專利名稱::生產(chǎn)低懸浮物溶液的系統(tǒng)和方法及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明通常涉及通過含有來自軟體動(dòng)物的粉碎貝殼的圓柱過濾溶液,生產(chǎn)低懸浮物溶液的系統(tǒng)和方法。更具體地說,本發(fā)明涉及制造具有凈化、消毒和治療性質(zhì)的低懸浮物溶液的系統(tǒng)和方法。此外,本發(fā)明涉及制備具有醫(yī)療用途藥膏的方法,其中該藥膏部分地包括粉碎貝殼的成分。
背景技術(shù):
:在全世界,作為漁業(yè)的工業(yè)廢物來自于軟體動(dòng)物的貝殼。通常的做法是向海洋中傾倒貝殼廢物。然而,貝殼已經(jīng)有效地作為鈣源和用于制備凈化水的抗菌劑。已經(jīng)表明,來自扇貝、牡蠣、蛤及其他軟體動(dòng)物的貝殼的粉末或者包含該粉末的溶液,具有抗菌和抗病毒的性質(zhì),以及作為水凈化劑。還發(fā)現(xiàn),把上述的粉末當(dāng)作為防腐劑來殺菌的除臭劑和選定的醫(yī)學(xué)用途時(shí),更顯示了其有益的性質(zhì)。貝殼粉的抗菌性質(zhì)已被很好的證明和測(cè)試,例如,腳氣治療(dermathophytosis)(U.S.專利申請(qǐng)No.2004/0028748),牙周病學(xué)(歐洲專利申請(qǐng)No.1676583)或者為了減輕由特異性皮炎病變、牛皮癬病變、和腎透滲析所引起的發(fā)炎(日本專利申請(qǐng)No.2004/256785)。貝殼粉還可以用于已被證明可以治療由真菌繁殖所引起的足癬(腳氣)的肥皂。日本專利申請(qǐng)No.05-267807(Ueda等人)描述了通過在海底交叉地拋撒貝殼化石的粉末,來凈化污水和河底以便凈化污水,以及河底、湖、海域和灣的方法。日本專利申請(qǐng)No.08-316935(Suzuki等人)描述了由鍛燒后的貝殼制成的用于凈化水的多孔材料。該材料已經(jīng)被證明有效地凈化水和可以有效地用于大規(guī)模的水凈化。Sasaya的日本專利申請(qǐng)No.11-328702公開了一種通過粉碎具有碳酸鈣方解石型結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)的扇貝的貝殼,制備的除臭劑。美國(guó)專利號(hào)6,365,193和Sasaki等人的6,488,978公開了過燒的貝殼可以被用作抗菌劑和水凈化劑。Sasaki等人公開了在惰性氣體的氣氛中加熱貝殼和煅燒貝殼。特別地,通過在惰性氣體氣氛下煅燒來自蛤蜊貝殼的粉末制備該抗菌劑.,該粉末可以輕易地溶于水中,尤其是溫水,并作為抗菌溶液。上述貝殼的應(yīng)用表明了,可以被開發(fā)的貝殼性質(zhì)的廣闊應(yīng)用領(lǐng)域寄予貝殼材料的新用途的更進(jìn)一步的發(fā)展,是期望和需要控制和減少每年產(chǎn)生大量的貝殼廢料。上述申請(qǐng)的大部分,都需要利用從軟體動(dòng)物的貝殼獲得的粉末或者在高溫和特殊條件下熱處理,二者都因此需要昂貴的設(shè)備和復(fù)雜的準(zhǔn)備過程才能得以實(shí)施。此外,還發(fā)現(xiàn),當(dāng)粉末溶于水時(shí),隨著時(shí)間的推移粉末傾向于失去其活性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種簡(jiǎn)單的方法來得到低懸浮物貝殼萃取物,主要包含對(duì)人體安全和對(duì)環(huán)境無害的鈣。所述低懸浮貝殼萃取物繼承了貝殼的抗菌性質(zhì),和作為此前指出的可以有效地用作清潔劑和消毒劑或者用于皮膚病的治療。合成的溶液還可以用作液體或者與合適的載體一起混在混合物中,以便提供固體或者膠粘劑成分。此外,本發(fā)明的系統(tǒng)和方法是簡(jiǎn)單的,在大工業(yè)規(guī)模提純和凈化污染水的應(yīng)用上,比較經(jīng)濟(jì)合算。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種除去溶液中懸浮物的方法,包括重復(fù)地通過放置有粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒的過濾/萃取柱,來過濾溶液。