專利名稱：內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物礦化產(chǎn)物的粉碎技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及綜合利用冷震、熱震處理和冰水的熱縮冷脹作用對(duì)生物礦化產(chǎn)物進(jìn)行的一種內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎的方法。
背景技術(shù)：
天然有機(jī)、無機(jī)礦化產(chǎn)物，包括珍珠、蚌殼、骨骼、珊瑚、象牙、牛角等等，它們被廣泛用于制藥、美容、保健等領(lǐng)域。為了提高人體的吸收利用率，這些礦化產(chǎn)物在實(shí)際應(yīng)用中一般以粉劑的形式被使用，并且隨著粉體粒徑的減小，利用率可以顯著提高。因此，生物礦化產(chǎn)物的超微粉碎，甚至是納米破碎是人們長期不懈追求粉碎目標(biāo)。然而，天然生物礦化產(chǎn)物是自然界億萬年自然選擇和進(jìn)化的精華，它們?cè)谖⒚缀图{米尺度上形成有機(jī)無機(jī)混雜的復(fù)雜而完美的結(jié)構(gòu)，賦予了它們超凡的強(qiáng)韌性，其破碎方式和破碎機(jī)制具有很大的特殊性，利用現(xiàn)有的粉碎設(shè)備很難直接實(shí)現(xiàn)生物礦化產(chǎn)物的純物理超微粉碎或者納米粉碎，下面以珍珠為例做具體陳述。
珍珠是軟體動(dòng)物在抵抗外界損傷的積極生理?xiàng)l件下形成的，富含多種生物活性物質(zhì)，自古以來就是一種具有神奇的美容保健抗衰功效的天然藥物。珍珠完全由珍珠層組成，在文獻(xiàn)“珍珠的美容保健功效.日用化學(xué)品科學(xué)，2002，25(4)177-180”、“珍珠層的微結(jié)構(gòu)及其中類胡蘿卜素的原位研究.中科院廣州地球化學(xué)研究所博士畢業(yè)論文，2001，pp71”、“珍珠粉對(duì)皮膚細(xì)胞的養(yǎng)護(hù)作用及機(jī)理.紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào).1999，19(5)74-81”及“速溶珍珠粉抗衰老作用的實(shí)驗(yàn)研究.中國老年學(xué)雜志，1995，15(4)236-237”報(bào)導(dǎo)，其主要成分為碳酸鈣，含少量的磷酸鈣、硅酸鈣、蛋白質(zhì)、水分和多種微量元素，包括Fe、Al、Mg、Zn、Se、Cu、Mn、Ge、K、Sr等。珍珠內(nèi)含有最高達(dá)8wt.％的有機(jī)組分，被稱為珍珠活性物質(zhì)。近來的研究表明還富含獨(dú)特的抗衰老因子-卟啉類化合物(PEG)、?；撬?2-氨基乙磺酸)、類胡蘿卜素、光基歐磷氨基酸、幾丁質(zhì)等等。其中的蛋白質(zhì)則是一種含有20余種氨基酸的殼角蛋白(或稱角質(zhì)蛋白)，但以丙氨酸、甘氨酸和天門氨酸的含量為最高。此外，珍珠的形成具有與人骨相似的礦化機(jī)制，是一種極具潛力的骨修復(fù)材料。內(nèi)服珍珠粉可治療神經(jīng)衰弱、失眠、便秘、小兒驚風(fēng)、高血壓、提高免疫力、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、清除自由基，外用可養(yǎng)顏美白、減少脂褐素，并可治療多種皰痹、灰指甲、過敏、口腔潰瘍等疾病，還具有抗菌消炎、止血、加速傷口愈合等作用。
然而，珍珠生物活性物質(zhì)被包埋在90％以上的無機(jī)碳酸鈣內(nèi)，難于吸收利用是歷史上的“千年難題”。目前，在專利CN 1425388A、CN 1351869A、等專利中公開了“酶解珍珠粉的制備方法”、“珍珠及珠貝珍珠層全成分水解工藝”及“納米珍珠粉的制備方法”等方法主要有兩類溶解和粉碎，以提高吸收效率。珍珠的溶解一般是利用弱酸、酶等化學(xué)試劑將碳酸鈣溶解掉這樣雖然使得珍珠的有機(jī)組分得以最大限度的裸露，但是在生產(chǎn)過程中珍珠的天然成分被部分或全部改變，其生物活性也因此而遭到破壞。因此，珍珠多以粉劑形式使用。在專利CN141655A、CN 1771995A、CN 1698657A、CN 1451394A、CN 1695812A等眾多專利和文獻(xiàn)中，利用純物理方法珍珠被粉碎后，活性物質(zhì)一定程度上被暴露，這樣不僅有利于吸收，而且珍珠的活性得以保留，尤其是珍珠粉達(dá)到納米尺度后珍珠的完全吸收將成為可能。
