一种稻谷乙醇钾氧化剂及其制备方法

技术领域

本发明属于烟花鞭炮技术领域，具体涉及一种稻谷乙醇钾氧化剂及其制备方法。

背景技术

烟花爆竹用药在原材料、生产加工、运输和使用过程中存在安全和环保难题，现有技术中，烟花鞭炮行业中历来选用氯酸钾、高氯酸钾、高氯酸铵、高锰酸钾、硝酸钡为原料的氧化剂，其不足之处在于：1、由于上述原料因其磨擦和撞击感度极高，磨擦和撞击系数均为100％，导致在生产运输过程中存在较大的安全隐患，在实际操作过程中稍有不慎即易发生爆炸事故，且事故率远高于其它烟花爆炸产品，致而发生群死群伤事件；2、由于硝酸钡吸湿性过高，跟硫、磷、有机物接触、摩擦或撞击能引起燃烧或爆炸，不利于存储。而生产该产品的生产工艺较为复杂，生产过程中有废气、废渣、废水产生，生产成本较高；为此寻找一种生产工艺简单、无废气、废渣、废水产生、其产品配制烟花鞭炮燃放效果好、安全环保、留存时间长的花炮氧化剂是花炮行业梦寐以求的事。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能稳定、使用安全、环保的稻谷乙醇钾氧化剂。

本发明的目的还提供一种生产过程无废气、无废渣、无废水排放的稻谷乙醇钾氧化剂的制备方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术解决方案来实现：

一种稻谷乙醇钾氧化剂，主要用于烟花鞭炮配制，其特殊之处是：包括稻谷、发酵剂、催化剂、干燥剂、抗氧剂、硝酸钾溶液、高锰酸钾，酒的含量为48-62度，上述组份的重量份配比为：稻谷100重量份、发酵剂0.6-1.2重量份、催化剂1-2重量份、干燥剂0.4-1.2重量份、抗氧剂0.6-1.8重量份、硝酸钾溶液70-100重量份、高锰酸钾0.2-0.8重量份、水适量。

进一步，所述发酵剂为糖化酶。

进一步，所述稻谷为早稻谷。

进一步，所述催化剂为酒石酸或酒石酸钾。

进一步，所述硝酸钾溶液为硝酸钠与氯化钾经复分解反应制得的溶液。

进一步，所述干燥剂和抗氧剂为碱式碳酸镁。

本发明的第二个目的是，一种稻谷乙醇钾氧化剂的制备方法，主要用于烟花鞭炮配制，其特殊之处是：包括稻谷、发酵剂、催化剂、干燥剂、抗氧剂、硝酸钾溶液、高锰酸钾，酒的含量为48-62度，上述组份的重量份配比为：稻谷100重量份、发酵剂0.6-1.2重量份、催化剂1-2重量份、干燥剂0.4-1.2重量份、抗氧剂0.6-1.8重量份、硝酸钾溶液70-100重量份、高锰酸钾0.2-0.8重量份、水适量，其具体制备方法如下：

步骤1、稻谷发酵：a、稻谷清洗：将早稻谷按重量比称好100重量份，用清水清洗干净，除去杂质和泥砂；b、稻谷浸泡：加清水浸泡6-7天，等谷料开花发小芽；c、蒸谷：将浸泡后的稻谷放入专用蒸具中进行蒸谷，蒸谷温度为25-30℃；d、稻谷发酵：将蒸好的稻谷待冷却后加入发酵剂糖化酶0.8重量份和催化剂酒石酸1重量份进行充分搅拌后放入反应容器中并封好容器口进行发酵12-15天之后打开反应容器，将上面的谷壳与杂物清理干净，再用清水清洗2-3次过滤，将水滤干，倒入蒸气器中，在温度为80-100℃时，加酒石酸水液1-2重量份、清水3-5重量份，在温度在100-120℃左右时，用蒸气进行反应10-12小时，制得发酵谷物，该步骤中催化剂或采用酒石酸钾；

步骤2、发酵谷料蒸馏：将制得的发酵谷物倒出，冷却到常温为止，然后将冷却后的发酵谷物倒入反应器中，并加入发酵剂糖化酶0.8重量份、催化剂酒石酸1重量份搅拌均匀，加入30-40℃适量的水倒入发酵容器中进行发酵密封好，不得漏气，发酵温度为25-35℃，发酵时间为12-15天，等气体产生酒香味道即可备用，在该步骤中催化剂或采用酒石酸钾；

