一堆堆的黑色廢炭通過巧妙分離，變成一黑一白兩種寶貴資源，白色的是咖啡因，黑色的是再生活性炭。一年來，山東新華制藥有限公司通過回收咖啡因所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益近2000 萬元，同時活性炭再生回用后使新炭用量減少千余噸， 節(jié)約成本600 余萬元， 減少二氧化碳排放4000 余噸，節(jié)約廢活性炭處理費用300 多萬元，為新華制藥總計創(chuàng)效近3000 萬元。
這項技術(shù)就是青島科技大學化工學院朱兆友教授科研團隊開發(fā)的兩段梯度加熱連續(xù)回收咖啡因及活性炭再生綜合資源化技術(shù)。這一項目已經(jīng)獲得3 項發(fā)明專利，還在第七屆國際發(fā)明博覽會暨國際教學新儀器和新設(shè)備展覽會上獲得銀獎。
黑白混淆，“寶貝”成廢料
咖啡因是世界普遍使用的精神藥品， 價格3500 元/千克左右。新華制藥在咖啡因生產(chǎn)過程中， 采用活性炭脫除有色雜質(zhì)， 在此過程中部分咖啡因也被活性炭所吸附，吸附量約占濕炭質(zhì)量的28%。企業(yè)過去一直采用溶劑再生法處理活性炭，但由于萃取劑氯仿的毒性很大，給工人造成很大傷害， 且氯仿易揮發(fā)，生產(chǎn)過程損耗量較大。
朱教授介紹說，我國活性炭用量超過80 萬噸， 主要用于制藥與精細化工生產(chǎn)過程，每年會產(chǎn)生大量的廢活性炭，迫切需要尋找一種更經(jīng)濟環(huán)保的再生方法代替原工藝。廢活性炭屬于國家危險廢物，對環(huán)境甚至人體造成嚴重影響。廢活性炭的非資源化處理費用高，采用傳統(tǒng)焚燒法僅處理山東省廢活性炭每年就需要費用6 億元，還增加了二氧化碳及氮氧化物、硫氧化物等有毒有害氣體，污染了環(huán)境。此外傳統(tǒng)焚燒處理法也不能有效回收吸附在廢活性炭中的有價值有機物，造成了資源的浪費。
巧施魔法，廢炭中“淘寶”
如何在黑色的廢活性炭中把白色的咖啡因提取出來？ 面對企業(yè)給出的難題，朱兆友教授表示，一定要想辦法把這些“銀子” 淘出來，讓廢活性炭變成寶。
他們根據(jù)咖啡因容易升華的特性，將活性炭加熱到一定溫度，通入載氣，咖啡因升華脫附， 再通過合適方法將咖啡因加以收集，并充分利用了高溫熱再生法的再生效率高、再生時間短、對吸附質(zhì)基本無選擇的優(yōu)點，開發(fā)出兩段梯度加熱連續(xù)回收咖啡因及活性炭再生綜合資源化技術(shù)。該技術(shù)不僅能夠?qū)⒒钚蕴恐械挠袡C物進行純化并捕集，還能夠脫除色素等雜質(zhì)，提高了活性炭的再生率，實現(xiàn)了連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。
黑白分明，雙重資源化
載咖啡因廢活性炭再生綜合資源化技術(shù)通過對負載在廢活性炭上多組分物質(zhì)的有效分離， 實現(xiàn)了有機物的高效回收、廢活性炭再生的雙重資源化目標，解決了傳統(tǒng)溶劑再生導致的毒性大、環(huán)境污染大、有效資源利用率低的問題。工業(yè)實踐表明，載咖啡因廢活性炭再生技術(shù)咖啡因的捕集率≥99%， 廢活性炭再生率≥98%。截至今年12 月14 日，新華制藥采用該技術(shù)的生產(chǎn)裝置已平穩(wěn)運行一年，整體效益在3000 萬元以上。
載咖啡因廢活性炭再生技術(shù)不僅解決了制藥與精細化學品行業(yè)廢活性炭焚燒帶來的環(huán)境污染和資源浪費問題， 還可以推廣應用到過程工業(yè)中類似的固體廢棄物高效回收利用領(lǐng)域， 具有很好的市場推廣前景。
朱兆友教授開心地說： “我研究化工‘三廢’處理已有多年， 期間最大體會是我們不僅要有效治理‘三廢’，還要把‘黃金白銀’也從中提煉出來。這些年，我們在‘三廢’治理過程中完成了很多企業(yè)項目，為企業(yè)解決了實際問題，既給企業(yè)帶來了經(jīng)濟效益， 也為國家節(jié)省了大量資源， 同時我們也積累了豐富經(jīng)驗。”