但是，珍珠有機(jī)一無機(jī)層狀混雜的特殊結(jié)構(gòu)使得其具有超凡的強(qiáng)韌性，破碎形式和機(jī)制既復(fù)雜又特殊，其斷裂功是純CaCO3的3000倍以上很難利用現(xiàn)有粉碎設(shè)備直接地、無污染地實(shí)現(xiàn)珍珠的納米破碎。長期以來，珍珠破碎的納米化、純物理化、無污染化是新型珍珠粉碎手段與方法研究和開發(fā)的主要目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法。其特征在于，所述粉碎方法是鑒于生物礦化產(chǎn)物內(nèi)有機(jī)質(zhì)層與無機(jī)質(zhì)層間熱膨脹系數(shù)的巨大差別，以及有機(jī)質(zhì)層、無機(jī)質(zhì)層和兩者間界面與水浸潤能力的不同，對(duì)浸滲水后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行冷震熱震處理和水(冰)的熱縮冷脹處理，以此在生物礦化產(chǎn)物或者其粉體內(nèi)產(chǎn)生巨大內(nèi)應(yīng)力，有效弱化礦化產(chǎn)物內(nèi)部的有機(jī)/無機(jī)界面，直接導(dǎo)致生物礦化產(chǎn)物或者其粉體的自爆、自裂。
其處理步驟如下1)脫水干燥處理在72小時(shí)以內(nèi)，80℃以下對(duì)礦化產(chǎn)物烘干或真空干燥；2)浸滲水處理在0～100℃范圍內(nèi)對(duì)原始的或者干燥的生物礦化產(chǎn)物或者其粉碎后的粉體進(jìn)行浸滲水處理；溫度越高滲水越充分迅速，但是過高的浸滲水溫度不利于礦化產(chǎn)物生物活性的保持。
3)冷震處理以不同的介質(zhì)對(duì)原始的、或者干燥的、或者經(jīng)過浸滲水處理后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉碎后的粉體進(jìn)行深冷急冷處理，深冷急冷處理時(shí)間是達(dá)到預(yù)定制冷溫度后保持0.01～12小時(shí)。
4)熱震處理a.水熱震，用0～100℃的水對(duì)正在冷震中的原始的、或者干燥后的、或者干燥浸滲水并過濾后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行熱震。
b.軋輥熱震將經(jīng)過浸滲水處理并過濾的正在冷震中的礦化產(chǎn)物粉體在小于120℃溫度下進(jìn)行軋輥處理。
c.氣體熱震用0～120℃的氣體(例如空氣、惰性氣體、氮?dú)?、二氧化?對(duì)正在冷震中的原始的、或者干燥后的、或者干燥浸滲水并過濾后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行熱震。
其中，上述4個(gè)處理步驟為不分先后、多次進(jìn)行，反復(fù)任意組合使用，即在礦化產(chǎn)物粉碎加工前實(shí)施，或在粉碎過程中實(shí)施。
經(jīng)過上述處理后，可在礦化產(chǎn)物內(nèi)部，尤其是內(nèi)部的有機(jī)無機(jī)界面上產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致其微觀有機(jī)和無機(jī)界面被嚴(yán)重弱化，甚至導(dǎo)致自發(fā)地爆裂。對(duì)處理后的礦化產(chǎn)物或者其粉體做進(jìn)一步的粉碎加工，可以大大加速納米破碎進(jìn)程，顯著提高納米破碎效率，使得純物理粉碎加工中更容易制備低成本的納米級(jí)生物礦化產(chǎn)物粉體。
所述浸滲水處理所用水為去離子水或者自來水。
所述浸滲水處理的時(shí)間是0.1～72小時(shí)，用水量以浸沒生物礦化產(chǎn)物或者其粉體為準(zhǔn)，或者在無菌室內(nèi)進(jìn)行，以防止礦化產(chǎn)物的腐臭和霉變。
