃度為40-50%的酒精中3-5h，而后向其施加超聲波，超聲波的施加方式為:先向其施加頻率350-370KHZ的超聲波Imin并停止0.5min，再施加頻率為100-120KHZ的超聲波Imin并停止0.5min，循環上述超聲波的施加過程4-6次，過濾得到濾渣和濾液，備用；
3)選取杜仲的樹皮烘干后粉碎至粒徑不超過50目，并將其與步驟2)中的濾渣以及步驟I)中的汁液按照重量比2:8:1的比例拌合均勻得到混合物，備用； 4)從杜仲樹上采摘新鮮的杜仲綠色葉片，將其切碎后與步驟3)中拌合后的混合物以重量比3:5的比例混合均勻，并堆放在溫度為35-40攝氏度、相對濕度為90-95%的溫室內36-40h，備用；
5)將步驟4)中發酵完畢的混合物與步驟2)中的濾液、步驟I)中的汁液按照重量比為1:3-5:2-3的比例混合，并向其中加入總重3%的活性炭粉，然后向其施加微波以使混合液的溫度達到90-95攝氏度，保持該狀態0.5-lh后自然冷卻，備用；
6)將步驟5)自然冷卻后的混合物用苯或甲苯在120-140MPa、溫度為50-70攝氏度的條件下用溶劑抽提法抽提，收集苯或甲苯提取液后回收苯或甲苯溶劑得到杜仲粗膠，再將杜仲粗膠用乙醇抽提純化即得到杜仲膠產品，溶劑抽提法抽提后剩余的固體殘渣過濾出來后烘干，備用；
7)取杜仲栽培中廢棄的生物質粉碎至20-40目，并將其浸泡到質量濃度為25-35%、溫度為50-60攝氏度的氫氧化鈉溶液中3-5h，浸泡過程中每隔14min向其施加Imin頻率為400-420KHZ的超聲波，浸泡完畢后過濾得到固體粉末，備用；
所述廢棄的生物質為干枯的杜仲葉子和枝條、落葉、修剪的杜仲枝條或葉子；
8)將步驟7)中的固體粉末與步驟6)中烘干后的固體殘渣按照重量比2-4:1的比例混合，并使用步驟I)中得到的汁液拌合均勻，汁液的加入量為混合物總重的10-15%，拌合均勻后高溫滅菌，并向其接種食用菌菌液，接種量為5%，接種完畢后堆放在溫度為35-40攝氏度、相對濕度為90-95%、氧氣含量為5-7%的溫室內發酵36h，備用；
9)待堆放發酵完畢后，向室內鼓入空氣，然后取出發酵完畢的混合物，并按照重量比為1:1-1.5的比例加入到質量濃度為40-50%的磷酸溶液中進行浸潰，浸潰溫度為70-80攝氏度，浸潰時間為l_2h，備用；
10)將浸潰完畢的混合物送入活化爐中進行活化，活化時，先升溫至180-200攝氏度，并保持該溫度3-4h，然后再繼續升溫至500-540攝氏度，并保持該溫度l_2h，冷卻后水洗至中性，干燥后粉碎至200目即制得活性炭產品。
[0007]本發明中，在步驟3)中還可以加入干枯的杜仲枝條或落葉，干枯的杜仲枝條或落葉需要先經過清水洗滌干凈，然后烘干粉碎至30-50目，并在濃度為30-40%、溫度為50-60攝氏度的氫氧化鈉溶液中浸泡3-5h,浸泡期間,每隔30min向其施加30s超聲波,超聲波的頻率為560-580KHZ ;浸泡完畢后過濾得到粉末在與樹皮粉碎物、步驟2)中的濾渣、步驟I)中的汁液按照重量比為5:2:8:1.5的比例拌合均勻。
[0008]本發明中，在步驟9)的浸潰過程中，每隔20min向其施加頻率為510_530KHz的超聲波30s，直至浸潰完畢，在浸潰過程中施加超聲波處理，能夠明顯提高活性炭的氣孔率和吸附效果。
[0009]有益效果:本發明具有以下優點:
1)通過將杜仲綠葉和嫩枝機械壓榨，初步破壞其結構，然后再通過酒精浸泡和超聲波處理、接種食用菌發酵進一步破壞其細胞結構，最終使得其內含有杜仲膠的組織完全破壞，這樣再使用常規的溶劑抽提法進行抽提得到杜仲膠時，不僅抽提效率更高，而且也提高了杜仲膠的得率；
2)將杜仲栽培中產生的一些廢棄的生物質用堿液浸泡和超聲波處理，破壞其細胞壁結構，而后再將其與制膠過程中產生的殘渣、杜仲汁液拌合后堆放處理，盡可能的保留其藥用和保健的有效成分，最后再進行碳化處理得到活性炭產品，不僅充分的利用了杜仲栽培中產生的生物質，而且最終制得的活性炭中還保留有杜仲的少部分藥用和保健成分，相比較于現有的木質材料制成的活性炭，氣孔率更高，更適合應用于食品領域。
