一种从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法
【专利摘要】本发明涉及一种从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，包括如下步骤：（1）将茶果壳粉碎后，加入稀磷酸浸泡，加热保温一定时间后蒸馏；（2）收集蒸馏液以溶剂萃取，回收溶剂后得糠醛产品。（3）茶果壳残渣用微波控温炭化；（4）炭化物经水洗至pH中性、干燥后得活性炭。本方法简化了提取工艺和催化剂消耗，避免了环境污染，提高了产品得率和质量，实现了茶果壳资源的综合利用。
【专利说明】一种从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业领域，具体涉及一种从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的农业资源综合利用方法。
【背景技术】
[0002]茶果由茶果壳和种子组成。种子含有丰富的可食用茶油、茶皂素和茶籽多糖等活性成分，目前已被综合提取和开发利用。然而茶果壳的产量是种子产量的1.5倍以上，却被废弃，造成极大的资源浪费。茶果壳中含量大量的多缩戊糖，可用于制备成一种重要的有机化工原料——糠醛。目前已有相关工艺方法从茶果壳中提取糠醛。同时，茶果壳还可用于制备活性炭，而且已经有相关资料公开了从茶果壳中制备活性炭的方法。
[0003]上述公开的方法虽然分别获得了糠醛和活性炭，但只得到单种产品，没有实现资源的综合利用，即从一个原料同时或分级制备多种产品。目前还没有以茶果壳为原料同时或分级制备糠醛和活性炭的工艺方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，以克服现有技术存在的上述不足。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，包括以下步骤:
(1)将茶果壳粉碎后，加入质量分数为5~10%的磷酸水溶液，浸泡8-24小时，加热温度为100~120°C，保温2~3小时，蒸馏3~6小时；
(2)收集蒸馏液以溶剂萃取，回收溶剂后得到糠醛产品；
(3)茶果壳残渣用微波控温200~300°C进行炭化；以及
(4)炭化物经水洗至pH值中性、干燥后得到活性炭。
[0006]优选的，所述步骤(1)中的茶果壳为油茶籽壳或茶叶籽壳；稀磷酸加入量为茶果壳质量的8~12倍。
[0007]优选的，所述步骤(2)中的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷或二氯乙烷，溶剂的用量为蒸馏液体积的I~3倍。
[0008]优选的，所述步骤(3)中的炭化时间为I~2小时。
[0009]优选的，所述步骤(4)中的干燥温度为100~120°C，干燥时间为I~3小时。
[0010]本发明与现有技术相比，具有以下有益效果:
(O目前糠醛生产多采用硫酸或盐酸，活性炭生产多采用高浓度磷酸或多种金属为催化剂，不仅后处理困难，而且易造成环境污染。本发明采用一种催化剂稀磷酸溶液，同时水解多缩戊糖生成糠醛和活化茶果壳细胞壁形成活性炭结构。磷酸用量少又可回收利用，从而避免了环境污染，简化了后处理工艺。
[0011](2)目前糠醛生产多采用反复蒸馏进行精制，既耗能，收率不高。本发明采用一次蒸馏，再经溶剂萃取，操作简便且收率大幅度提高。
[0012](3)本发明采用微波控温炭化制备活性炭，所用温度低，时间短，可有效节约能源，降低成本。
[0013](4)本发明制备工艺简单，条件易控制，便于工业化生产。
【具体实施方式】
[0014]本发明实施例所述的从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法的特点是采用同一种催化剂，在将茶果壳中多缩戊糖水解成糠醛的同时，活化茶果壳以利于制备活性炭。完成糠醛蒸馏后的茶果壳直接经高温炭化，即可获得活性炭。其具体步骤如下:
(1)将油茶籽壳或茶叶籽壳粉碎后，加入质量分数为5~10%的磷酸水溶液，稀磷酸加入量为茶果壳质量的8~12倍，浸泡8-24小时，加热温度为100~120°C，保温2~3小时，蒸馏3~6小时；(2)收集蒸馏液以二氯甲烷、三氯甲烷或二氯乙烷作为溶剂萃取，溶剂的用量为蒸馏液体积的I~3倍，回收溶剂后得到糠醛产品；(3)茶果壳残渣用微波控温200~300°C进行炭化，炭化时间为I~2小时；(4)炭化物经水洗至pH值中性、干燥后得到活性炭，干燥温度为100~120°C，时间为I~3小时。
[0015]实施例1
油茶籽壳1kg，加入IOL 8%的磷酸，静置浸泡24h，将原料在100°C保温3h，蒸馏5h，收集蒸汽冷凝液5L，再用5L 二氯甲烷进行萃取。静置待有机相和水相分层，取有机相进行回收，得糠醛75g。
[0016]残渣用微波炉200°C处理2h，产品水洗至中性，105°C烘3小时，得活性炭产品640go
[0017]实施例2
油茶籽壳1kg，加入8L 5%的磷酸，静置浸泡8h，将原料在110°C保温2h，蒸馏3h，收集蒸汽冷凝液3L，再用12L三氯甲烷进行萃取。静置待有机相和水相分层，取有机相进行回收，得糠醛67g。