所述浸滲水處理方式為下列的一種或一種以上的組合1.浸滲水處理前對(duì)礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行液氮急冷處理和/或熱震處理，從而在其內(nèi)部或者界面上形成微裂紋；2.浸滲水處理前或者浸滲水處理過程中，利用高壓膨脹粉碎設(shè)備對(duì)礦化產(chǎn)物粉體漿料進(jìn)行高壓膨脹粉碎處理；3.浸滲水處理在自然狀態(tài)下進(jìn)行；4.浸滲水處理在激烈的機(jī)械攪拌裝置內(nèi)進(jìn)行；5.浸滲水處理在激烈的超聲波振動(dòng)裝置內(nèi)進(jìn)行；6.浸滲水處理在對(duì)水施加1MPa～1000MPa壓力的高水壓下進(jìn)行。
所述冷震處理為直接使用液氮、或者干冰、或者液氦、或者使用商品化的制冷設(shè)備。
所述冷震處理為直接用于不含水或者含水的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體；或用于制冷溫度低于0℃，確保含水結(jié)成冰的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體，以發(fā)揮水/冰的熱縮冷脹作用，且溫度越低越好；其中粉體漿料中水與粉體的質(zhì)量比在0.01～10∶1。
所述冷震處理采用如下一種或者多種方式以在礦化產(chǎn)物或者其粉體內(nèi)部產(chǎn)生更大的內(nèi)應(yīng)力(1)在0～-268℃范圍內(nèi)采用低制冷溫度；(2)采用高效的制冷介質(zhì)(包括液氮、液氦、干冰、氟利昂)，或者電制冷或者高效制冷介質(zhì)制冷的高速制冷設(shè)備；(3)先用剛性容器加壓封裝已經(jīng)過浸滲水處理后的礦化產(chǎn)物粉體或者漿料，然后再進(jìn)行深冷急冷處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果該方法為無污染的純物理加工過程，因此生物礦化產(chǎn)物的原有生物活性得以完全保留，而且在以其為原料的后續(xù)超細(xì)粉碎中使得生物礦化產(chǎn)物的純物理納米破碎成為可能，納米破碎處理變得更容易進(jìn)行。
1.本發(fā)明可以作為礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行超細(xì)粉碎前的預(yù)處理加工，因此本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)之一是發(fā)明的推廣無需對(duì)生產(chǎn)廠家的現(xiàn)有設(shè)備做任何改動(dòng)，即可直接應(yīng)用。
2.本發(fā)明所述方法操作簡單，適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
3.使用本發(fā)明所述方法可以實(shí)現(xiàn)生物礦化產(chǎn)物(包括珍珠)粉碎的納米化、純物理化、無污染化和低成本生產(chǎn)。


圖1為珍珠內(nèi)的層狀結(jié)構(gòu)示意圖，(a)珍珠文石板片層及垂直于層面的亞層結(jié)構(gòu)(圖中箭頭所示)的SEM像；(b)文石板片微結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為液氮驟冷處理前后低檔珍珠的形態(tài)(a)處理前；(b)處理后具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法。所述粉碎方法是鑒于生物礦化產(chǎn)物內(nèi)有機(jī)質(zhì)層與無機(jī)質(zhì)層間熱膨脹系數(shù)的巨大差別，以及有機(jī)質(zhì)層、無機(jī)質(zhì)層和兩者間界面與水浸潤能力的不同，對(duì)浸滲水后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行冷震熱震處理和水(冰)的熱縮冷脹處理，以此在生物礦化產(chǎn)物或者其粉體內(nèi)產(chǎn)生巨大內(nèi)應(yīng)力，有效弱化礦化產(chǎn)物內(nèi)部的有機(jī)/無機(jī)界面，直接導(dǎo)致生物礦化產(chǎn)物或者其粉體的自爆、自裂。所述巨大內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生源于水(冰)的熱縮冷脹作用和/或無機(jī)質(zhì)-有機(jī)質(zhì)的熱脹冷縮作用。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步說明。