【具體實施方式】
[0010]下面結合具體實施例對本發明做進一步的闡述。本發明各實施例中的溶劑抽提法得到杜仲粗膠以及用乙醇抽提純化均為本領域技術人員所熟知的常規提取方法和純化方法。
[0011]實施例1
一種利用杜仲制備杜仲膠和活性炭的方法，包括以下步驟:
1)選取新鮮的杜仲綠色葉片和嫩枝用清水清洗干凈，然后采用機械壓榨的方式對其進行加工，收集得到的壓榨料餅和汁液，備用；
2)將步驟I)中得到的壓榨料餅浸泡到體積濃度為40%的酒精中5h，而后向其施加超聲波，超聲波的施加方式為:先向其施加頻率350KHz的超聲波Imin并停止0.5min，再施加頻率為10KHz的超聲波Imin并停止0.5min,循環上述超聲波的施加過程6次，過濾得到濾洛和濾液，備用；
3)選取杜仲的樹皮烘干后粉碎至粒徑不超過50目，并將其與步驟2)中的濾渣以及步驟I)中的汁液按照重量比2:8:1的比例拌合均勻得到混合物，備用；
4)從杜仲樹上采摘新鮮的杜仲綠色葉片，將其切碎后與步驟3)中拌合后的混合物以重量比3:5的比例混合均勻，并堆放在溫度為35-40攝氏度、相對濕度為90-95%的溫室內36h，備用；
5)將步驟4)中發酵完畢的混合物與步驟2)中的濾液、步驟I)中的汁液按照重量比為1:3:3的比例混合，并向其中加入總重3%的活性炭粉，然后向其施加微波以使混合液的溫度達到90攝氏度，保持該狀態Ih后自然冷卻，備用；
6)將步驟5)自然冷卻后的混合物用苯或甲苯在120MPa、溫度為50攝氏度的條件下用溶劑抽提法抽提，收集苯或甲苯提取液后回收苯或甲苯溶劑得到杜仲粗膠，再將杜仲粗膠用乙醇抽提純化即得到杜仲膠產品，溶劑抽提法抽提后剩余的固體殘渣過濾出來后烘干，備用;
7)取杜仲栽培中廢棄的生物質粉碎至20-40目，并將其浸泡到質量濃度為25%、溫度為50攝氏度的氫氧化鈉溶液中5h，浸泡過程中每隔14min向其施加Imin頻率為400KHz的超聲波，浸泡完畢后過濾得到固體粉末，備用；
所述廢棄的生物質為干枯的杜仲葉子和枝條、落葉、修剪的杜仲枝條或葉子；
8)將步驟7)中的固體粉末與步驟6)中烘干后的固體殘渣按照重量比2:1的比例混合，并使用步驟I)中得到的汁液拌合均勻，汁液的加入量為混合物總重的10%，拌合均勻后高溫滅菌，并向其接種食用菌菌液，接種量為5%，接種完畢后堆放在溫度為35-40攝氏度、相對濕度為90-95%、氧氣含量為5-7%的溫室內發酵36h，備用；
9)待堆放發酵完畢后，向室內鼓入空氣，然后取出發酵完畢的混合物，并按照重量比為1:1的比例加入到質量濃度為50%的磷酸溶液中進行浸潰，浸潰溫度為80攝氏度，浸潰時間為lh，備用； 10)將浸潰完畢的混合物送入活化爐中進行活化，活化時，先升溫至180攝氏度，并保持該溫度4h，然后再繼續升溫至500攝氏度，并保持該溫度2h，冷卻后水洗至中性，干燥后粉碎至200目即制得活性炭產品。
[0012]實施例2
一種利用杜仲制備杜仲膠和活性炭的方法，包括以下步驟:
1)選取新鮮的杜仲綠色葉片和嫩枝用清水清洗干凈，然后采用機械壓榨的方式對其進行加工，收集得到的壓榨料餅和汁液，備用；
2)將步驟I)中得到的壓榨料餅浸泡到體積濃度為50%的酒精中3h，而后向其施加超聲波，超聲波的施加方式為:先向其施加頻率370KHz的超聲波Imin并停止0.5min，再施加頻率為120KHz的超聲波Imin并停止0.5min,循環上述超聲波的施加過程4次，過濾得到濾洛和濾液，備用；
3)選取杜仲的樹皮烘干后粉碎至粒徑不超過50目，并將其與步驟2)中的濾渣以及步驟I)中的汁液按照重量比2:8:1的比例拌合均勻得到混合物，備用；
4)從杜仲樹上采摘新鮮的杜仲綠色葉片，將其切碎后與步驟3)中拌合后的混合物以重量比3:5的比例混合均勻，并堆放在溫度為35-40攝氏度、相對濕度為90-95%的溫室內40h，備用；
