本发明涉及柑橘生产加工过程中产生的大量废弃柑橘皮渣。
背景技术：
中国是柑橘的重要原产地之一，据统计目前中国柑橘种植面积和产量均位居世界第一。柑橘在全球的消费以鲜食、榨汁和罐头加工为主，柑橘加工产生大量废弃皮渣。据统计，柑橘被榨出汁后，产生的果渣废弃物约占柑橘的40%-50%。随着柑橘加工业的发展，柑橘皮渣的处理问题日益突出，逐步引起关注。柑橘皮渣废弃不仅造成资源浪费，而且污染危害环境，已经成为限制柑橘产业规模发展的重要因素之一。如何有效处理柑橘皮渣，成为函需解决的问题。目前，我国柑橘皮渣处理的主要方法有：（1）柑橘皮渣卫生填埋处理，但处理效果差，易产生污染物，占用大量土地,处理成本高；（2）将柑橘皮渣烘干作饲料，但添加剂量小，成本高，产出低；（3）提取柑橘皮渣中有效活性物质，可以增加柑橘加工产业的附加产值和经济效益，但是提取后的皮渣剩余物质并没有有效减少，皮渣处理问题并没有得到实质性地解决。随着现代工业的快速发展与环境保护要求的逐步提高，活性炭日益受到各领域的青睐和关注。现有各种吸附材料中，活性炭的应用最为广泛，它可用于液相或气相中有机或无机物的去除，也可用于催化、电化学和天然气存储等方面。目前制备活性炭的前体主要有煤、木材木屑、椰子壳等。随着全球资源日益短缺，农业废弃资源也逐步成为人们关注的对象，相关研究有：将加工咖啡废弃物、樱桃核、香蕉皮、柚子皮等制备成活性炭。由于活性炭是资源技术型的环保产品，其主要生产原料煤是不可再生资源，随着工业的快速发展，能用于生产活性炭的原料煤会越来越少，而随着工业的发展及人们环保意识的日益加强，活性炭的需求又会量越来越大。因此，农业废弃资源成为人们关注的焦点。而柑橘皮渣就是一种易回收、产量大、难处理的最典型的农业废弃物，目前还未有将柑橘皮渣制备成生物质活性炭的相关文献报道。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种柑橘皮渣制备生物质活性炭的方法，解决大量柑橘皮渣造成的环境污染问题，通过将柑橘皮渣高效转化为生物质活性炭，达到废弃资源充分利用。
实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种柑橘皮渣制备生物质活性炭的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将柑橘皮渣干燥去除水份，用粉碎机将废弃柑橘皮渣破碎，粒径控制在1-3mm；
步骤2：在步骤1破碎后的柑橘皮渣中加入适量蒸馏水刚刚没过柑橘皮渣，浸润1-5min，再以柑橘皮渣与k2co3质量比为1.5-2.5:1的比例加入活化剂k2co3，充分混合后浸渍活化20-24h；；
步骤3：将步骤2充分活化后的柑橘皮渣沥出，在105℃条件干燥4-6h；
步骤4：将步骤3干燥后的柑橘皮渣置于管式炉中，n2保护，n2流速为30-50ml/min，管式炉温以10℃/min的速度从室温升到700-800℃，炭化30-40min后，冷却至室温，即为柑橘皮渣质活性炭。
进一步，所述步骤1中，除水份达80%以上即可。
进一步，所述步骤2中，柑橘皮渣与活化剂k2co3质量比为2:1。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明解决了大量柑橘皮渣造成的环境污染问题，通过将柑橘皮渣高效转化为生物质活性炭，不但实现了废弃资源高效转化利用，避免环境污染，同时还增加了其附加值，达到废弃资源充分利用。
2、本发明将柑橘生产加工过程中产生的大量废弃柑橘皮渣，通过破碎、活化剂浸渍、干燥、炭化等工艺，将废弃柑橘皮渣转化为生物质活性炭。本发明所提出的炭化工艺中，柑橘皮渣有机质转化为活性炭的效率达13.54%，对其吸附性能与市售木质活性炭相当。因柑橘皮渣本身为食用级生物质原料，因此所制得的活性炭可直接作为食品级活性炭资源使用。
3、本发明提出将废弃柑橘皮渣通过化学活化法制备成生物质活性炭，根据废弃柑橘皮渣的特性，采用低毒、廉价、高效活化剂，避免了二次污染的问题，并提供最佳操作流程与工艺条件。具有操作流程简便、炭化效率高等优点，所得活性炭吸附性能良好。为废弃柑橘皮渣的高效回收利用，避免环境污染，增加其附加值提供有力的技术支撑。
具体实施方法
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
首先称取10g柑橘皮渣，利用干燥法测定柑橘皮渣中水分含量为23.39％，利用灰化法测定柑橘皮渣中无机质含量为0.67％，再通过差减法可得柑橘皮渣有机质的含量为75.94％。以此柑橘皮渣作为以下实施例的原料柑橘皮渣。
实施例1
室温条件下，10g柑橘皮渣置于家用粉碎机中粉碎2min，取出，加入适量蒸馏水刚刚没过柑橘皮渣，再加入5gk2co3充分混合，浸渍24h。沥出，置于105℃条件干燥4h以上，再将其置于管式炉中，n2保护，n2流速为50ml/min，管式炉中以10℃/min的速度从室温升到800℃，炭化30min，冷却到室温，即为柑橘皮渣质活性炭，柑橘皮渣有机质转化率为13.5%。
实施例2
室温条件下，10g柑橘皮渣置于家用粉碎机中粉碎2min，取出，加入适量蒸馏水刚刚没过柑橘皮渣，再加入5gk2co3充分混合，浸渍24h。沥出，置于105℃条件干燥5h以上，再将其置于管式炉中，n2保护，n2流速为30ml/min，管式炉中以10℃/min的速度从室温升到800℃，炭化40min，冷却到室温，即为柑橘皮渣质活性炭，柑橘皮渣有机质转化率为14.2%。
实施例3
室温条件下，将所制备柑橘皮渣质活性炭用5％的热盐酸洗涤，再用去离子水洗至中性，烘干，压碎，过200目筛。称取0.1g处理过后的柑橘皮渣质活性炭，加入50ml的11.25mol/l的亚甲基蓝溶液，25℃恒温吸附4h，测定吸附前后亚甲基蓝浓度的变化，结果表明，本发明所制备活性炭与市售木质活性炭对亚甲基蓝的吸附量分别是42.33mg/g和44.52mg/g。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。