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供一種除去溶液中懸浮物的裝置,包括過濾/萃取柱;一個(gè)位于該過濾/萃取柱一端的液體進(jìn)口;和一個(gè)位于其另一端的液體出口,其中,過濾/萃取柱放置有粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒。根據(jù)本發(fā)明的更進(jìn)一步的方面,提供一種除去溶液中懸浮物的設(shè)備。該設(shè)備可包括過濾/萃取柱;一個(gè)位于該過濾/萃取柱一端的液體進(jìn)口;和一個(gè)位于過濾/萃取柱另一端的液體出口,其中,該過濾/萃取柱放置有為了除去上述的懸浮物有效地裝配的粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的方面,提供一種包括兩個(gè)串列布置的過濾/萃取柱的設(shè)備,其中,第一個(gè)過濾/萃取柱放置有粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒,并且第二過濾/萃取柱放置有預(yù)先涂有氧化鐵或者赤鐵礦的粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面,提供一種依據(jù)如上所述方法生產(chǎn)的低懸浮物溶液。根據(jù)本發(fā)明的更進(jìn)一步的方面,提供一種低懸浮物溶液用于治療皮膚病,其中,該溶液預(yù)先與載體結(jié)合,例如優(yōu)塞林或者凡士林。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)追求提供一種清潔劑組成,含有低懸浮物溶液本身或者該溶液和氫氧化鈉(NaOH)按重量計(jì)以0.4%的比率混合。該重量因數(shù)可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員在保持凈化效率的同時(shí)決定其變化。本發(fā)明的上述及其他特征參考附圖將變得更直觀,其中-圖l示出了萃取柱的剖視圖,包括一進(jìn)口,一出口,和一個(gè)放置部件;圖2a是萃取柱上半部的分解剖視圖,示出了空柱裝備;圖2b是萃取柱上半部的分解剖視圖,示出了填滿裝填成分的圓柱;圖3是萃取柱下半部的分解剖視圖,示出了空柱裝備;圖4示出了包括兩個(gè)串列布置的萃取柱設(shè)備的剖視圖;圖5示出了測(cè)量的貝殼萃取后,隨著曝置時(shí)間變化的混濁度;和圖6示出了測(cè)量的貝殼萃取后,隨著曝置時(shí)間變化的鈣增加值。具體實(shí)施例方式以下描述通過例子僅僅給出了本發(fā)明一個(gè)可能的優(yōu)選實(shí)施方式。圖1,示出了過濾/萃取柱(10),包括一進(jìn)口(11),一出口(13),兩個(gè)篩(14),和一個(gè)放置部件(12)。該放置部件(12)限定了一個(gè)通道(12a),其可以充滿粉碎的軟體動(dòng)物貝殼。圖2a示出了過濾/萃取柱(10)的上半部的部件分解圖,包括頂蓋(16),一個(gè)擰入式的塞子(15)和一個(gè)置于塞子(15)中的出口(13)。篩子(14)可以置于放置部件(12)的上部,以便在過濾/萃取柱(10)中容納粉碎的軟體動(dòng)物貝殼。頂蓋(16)備有一個(gè)內(nèi)部凸緣(17)的頂蓋,以便篩子(14)連接到該放置部件。一個(gè)可互換的密封件(18),例如硅,可用于抑制圓柱的泄漏。圖2b,示出了萃取柱的下半部的部件分解圖,包括底蓋(16),塞子(15)和一置于塞子(15)中的進(jìn)口(11)。底蓋還可以備有內(nèi)部凸緣(17)的頂蓋,以便篩子(14)連接到放置部件(12),使得在過濾/萃取柱中容納粉碎的軟體動(dòng)物貝殼。進(jìn)口(11)設(shè)計(jì)成連接到用于向圓柱泵入溶劑的塑料閥門和泵上??刹捎每苫Q的硅密封件(18),以避免圓柱的泄漏。圖3,示出了過濾/萃取柱(10),包括一進(jìn)口(11),一出口(13),頂部和底部相同的篩子(14),和放置部件(12)。該放置部件(12)包含粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒,顆??赡苁窍嗤幕蛘卟煌某叽?。在圖3所示的一個(gè)實(shí)施方式中,該放置部件包括在其底部具有直徑在0.5和lmm之間的粉碎的貝殼顆粒(20),和直徑在3到4mm之間的粉碎的貝殼顆粒(21)。然而,粉碎的軟體動(dòng)物貝殼可以包含大約相等的顆粒尺寸,和/或根據(jù)過濾/萃取柱所需在一個(gè)或多個(gè)區(qū)域沿著該通道分布的顆粒尺寸。該區(qū)域定義為包含大致相同直徑的粉碎的貝殼顆粒。