步骤3、钾的复分解法：按配比称量的硝酸钠100重量份加入盛有适量水的反应釜中加热、煮沸、搅拌，加热温度为100—120℃，使硝酸钠全部溶解，经过滤除渣之后，再将过滤后的钠水放入反应釜中，添加适量清水搅动，然后缓慢加入氯化钾90重量份煮沸4小时，在充分搅拌下进行复分解，反应时间为2-3小时，在复分解反应中加入催化剂酒石酸1重量份、高锰酸钾0.5重量份加热反应，热反应时间为45分钟，使溶液度达到45-48°Be，温度100-120℃时，首先析出硝酸钠与氯化钾溶液，经热水洗涤分析出氯化钠晶体，过滤后制得硝酸钾水溶液，将过滤的硝酸钾水溶液倒入混合容器中备用，剩下的废渣作为工业用盐，该步骤中催化剂或采用酒石酸钾；

步骤4、混合反应法：具体工艺制备工艺为：

A、按百分比将步骤2、步骤3中蒸馏好的发酵谷料和硝酸钾水溶液同时倒入混合罐中进行搅拌均匀，搅拌时间15分钟，使得拌有硝酸钾水溶液的发酵谷物继续进行发酵，然后放入蒸馏器中进行蒸气加热蒸馏反应，温度在100—140℃蒸馏10-12小时，将乙醇钾蒸馏出来后经冷却管道进入准备好的储存罐中储存、封好；

B、将剩余的谷料钾渣加热水进行煮沸反应2小时过滤，浓缩度到38-48°Be，再倒入蒸馏出来的乙醇钾的储罐中，密封好，使钾离子在乙醇中反应自然结为晶体，时间为2-3天左右，蒸馏出来得到的是醇与钾的结晶体，等结晶体全部完成后，过滤取出晶体，甩干，风干，加入碱式碳酸镁0.8重量份作为本步骤中的干燥剂和抗氧剂进行加工粉碎，制得本发明的稻谷乙醇钾氧化剂；

步骤5、成品包装及附属产品加工：

A、成品包装：将制得稻谷乙醇钾氧化剂成品进行包装入库；

B、附属产品加工：将剩余的废渣采用湿法粉碎，制成安全环保的助燃粘胶剂。

有益效果

本发明具有的主要优点和有益效果：

1、采用本发明的技术方案，其生产过程无废气、无废渣、无废水排放，是目前烟花鞭炮行业中最好、最安全的环保氧化剂产品，代替了现有技术中用氯酸钾、高氯酸钾、高氯酸铵、高锰酸钾、硝酸钡为原料的氧化剂，解决了烟花燃放时产生的烟雾中含有氯离子元素对大气污染的技术问题。

2、采用本发明的技术方案，其产品应用于配制的烟花鞭炮燃放后的各项指标，经多家烟花企业使用验证均符合国家有关烟花鞭炮的标准，结果为：摩擦度1.2、撞击度0.4、吸湿度1、无氯酸盐，有效地防止了烟花鞭炮行业生产过程中的安全隐患和事故发生，解决了烟花鞭炮生产工人的身体健康，保障了工人的生命安全和国家财产损失。

3、本发明采用的技术方案，从原材料、生产、运输到终端使用全新升级，由于原材料市场来源广泛，供应充足，材料成本低，使烟花爆竹有了继续生存和发展的空间，直接提高企业的经济效益，其产品能广泛应用于各类烟花鞭炮的配制，市场潜力大。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的实施例中，一种稻谷乙醇钾氧化剂，主要用于烟花鞭炮配制，其特征在于：包括稻谷、发酵剂、催化剂、干燥剂、抗氧剂、硝酸钾溶液、高锰酸钾，酒的含量为48-62度，上述组份的重量份配比为：稻谷100重量份、发酵剂0.6-1.2重量份、催化剂1-2重量份、干燥剂0.4-1.2重量份、抗氧剂0.6-1.8重量份、硝酸钾溶液70-100重量份、高锰酸钾0.2-0.8重量份、水适量。

本发明的实施例中，优选地，所述发酵剂为糖化酶。

本发明的实施例中，优选地，所述稻谷为早稻谷。

本发明的实施例中，优选地，所述催化剂为酒石酸或酒石酸钾。

本发明的实施例中，优选地，所述硝酸钾溶液为硝酸钠与氯化钾经复分解反应制得的溶液。

本发明的实施例中，优选地，所述干燥剂和抗氧剂为碱式碳酸镁。

本发明的实施例中，一种稻谷乙醇钾氧化剂的制备方法，主要用于烟花鞭炮配制，其特征在于：包括稻谷、发酵剂、催化剂、干燥剂、抗氧剂、硝酸钾溶液、高锰酸钾，酒的含量为48-62度，上述组份的重量份配比为：稻谷100重量份、发酵剂0.6-1.2重量份、催化剂1-2重量份、干燥剂0.4-1.2重量份、抗氧剂0.6-1.8重量份、硝酸钾溶液70-100重量份、高锰酸钾0.2-0.8重量份、水适量，其具体制备方法如下：