如圖1所示，珍珠由同心排列的文石板片層組成，每個(gè)文石板片層由成千上萬個(gè)長寬約5μm，厚約1μm的文石板片組成(圖1a所示，實(shí)際板片尺寸與珍珠的大小有關(guān))，每個(gè)文石板片由大量規(guī)則交錯(cuò)的亞層和板片間的有機(jī)質(zhì)層組成(圖1b所示)。內(nèi)應(yīng)力自爆自裂處理對(duì)于此種類型的層狀結(jié)構(gòu)將很有效。圖2a是浸水珍珠經(jīng)液氮驟冷處理前后珍珠的形態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)驟冷可以產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致珍珠自動(dòng)爆裂(圖2b)。對(duì)于經(jīng)過液氮驟冷內(nèi)應(yīng)力自爆處理的珍珠，其微觀有機(jī)和無機(jī)層界面被嚴(yán)重弱化，這使得珍珠的納米破碎變得更容易、更高效。在此基礎(chǔ)上，我們利用現(xiàn)有的珍珠破碎設(shè)備和方法就可以用純物理方法制備低成本的納米珍珠粉本發(fā)明中的深冷急冷處理采用如下一種或者多種方式以在礦化產(chǎn)物或者其粉體內(nèi)部產(chǎn)生更大的內(nèi)應(yīng)力，使得水充分地滲入礦化產(chǎn)物或者其粉體的內(nèi)部及微觀的有機(jī)無機(jī)界面上。其處理步驟如下1)脫水干燥處理在72小時(shí)以內(nèi)，80℃以下對(duì)礦化產(chǎn)物烘干或真空干燥；2)浸滲水處理在0～100℃范圍內(nèi)對(duì)原始的或者干燥的生物礦化產(chǎn)物或者其粉碎后的粉體進(jìn)行浸滲水處理；溫度越高滲水越充分迅速，但是過高的浸滲水溫度不利于礦化產(chǎn)物生物活性的保持。
3)冷震處理以不同的介質(zhì)對(duì)原始的、或者干燥的、或者經(jīng)過浸滲水處理后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉碎后的粉體進(jìn)行深冷急冷處理，深冷急冷處理時(shí)間是達(dá)到預(yù)定制冷溫度后保持30分鐘以內(nèi)。
4)熱震處理a.水熱震，用0～100℃的水對(duì)正在冷震中的原始的、或者干燥后的、或者干燥浸滲水并過濾后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行熱震。
b.軋輥熱震將經(jīng)過浸滲水處理并過濾的正在冷震中的礦化產(chǎn)物粉體在小于120℃溫度下進(jìn)行軋輥處理。
c.氣體熱震用0～120℃的氣體(例如空氣、惰性氣體、氮?dú)?、二氧化?對(duì)正在冷震中的原始的、或者干燥后的、或者干燥浸滲水并過濾后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行熱震。
其中，上述4個(gè)處理步驟不分先后、多次進(jìn)行，反復(fù)任意組合使用，即在礦化產(chǎn)物粉碎加工前實(shí)施，或在粉碎過程中實(shí)施。
經(jīng)過上述處理后，可在礦化產(chǎn)物內(nèi)部，尤其是內(nèi)部的有機(jī)無機(jī)界面上產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致其微觀有機(jī)和無機(jī)界面被嚴(yán)重弱化，甚至導(dǎo)致自發(fā)地爆裂。對(duì)處理后的礦化產(chǎn)物或者其粉體做進(jìn)一步的粉碎加工，可以大大加速納米破碎進(jìn)程，顯著提高納米破碎效率，使得純物理粉碎加工中更容易制備低成本的納米級(jí)生物礦化產(chǎn)物粉體。