該圓柱用粉碎的貝殼顆粒裝填,可以根據(jù)所需梯度按照規(guī)則分布或者不規(guī)則分布。在粉碎前,貝殼可以在約30(TC的溫度下熱處理約1.5分鐘。圖4,示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(1)的剖視圖,包括至少兩個(gè)串列布置的過濾/萃取柱(2,3)。在兩個(gè)圓柱設(shè)備(1)中,過濾/萃取柱線性地布置,以便第一個(gè)圓柱(2)的出口(13)和第二圓柱(3)的進(jìn)口(11)通過導(dǎo)管(23)相連接。第一個(gè)圓柱(2)的放置部件(12)可以在底部容納顆粒尺寸直徑在0.5和lmm之間的粉碎的貝殼顆粒(20),和其后直徑在3和4mm之間的粉碎的貝殼顆粒(21)。第二個(gè)圓柱(3)的放置部件(12)可以容納涂有氧化鐵或者赤鐵礦(24)的粉碎的貝殼顆粒。人們普遍相信,通過減少流過設(shè)備(1)水中的金屬含量,用氧化鐵或者赤鐵礦涂層的粉碎的貝殼顆粒,可以本質(zhì)上提高過濾/萃取柱的水凈化性質(zhì)。對(duì)流過過濾/萃取柱設(shè)備(1)的水的分析表明,在污染水中的鋁和砷含量幾乎為零。在本發(fā)明的實(shí)踐中,貝殼直接地征收自空閑的漁船并且放進(jìn)運(yùn)輸箱。隨后,貝殼通過具有金屬絲刷的電鉆清潔,并且徹底地用水在高壓下清洗,以確保有效的提純。提純和清洗步驟可以繼之以冷卻步驟,其中,貝殼在金屬絲架上放置恰當(dāng)?shù)乃钑r(shí)間,以便冷卻貝殼到室溫。在下一步驟中,貝殼被壓成l、2、3和4mm直徑的顆粒。大致相同直徑或者不同直徑混合的顆??梢杂迷诟鶕?jù)本發(fā)明的過濾/萃取柱中。清潔劑的效率取決于若干因素,包括溶劑的pH和形成萃取柱裝填成分的粉碎貝殼的粒徑。通過蒸餾水流過過濾/萃取柱(10),任何人可以控制,在其它的參數(shù)中,混濁度、鈣含量,和懸浮物的萃取。流經(jīng)次數(shù)和水流量決定清潔劑的性質(zhì),包括它的提純效率。已經(jīng)證明,粉碎貝殼的粒徑與清潔劑的效率成反比。例如,優(yōu)選粉碎貝殼的粒徑在0.5和4mm之間,更優(yōu)選在0.5和2mm之間,以便生產(chǎn)出具有清潔劑效率的低懸浮物溶液。圖5,示出了以下詳述的實(shí)驗(yàn)1測(cè)定的混濁度與曝置時(shí)間之間的關(guān)系。人們注意到,測(cè)量的溶液的混濁度隨著其在過濾/萃取柱經(jīng)受的曝置時(shí)間而減少?;鞚岫仍谌軇┓謩e通過萃取柱之后測(cè)定。在12小時(shí)的曝置時(shí)間之后,貝殼萃取物的測(cè)量的混濁度大約2.2NTU。上述混濁度的測(cè)量與貝殼萃取物分別通過之后的懸浮物的量的測(cè)量有關(guān)。因此,如實(shí)驗(yàn)1中的表1所示,隨著時(shí)間流逝,在溶劑第一次流過過濾/萃取柱12小時(shí)之后,懸浮物的數(shù)值從6mg/L減少到大約0mg/L。圖6示出了在水分別流過萃取柱之后,對(duì)照曝置時(shí)間測(cè)量的鈣值。最后的貝殼萃取物含有比起始溶劑高大致121倍的鈣。優(yōu)選的是,貝殼萃取物的鈣含量高于14mg/L,更優(yōu)選是高于20mg/L。其它的因素可以影響清潔劑效率的是pH和貝殼萃取物的混濁度。為了最優(yōu)化提純產(chǎn)物,貝殼萃取物的pH應(yīng)該在8.0和9.7之間,并且混濁度應(yīng)該小于6NTU。實(shí)驗(yàn)l萃取柱(10)是如圖l所示的各自末端帶有兩個(gè)頂蓋封閉的直徑6英寸、長(zhǎng)4英尺的聚氯乙烯管構(gòu)成。頂蓋用3/4英寸塑料管向其連接有一90°的擰入式的彎頭。根據(jù)本發(fā)明的頂蓋和與其連接的塑料管表示為出口(13)。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的底蓋,在頂蓋塞子中具有直的擰入式的接頭和與其相連的塑料管,表示為進(jìn)口(11)。一個(gè)12V、360加侖/小時(shí)的泵與圓柱的進(jìn)口相連,用來泵送蒸鎦水通過圓柱。圓柱的頂部和底部除了底部頂蓋用一個(gè)3/4接頭和一個(gè)3/4塑料管連接到塑料閥門和一個(gè)12V的泵之外,以同樣的方式設(shè)計(jì)。如圖1所示的兩個(gè)篩子(14)用來將粉碎的扇貝殼保持在通道(12a)內(nèi)部。粉碎貝殼的成分由直徑0.5和1毫米的扇貝殼顆?;旌衔锝M成。較小顆粒的質(zhì)量是大約10kg,圓柱在上蓋篩子(14)的兩英寸之內(nèi)被充滿。