[0018]残渣用微波炉250°C处理1.5h，产品水洗至中性，110°C烘2小时，得活性炭产品710g。
[0019]实施例3
油茶籽壳1kg，加入12L 10%的磷酸，静置浸泡16h，将原料在120°C保温2h，蒸馏6h，收集蒸汽冷凝液7L，再用IOL 二氯乙烷进行萃取。静置待有机相和水相分层，取有机相进行回收，得糠醛82g。
[0020]残渣用微波炉300°C处理lh，产品水洗至中性，120°C烘I小时，得活性炭产品560go
[0021]实施例4
茶叶籽壳1kg，加入IOL 7%的磷酸，静置浸泡12h，将原料在100°C保温3h，蒸馏5h，收集蒸汽冷凝液6L，再用6L 二氯甲烷进行萃取。静置待有机相和水相分层，取有机相进行回收，得糠醛65g。
[0022]残渣用微波炉220°C处理1.5h，产品水洗至中性，105°C烘3小时，得活性炭产品720g。[0023]实施例5
茶叶籽壳1kg，加入12L 9%的磷酸，静置浸泡24h，将原料在120°C保温2h，蒸馏6h，收集蒸汽冷凝液8L，再用IOL三氯甲烷进行萃取。静置待有机相和水相分层，取有机相进行回收，得糠醛71g。
[0024]残渣用微波炉280°C处理lh，产品水洗至中性，110°C烘2小时，得活性炭产品590go
[0025]实施例6
茶叶籽壳1kg，加入8L 9%的磷酸，静置浸泡8h，将原料在110°C保温2h，蒸馏3h，收集蒸汽冷凝液3L，再用5L 二氯乙烷进行萃取。静置待有机相和水相分层，取有机相进行回收，得糠醛61g。
[0026]残渣用微波炉200°C处理2h，产品水洗至中性，120°C烘I小时，得活性炭产品680go
[0027]将实施例1~6制 得的糠醛产品中糠醛的含量进行测定，测定的方法采用高效液相法对提取物的糠醛含量进行测定。HPLC仪器采用Agilent，型号为HP110，色谱柱:C18(4.6X250 mm)，流动相:甲醇:水为70:30，流速:lml/min，柱温:30°C，检测波长:274nm。
[0028]标准曲线绘制:分别配制糠醛浓度为10、20、30、40、50mg/L标准液注入HPLC测定峰面积。按峰面积(X)与对应浓度绘制标准曲线为:Y = 0.0076Χ+0.9932，相关系数为
0.9990。
[0029]样品测定:将实施例1~6制得的样品，取样稀释10000倍后注入HPLC测定。将峰面积代入标准曲线计算得样品中糠醛含量。结果见表1。
[0030]表1实施例1~6制得的样品糠醛含量及产率
【权利要求】
1.一种从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将茶果壳粉碎后，加入质量分数为5~10%的磷酸水溶液，浸泡8-24小时，加热温度为100~120°C，保温2~3小时，蒸馏3~6小时； (2)收集蒸馏液以溶剂萃取，回收溶剂后得到糠醛产品； (3)茶果壳残渣用微波控温炭化；以及 (4)炭化物经水洗至pH值中性、干燥后得到活性炭。
2.根据权利要求1所述的从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，其特征在于:步骤(2)中，茶果壳残渣用微波控温200~300°C进行炭化。
3.根据权利要求1所述的从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，其特征在于:所述步骤(1)中，茶果壳为油茶籽壳或茶叶籽壳。
4.根据权利要求1所述的从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，其特征在于:所述步骤(1)中，稀磷酸加入量为茶果壳质量的8~12倍。
5.根据权利要求1所述的从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，其特征在于:所述步骤(2)中，溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷或二氯乙烷。
6.根据权利要求1所述的从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，其特征在于:所述步骤(2)中，溶剂的用量为蒸馏液体积的I~3倍。
7.根据权利要求1所述的从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，其特征在于:所述步骤(3)中，炭化时间为I~2小时。
8.根据权利要求1所述的从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，其特征在于:所述步骤(4)中，干燥温度为100~120°C。
9.根据权利要求8所述的从茶果壳中分级制备糠醛和活性炭的方法，其特征在于:所述步骤(4)中，干燥时间为I~3小时。
【文档编号】C07D307/50GK103910357SQ201410141977
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】朱伯荣, 叶勇, 王毅, 丁琴慧 申请人:青田中野天然植物科技有限公司