實(shí)施例1對(duì)珍珠進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力自爆自裂輔助下的納米粉碎1.粗粉碎原料珍珠在粗粉碎機(jī)上進(jìn)行強(qiáng)剪切，將珍珠粉碎成粒徑在50目左右的珍珠粉；2.冷震處理將珍珠粉進(jìn)行液氮驟冷處理10分鐘；
3.納米破碎處理在超細(xì)粉碎設(shè)備上做進(jìn)一步的納米破碎處理；4.干燥處理在干燥設(shè)備上進(jìn)行干燥；5.滅菌包裝。
實(shí)施例2對(duì)珍珠進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力自爆自裂輔助下的納米粉碎1.粗粉碎原料珍珠在粗粉碎機(jī)上進(jìn)行強(qiáng)剪切，將珍珠粉碎成粒徑在50目左右的珍珠粉；2.浸滲水處理將上一步驟處理的珍珠粉在80℃水中浸滲水處理6小時(shí)，并施加超聲波振蕩；3.冷震處理將上一步驟處理的珍珠粉迅速濾掉外部水分(注意盡可能多的保留珍珠粉的內(nèi)部水分)，并立即對(duì)其進(jìn)行液氮驟冷處理20分鐘；4.打漿將上一步驟處理后的珍珠粉與去離子水混合在打漿機(jī)內(nèi)制成漿液；5.納米破碎處理在高壓均質(zhì)機(jī)內(nèi)進(jìn)行納米破碎，也可以采用其它專利化的方法做進(jìn)一步的納米破碎處理(此時(shí)也可以對(duì)步驟3中的冷震珍珠粉直接進(jìn)行納米破碎加工)；6.干燥處理將上一步驟的處理產(chǎn)物在干燥設(shè)備上進(jìn)行干燥；7.滅菌包裝。
實(shí)施例3對(duì)珍珠進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力自爆自裂輔助下的納米粉碎1.粗粉碎原料珍珠在粗粉碎機(jī)上進(jìn)行強(qiáng)剪切，將珍珠粉碎成粒徑在100目左右的珍珠粉；2.浸滲水處理將上一步驟處理的珍珠粉在80℃水中浸滲水處理6小時(shí)(珍珠粉與水的質(zhì)量比為1∶3)，并施加超聲波振蕩；3.冷凍結(jié)冰處理用剛性容器加壓封裝上述浸滲水漿料，然后在制冷設(shè)備上將其冷凍至0℃以下使其結(jié)冰，保持30分鐘；4.打漿將上一步驟處理后的珍珠粉與去離子水混合在打漿機(jī)內(nèi)制成漿液；5.納米破碎處理在高壓均質(zhì)機(jī)內(nèi)進(jìn)行納米破碎，也可以采用其它專利化的方法做進(jìn)一步的納米破碎處理；6.干燥處理在干燥設(shè)備上進(jìn)行干燥；
7.滅菌包裝。
實(shí)施例4對(duì)珍珠進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力自爆自裂輔助下的納米粉碎1.珍珠篩選與清洗剔除原料珍珠中的病珠后，用清水進(jìn)行清洗，并滅菌消毒；2.浸滲水處理將珍珠投入80℃水中，超聲波振蕩下浸滲水處理24小時(shí)；3.冷震處理將上一步驟處理的珍珠迅速濾掉外部水分，并立即對(duì)其進(jìn)行液氮驟冷處理15分鐘；4.粗粉碎將珍珠立即在粗粉碎機(jī)上對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)剪切，粉碎成粒徑在100目左右的珍珠粉；5.浸滲水處理將上一步驟處理的珍珠粉投入80℃水中，加壓條件下浸滲水處理12小時(shí)；6.冷震處理將上一步驟處理的珍珠粉迅速濾掉外部水分(注意盡可能多的保留珍珠粉的內(nèi)部水分)，并立即對(duì)其進(jìn)行液氮驟冷處理15分鐘；7.納米破碎處理在超細(xì)粉碎設(shè)備上做進(jìn)一步的納米破碎處理；8.干燥處理在干燥設(shè)備上進(jìn)行干燥；9.滅菌包裝。