5)將步驟4)中發酵完畢的混合物與步驟2)中的濾液、步驟I)中的汁液按照重量比為I: 5:2的比例混合，并向其中加入總重3%的活性炭粉，然后向其施加微波以使混合液的溫度達到95攝氏度，保持該狀態0.5h后自然冷卻，備用；
6)將步驟5)自然冷卻后的混合物用苯或甲苯在140MPa、溫度為70攝氏度的條件下用溶劑抽提法抽提，收集苯或甲苯提取液后回收苯或甲苯溶劑得到杜仲粗膠，再將杜仲粗膠用乙醇抽提純化即得到杜仲膠產品，溶劑抽提法抽提后剩余的固體殘渣過濾出來后烘干，備用;
7)取杜仲栽培中廢棄的生物質粉碎至20-40目，并將其浸泡到質量濃度為35%、溫度為60攝氏度的氫氧化鈉溶液中3h，浸泡過程中每隔14min向其施加Imin頻率為420KHz的超聲波，浸泡完畢后過濾得到固體粉末，備用；
所述廢棄的生物質為干枯的杜仲葉子和枝條、落葉、修剪的杜仲枝條或葉子；
8)將步驟7)中的固體粉末與步驟6)中烘干后的固體殘渣按照重量比4:1的比例混合，并使用步驟I)中得到的汁液拌合均勻，汁液的加入量為混合物總重的15%，拌合均勻后高溫滅菌，并向其接種食用菌菌液，接種量為5%，接種完畢后堆放在溫度為35-40攝氏度、相對濕度為90-95%、氧氣含量為5-7%的溫室內發酵36h，備用；
9)待堆放發酵完畢后，向室內鼓入空氣，然后取出發酵完畢的混合物，并按照重量比為1: 1.5的比例加入到質量濃度為40%的磷酸溶液中進行浸潰，浸潰溫度為70攝氏度，浸潰時間為2h，備用；
10)將浸潰完畢的混合物送入活化爐中進行活化，活化時，先升溫至200攝氏度，并保持該溫度3h，然后再繼續升溫至540攝氏度，并保持該溫度lh，冷卻后水洗至中性，干燥后粉碎至200目即制得活性炭產品。
[0013]實施例3
一種利用杜仲制備杜仲膠和活性炭的方法，包括以下步驟: 1)選取新鮮的杜仲綠色葉片和嫩枝用清水清洗干凈，然后采用機械壓榨的方式對其進行加工，收集得到的壓榨料餅和汁液，備用；
2)將步驟I)中得到的壓榨料餅浸泡到體積濃度為45%的酒精中4h，而后向其施加超聲波，超聲波的施加方式為:先向其施加頻率360KHz的超聲波Imin并停止0.5min，再施加頻率為IlOKHz的超聲波Imin并停止0.5min,循環上述超聲波的施加過程5次，過濾得到濾洛和濾液，備用；
3)選取杜仲的樹皮烘干后粉碎至粒徑不超過50目，并將其與步驟2)中的濾渣以及步驟I)中的汁液按照重量比2:8:1的比例拌合均勻得到混合物，備用；
4)從杜仲樹上采摘新鮮的杜仲綠色葉片，將其切碎后與步驟3)中拌合后的混合物以重量比3:5的比例混合均勻，并堆放在溫度為35-40攝氏度、相對濕度為90-95%的溫室內38h，備用；
5)將步驟4)中發酵完畢的混合物與步驟2)中的濾液、步驟I)中的汁液按照重量比為1:4:2.5的比例混合，并向其中加入總重3%的活性炭粉，然后向其施加微波以使混合液的溫度達到93攝氏度，保持該狀態45min后自然冷卻，備用；
6)將步驟5)自然冷卻后的混合物用苯或甲苯在130MPa、溫度為60攝氏度的條件下用溶劑抽提法抽提，收集苯或甲苯提取液后回收苯或甲苯溶劑得到杜仲粗膠，再將杜仲粗膠用乙醇抽提純化即得到杜仲膠產品，溶劑抽提法抽提后剩余的固體殘渣過濾出來后烘干，備用;
7)取杜仲栽培中廢棄的生物質粉碎至20-40目，并將其浸泡到質量濃度為30%、溫度為55攝氏度的氫氧化鈉溶液中4h，浸泡過程中每隔14min向其施加Imin頻率為410KHz的超聲波，浸泡完畢后過濾得到固體粉末，備用；
所述廢棄的生物質為干枯的杜仲葉子和枝條、落葉、修剪的杜仲枝條或葉子；
8)將步驟7)中的固體粉末與步驟6)中烘干后的固體殘渣按照重量比3:1的比例混合，并使用步驟I)中得到的汁液拌合均勻，汁液的加入量為混合物總重的12.5%，拌合均勻后高溫滅菌，并向其接種食用菌菌液，接種量為5%，接種完畢后堆放在溫度為35-40攝氏度、相對濕度為90-95%、氧氣含量為5-7%的溫室內發酵36h，備用；