圓柱的其余部分被較大直徑3和4mm的顆粒充滿。在蒸餾水第一次流過之后,貝殼萃取物具有高的懸浮物濃度。發(fā)現(xiàn)該懸浮物濃度隨著曝置時(shí)間而減少。表1顯示通過HachCompanyDR-2400分光計(jì)測(cè)量的溶液中的懸浮物濃度。測(cè)定懸浮物的方法是簡(jiǎn)單的,直接測(cè)量的,其不需過濾或者灼燒/稱重步驟作為重量分析步驟。雖然USEPA規(guī)定重量分析法作為固相測(cè)定,該方法經(jīng)常被用來驗(yàn)收內(nèi)部的程序。測(cè)驗(yàn)結(jié)果測(cè)量于810納米。該方法在Hach水分析手冊(cè)中,8006程序963頁(yè)有案可査。測(cè)量懸浮物濃度的光譜測(cè)定方法的精度與如Hach水分析手冊(cè)、8271程序,947頁(yè)所述的重量分析法相對(duì)比。鋁盤的質(zhì)量用Scientech120測(cè)量到最小1毫克?,F(xiàn)場(chǎng)取出來自溶液100毫升樣品,并投入該鋁盤。盛有樣品的盤置于預(yù)熱的烘箱中,并且在103-105。C蒸發(fā)大約六小時(shí)。隨后,從烘箱中取出該盤并在干燥器中冷卻到室溫。盛有樣品的盤隨后從干燥器中取出,并用Scientech120分析天平測(cè)量質(zhì)量到最小0.1毫克。這是樣品的第一次質(zhì)量測(cè)量。盤和樣品被再次放進(jìn)預(yù)熱的烘箱中一小時(shí),直到產(chǎn)物的質(zhì)量測(cè)量相差不超過0.4毫克。用和下面表2—樣的方法完成的第二次質(zhì)量測(cè)量,顯示了用重量分析法測(cè)量的溶液中的懸浮物濃度。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>總固體分析表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>總固體計(jì)算等式mg/L總固體=(A-B)X1000樣品體積ml其中A=(樣品+盤子)的重量(mg)B=盤子的重量(mg)產(chǎn)物的誤差%%誤差-(Dh-Dl)x100=(0.15mg-0.124mg)x100=0.5%error#數(shù)據(jù)點(diǎn)5其中Dh=所得產(chǎn)物的最高的數(shù)據(jù)Dl=所得產(chǎn)物的最低的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)2如實(shí)驗(yàn)1(見圖4)中所述的兩個(gè)萃取柱結(jié)構(gòu)。兩個(gè)圓柱串列布置,第一個(gè)圓柱的出口直接地連接到第二個(gè)圓柱的進(jìn)口。一個(gè)12V、360加侖/小時(shí)的泵與第一個(gè)圓柱的進(jìn)口相連,用來泵送蒸餾水通過第一個(gè)和第二個(gè)圓柱。第一個(gè)圓柱的裝填成分由較小的0.5和1毫米直徑的扇貝殼顆?;旌衔锝M成。當(dāng)圓柱上蓋的篩子(14)下兩個(gè)英寸充滿時(shí),較小顆粒的質(zhì)量大約10公斤。圓柱的其余部分被如實(shí)驗(yàn)1所述的較大直徑3和4毫米的顆粒充滿。第二圓柱的裝填成分由涂有氧化鐵或者赤鐵礦(Fe203)的粉碎的扇貝殼顆粒組成。粉碎貝殼顆粒的氧化鐵涂層可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法制備。本發(fā)明中扇貝殼的涂層的制備是,將貝殼在氧化鐵或者赤鐵礦中浸泡4小時(shí),隨后在200。C烘干貝殼和溶液4小時(shí)。貝殼隨后用蒸餾水清洗,并在烘箱中200。C下干燥3小時(shí)。被高含量鋁和砷污染的水流過包括兩個(gè)串列布置萃取柱的設(shè)備?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn),最終水溶液的鋁和砷含量實(shí)際上已減少到0mg/L。工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明提供一種生產(chǎn)低懸浮物溶液的系統(tǒng)和方法,其通過流經(jīng)包含來自軟體動(dòng)物的粉碎的貝殼的圓柱過濾溶液。前述的系統(tǒng)和方法的應(yīng)用產(chǎn)物是具有許多性質(zhì)的溶液。尤其是,這種溶液可以有效地作為清潔劑和消毒劑供應(yīng),而且可以有效治療多種皮膚病。