實(shí)施例5對(duì)珍珠進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力自爆自裂輔助下的納米粉碎1.珍珠篩選與清洗剔除原料珍珠中的病珠后，用清水進(jìn)行清洗，并滅菌消毒；2.脫水干燥處理60℃下對(duì)珍珠真空干燥6小時(shí)；3.冷震處理對(duì)上一步驟處理后的珍珠立即進(jìn)行液氮驟冷處理10分鐘；4.沸水熱震與浸滲水處理將上一步驟處理的產(chǎn)物立即投入沸水中熱震，并浸滲水12小時(shí)，并施加超聲波振蕩；5.冷震處理將上一步驟處理的產(chǎn)物迅速濾掉外部水分(注意盡可能多的保留珍珠的內(nèi)部水分)，并立即對(duì)其進(jìn)行液氮驟冷處理15分鐘；6.粗粉碎將上一步驟處理后的低溫產(chǎn)物立即在粗粉碎機(jī)上對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)剪切，將珍珠粉碎成粒徑在100目左右的珍珠粉；
7.浸滲水處理將上一步驟處理的珍珠粉在80℃水中浸滲水處理12小時(shí)，并施加超聲波振蕩；8.冷震處理將上一步驟處理的珍珠粉迅速濾掉外部水分(注意盡可能多的保留珍珠粉的內(nèi)部水分)，并立即對(duì)其進(jìn)行液氮驟冷處理15分鐘；9.超細(xì)粉碎將上一步驟處理后的低溫產(chǎn)物立即在超細(xì)粉碎機(jī)上對(duì)其進(jìn)行超細(xì)粉碎加工。若采用高速氣流粉碎，則需要將上一步驟液氮驟冷處理的珍珠粉進(jìn)行熱震烘干處理(也可以再次進(jìn)行液氮冷震處理)，然后再進(jìn)行超細(xì)氣流粉碎；10.浸滲水處理將上一步驟處理的珍珠粉在80℃水中浸滲水處理1小時(shí)(珍珠粉與水的質(zhì)量比為1∶1)，并施加超聲波振蕩；11.冷震處理對(duì)上一步驟處理的產(chǎn)物直接進(jìn)行液氮驟冷處理15分鐘；12.打漿將上一步驟處理后的珍珠粉與去離子水混合在打漿機(jī)內(nèi)制成漿液；13.納米破碎處理在高壓均質(zhì)機(jī)內(nèi)進(jìn)行納米破碎，也可以采用其它專利化的方法做進(jìn)一步的納米破碎處理(此時(shí)也可以對(duì)步驟10中的冷震珍珠粉直接進(jìn)行納米破碎加工)；14.干燥處理將上一步驟的處理產(chǎn)物在干燥設(shè)備上進(jìn)行干燥，得到團(tuán)聚疏松的珍珠粉；15.二次粉碎在超細(xì)氣流粉碎機(jī)上對(duì)上一步驟的團(tuán)聚體進(jìn)行二次粉碎加工，即得納米尺度的珍珠粉；16.滅菌包裝。
實(shí)施例6循環(huán)加工處理1.同實(shí)施例1～5中的任何一個(gè)步驟(1)；2.按實(shí)施例5的(2)-(13)全部步驟的處理均可以合理組合后再次進(jìn)行循環(huán)重復(fù)加工；或省掉部分步驟進(jìn)行簡單的冷震粉碎加工。
3.干燥處理將上一步驟的處理產(chǎn)物在干燥設(shè)備上進(jìn)行干燥，得到團(tuán)聚疏松的珍珠粉；4.二次粉碎在超細(xì)氣流粉碎機(jī)上對(duì)上一步驟的團(tuán)聚體進(jìn)行二次粉碎加工，即得納米尺度的珍珠粉；
5.滅菌包裝。
實(shí)施例7對(duì)蚌殼珍珠層進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力自爆自裂輔助下的納米粉碎對(duì)蚌殼珍珠層進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力自爆自裂輔助下的納米粉碎同實(shí)施例1-5所述的方法。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述粉碎方法是鑒于生物礦化產(chǎn)物內(nèi)有機(jī)質(zhì)層與無機(jī)質(zhì)層間熱膨脹系數(shù)的巨大差別，以及有機(jī)質(zhì)層、無機(jī)質(zhì)層和兩者間界面與水浸潤能力的不同，對(duì)浸滲水后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行冷震熱震處理和水/冰的熱縮冷脹處理，以此在生物礦化產(chǎn)物或者其粉體內(nèi)產(chǎn)生巨大內(nèi)應(yīng)力，有效弱化礦化產(