步骤1、稻谷发酵：a、稻谷清洗：将早稻谷按重量比称好100重量份，用清水清洗干净，除去杂质和泥砂；b、稻谷浸泡：加清水浸泡6-7天，等谷料开花发小芽；c、蒸谷：将浸泡后的稻谷放入专用蒸具中进行蒸谷，蒸谷温度为25-30℃；d、稻谷发酵：将蒸好的稻谷待冷却后加入发酵剂糖化酶0.8重量份和催化剂酒石酸1重量份进行充分搅拌后放入反应容器中并封好容器口进行发酵12-15天之后打开反应容器，将上面的谷壳与杂物清理干净，再用清水清洗2-3次过滤，将水滤干，倒入蒸气器中，在温度为80-100℃时，加酒石酸水液1-2重量份、清水3-5重量份，在温度在100-120℃左右时，用蒸气进行反应10-12小时，制得发酵谷物，该步骤中催化剂或采用酒石酸钾；

步骤2、发酵谷料蒸馏：将制得的发酵谷物倒出，冷却到常温为止，然后将冷却后的发酵谷物倒入反应器中，并加入发酵剂糖化酶0.8重量份、催化剂酒石酸1重量份搅拌均匀，加入30-40℃适量的水倒入发酵容器中进行发酵密封好，不得漏气，发酵温度为25-35℃，发酵时间为12-15天，等气体产生酒香味道即可备用，在该步骤中催化剂或采用酒石酸钾；

步骤3、钾的复分解法：按配比称量的硝酸钠100重量份加入盛有适量水的反应釜中加热、煮沸、搅拌，加热温度为100—120℃，使硝酸钠全部溶解，经过滤除渣之后，再将过滤后的钠水放入反应釜中，添加适量清水搅动，然后缓慢加入氯化钾90重量份煮沸4小时，在充分搅拌下进行复分解，反应时间为2-3小时，在复分解反应中加入催化剂酒石酸1重量份、高锰酸钾0.5重量份加热反应，热反应时间为45分钟，使溶液度达到45-48°Be，温度100-120℃时，首先析出硝酸钠与氯化钾溶液，经热水洗涤分析出氯化钠晶体，过滤后制得硝酸钾水溶液，将过滤的硝酸钾水溶液倒入混合容器中备用，剩下的废渣作为工业用盐，该步骤中催化剂或采用酒石酸钾；

步骤4、混合反应法：具体工艺制备工艺为：

A、按百分比将步骤2、步骤3中蒸馏好的发酵谷料和硝酸钾水溶液同时倒入混合罐中进行搅拌均匀，搅拌时间15分钟，使得拌有硝酸钾水溶液的发酵谷物继续进行发酵，然后放入蒸馏器中进行蒸气加热蒸馏反应，温度在100—140℃蒸馏10-12小时，将乙醇钾蒸馏出来后经冷却管道进入准备好的储存罐中储存、封好；

B、将剩余的谷料钾渣加热水进行煮沸反应2小时过滤，浓缩度到38-48°Be，再倒入蒸馏出来的乙醇钾的储罐中，密封好，使钾离子在乙醇中反应自然结为晶体，时间为2-3天左右，蒸馏出来得到的是醇与钾的结晶体，等结晶体全部完成后，过滤取出晶体，甩干，风干，加入碱式碳酸镁0.8重量份作为本步骤中的干燥剂和抗氧剂进行加工粉碎，制得本发明的稻谷乙醇钾氧化剂；

步骤5、成品包装及附属产品加工：

A、成品包装：将制得稻谷乙醇钾氧化剂成品进行包装入库；

B、附属产品加工：将剩余的废渣采用湿法粉碎，制成安全环保的助燃粘胶剂。

本产品在生产过程中，无废气、废渣、废水排放，是目前烟花鞭炮行业中最好、最安全环保氧化剂产品，它代替了现有技术中用氯酸钾、高氯酸钾、高氯酸铵、高锰酸钾、硝酸钡为原料的氧化剂，解决了烟花燃放时产生的烟雾中含有氯离子元素对大气污染的技术问题，有效地防止了烟花鞭炮行业生产过程中的安全隐患和事故发生，解决了烟花鞭炮生产工人的身体健康，保障了工人的生命安全和国家财产损失。

经多家烟花企业使用验证均符合国家有关烟花鞭炮的标准，结果为：摩擦度1.2、撞击度0.4、吸湿度1、无氯酸盐。

本发明所描述的上述实施例仅用以说明本发明的技术方案而不能理解为对本发明作任何限制。本领域的普通技术人员应当理解，本发明具有公知的多种材料替代/替换，而不脱离本发明的实质意义的前提下，其均应涵盖在本发明的保护范围之中。