更進(jìn)一步的,本發(fā)明提供工業(yè)廢料產(chǎn)品的應(yīng)用,即在全世界來自漁業(yè)大量形成的軟體動(dòng)物貝殼。權(quán)利要求1、除去溶液中懸浮物的方法,包括通過放置有粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒(20,21)的過濾/萃取柱(10)重復(fù)地過濾該溶液。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中溶液是水。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒(20,21)在放入過濾/萃取柱(10)之前,在約100。C的溫度下煮沸約15分鐘。4、根據(jù)權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的方法,其中粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒(20,21)在放入過濾/萃取柱(10)之前,在約300°C的溫度下烘焙約15分鐘。5、除去溶液中懸浮物的裝置,包括過濾/萃取柱(10);位于過濾/萃取柱(10)—端的液體進(jìn)口(11);和位于過濾/萃取柱(10)另一端的液體出口(13),其中過濾/萃取柱(10)放置了粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒(20,21)。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置,進(jìn)一步包括與過濾/萃取柱(10)—端可分離連接的靠近液體進(jìn)口(11)的第一個(gè)篩子(14)和與過濾/萃取柱(10)相對(duì)端可分離連接的靠近液體出口(13)的第二個(gè)篩子(14)。7、除去溶液中懸浮物的設(shè)備,包括根據(jù)權(quán)利要求5或6的為有效除去溶液中的懸浮物合理布置連接的許多裝置。8、根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備,包括兩個(gè)串列布置的過濾/萃取柱(10),其中第一個(gè)過濾/萃取柱(10)放置了粉碎的軟體動(dòng)物貝殼顆粒(20,21),并且第二個(gè)過濾/萃取柱(10)放置了預(yù)先涂有氧化鐵或者赤鐵礦(24)的軟體動(dòng)物貝殼顆粒。9、根據(jù)權(quán)利要求1到4任一所述方法制備的溶液。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的溶液,其中鈣的濃度高于14mg/L。11、根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的溶液,其中鈣的濃度高于20mg/L。12、根據(jù)權(quán)利要求9到11任一所述的溶液,其中溶液的pH在8.0到9.7之間。13、根據(jù)權(quán)利要求9到12任一所述的溶液,其中溶液的混濁度小于6NTU。14、根據(jù)權(quán)利要求9到13任一所述的溶液,進(jìn)一步包括符合上述溶液效果量的NaOH。15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的溶液,其中NaOH加到溶液中的量按重量計(jì)為0.4%。16、根據(jù)權(quán)利要求9到13任一所述的溶液,進(jìn)一步包括選自由優(yōu)塞林和凡士林構(gòu)成的組的載體。17、根據(jù)權(quán)利要求9到15任一所述的溶液作為清潔劑的用途。18、根據(jù)權(quán)利要求16所述溶液用于治療皮膚病的用途。全文摘要采用圓柱(10)生產(chǎn)含有低懸浮物溶液的系統(tǒng)和方法,該溶液通過圓柱(10)至少一次。圓柱(10)含有由至少具有相同直徑的粉碎的軟體動(dòng)物貝殼(20,21)組成的填充固體。最終溶液有效用于清潔劑和消毒劑,還發(fā)現(xiàn),對(duì)處理皮膚及其他身體疾病很有好處。而且,貝殼可以被粉碎并作為活性成分,用于制備具有治療用途的藥膏。文檔編號(hào)B01D39/04GK101595063SQ200780048723公開日2009年12月2日申請(qǐng)日期2007年8月24日優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日發(fā)明者法雷爾·芒羅,羅蘭·勒布朗申請(qǐng)人:貝殼污染物處理有限公司