9)待堆放發酵完畢后，向室內鼓入空氣，然后取出發酵完畢的混合物，并按照重量比為1:1.25的比例加入到質量濃度為45%的磷酸溶液中進行浸潰，浸潰溫度為75攝氏度，浸潰時間為1.5h，備用；
10)將浸潰完畢的混合物送入活化爐中進行活化，活化時，先升溫至190攝氏度，并保持該溫度3.5h，然后再繼續升溫至520攝氏度，并保持該溫度1.5h，冷卻后水洗至中性，干燥后粉碎至200目即制得活性炭產品。
【權利要求】
1.一種利用杜仲制備杜仲膠和活性炭的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)選取新鮮的杜仲綠色葉片和嫩枝用清水清洗干凈，然后采用機械壓榨的方式對其進行加工，收集得到的壓榨料餅和汁液，備用； 2)將步驟1)中得到的壓榨料餅浸泡到體積濃度為40-50%的酒精中3-5h，而后向其施加超聲波，超聲波的施加方式為:先向其施加頻率350-370KHZ的超聲波lmin并停止.0.5min，再施加頻率為100-120KHZ的超聲波lmin并停止0.5min，循環上述超聲波的施加過程4-6次，過濾得到濾渣和濾液，備用； 3)選取杜仲的樹皮烘干后粉碎至粒徑不超過50目，并將其與步驟2)中的濾渣以及步驟1)中的汁液按照重量比2:8:1的比例拌合均勻得到混合物，備用； 4)從杜仲樹上采摘新鮮的杜仲綠色葉片，將其切碎后與步驟3)中拌合后的混合物以重量比3:5的比例混合均勻，并堆放在溫度為35-40攝氏度、相對濕度為90-95%的溫室內36-40h，備用； 5)將步驟4)中發酵完畢的混合物與步驟2)中的濾液、步驟1)中的汁液按照重量比為1:3-5:2-3的比例混合，并向其中加入總重3%的活性炭粉，然后向其施加微波以使混合液的溫度達到90-95攝氏度，保持該狀態0.5-lh后自然冷卻，備用； 6)將步驟5)自然冷卻后的混合物用苯或甲苯在120-140MPa、溫度為50-70攝氏度的條件下用溶劑抽提法抽提，收集苯或甲苯提取液后回收苯或甲苯溶劑得到杜仲粗膠，再將杜仲粗膠用乙醇抽提純化即得到杜仲膠產品，溶劑抽提法抽提后剩余的固體殘渣過濾出來后烘干，備用； 7)取杜仲栽培中廢棄的生物質粉碎至20-40目，并將其浸泡到質量濃度為25-35%、溫度為50-60攝氏度的氫氧化鈉溶液中3-5h，浸泡過程中每隔14min向其施加lmin頻率為400-420KHZ的超聲波，浸泡完畢后過濾得到固體粉末，備用； 所述廢棄的生物質為干枯的杜仲葉子和枝條、落葉、修剪的杜仲枝條或葉子； 8)將步驟7)中的固體粉末與步驟6)中烘干后的固體殘渣按照重量比2-4:1的比例混合，并使用步驟1)中得到的汁液拌合均勻，汁液的加入量為混合物總重的10-15%，拌合均勻后高溫滅菌，并向其接種食用菌菌液，接種量為5%，接種完畢后堆放在溫度為35-40攝氏度、相對濕度為90-95%、氧氣含量為5-7%的溫室內發酵36h，備用； 9)待堆放發酵完畢后，向室內鼓入空氣，然后取出發酵完畢的混合物，并按照重量比為.1:1-1.5的比例加入到質量濃度為40-50%的磷酸溶液中進行浸潰，浸潰溫度為70-80攝氏度，浸潰時間為l_2h，備用； 10)將浸潰完畢的混合物送入活化爐中進行活化，活化時，先升溫至180-200攝氏度，并保持該溫度3-4h，然后再繼續升溫至500-540攝氏度，并保持該溫度l_2h，冷卻后水洗至中性，干燥后粉碎至200目即制得活性炭產品。
【文檔編號】C08J3/00GK104448344SQ201410697968
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】李銀環, 張學俊, 張萌萌, 蘇曉蘭, 宋通通, 辛振祥, 夏琳 申請人:河南恒瑞源實業有限公司