chǎn)物內(nèi)部的有機(jī)/無機(jī)界面，直接導(dǎo)致生物礦化產(chǎn)物或者其粉體的自爆、自裂；其處理步驟如下1)脫水干燥處理在72小時(shí)以內(nèi)，80℃以下對(duì)礦化產(chǎn)物烘干或真空干燥；2)浸滲水處理在0～100℃范圍內(nèi)對(duì)原始的或者干燥的生物礦化產(chǎn)物或者其粉碎后的粉體進(jìn)行浸滲水處理；溫度越高滲水越充分迅速，但是過高的浸滲水溫度不利于礦化產(chǎn)物生物活性的保持；3)冷震處理以不同的介質(zhì)對(duì)原始的、或者干燥的、或者經(jīng)過浸滲水處理后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉碎后的粉體進(jìn)行深冷急冷處理，深冷急冷處理時(shí)間是達(dá)到預(yù)定制冷溫度后保持0.01～12小時(shí)；4)熱震處理a.水熱震，用0～100℃的熱對(duì)正在冷震中的原始的、或者干燥后的、或者干燥浸滲水并過濾后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行熱震；b.軋輥熱震將經(jīng)過浸滲水處理并過濾的正在冷震中的礦化產(chǎn)物粉體在小于120℃溫度下進(jìn)行軋輥處理；c.氣體熱震用0～120℃的氣體對(duì)正在冷震中的原始的、或者干燥后的、或者干燥浸滲水并過濾后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行熱震。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，上述4個(gè)處理步驟為不分先后、多次進(jìn)行，反復(fù)任意組合使用，即在礦化產(chǎn)物粉碎加工前實(shí)施，或在粉碎過程中實(shí)施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述浸滲水處理所用水為去離子水或者自來水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述浸滲水處理的時(shí)間是0.1～72小時(shí)，用水量以浸沒生物礦化產(chǎn)物或者其粉體為準(zhǔn)，并且在無菌室內(nèi)進(jìn)行，以防止礦化產(chǎn)物的腐臭和霉變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述浸滲水處理方式是浸滲水處理前對(duì)礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行烘干處理，具體為下列的一種或一種以上的組合(1)浸滲水處理前對(duì)礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行液氮急冷處理和/或熱震處理，從而在其內(nèi)部或者界面上形成微裂紋；(2)浸滲水處理前或者浸滲水處理過程中，利用高壓膨脹粉碎設(shè)備對(duì)礦化產(chǎn)物粉體漿料進(jìn)行高壓膨脹粉碎處理；(3)浸滲水處理在自然狀態(tài)下進(jìn)行；(4)浸滲水處理在激烈的機(jī)械攪拌裝置內(nèi)進(jìn)行；(5)浸滲水處理在激烈的超聲波振動(dòng)裝置內(nèi)進(jìn)行；(6)浸滲水處理在(對(duì)水施加1MPa～1000MPa高水壓壓力下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述深冷急冷處理為直接使用液氮、或者干冰、或者液氦、或者使用商品化的制冷設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述深冷急冷處理為直接用于不含水或者含水的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體；或用于制冷溫度低于0℃，確保含水結(jié)成冰的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體，以發(fā)揮水/冰的熱縮冷脹作用，且溫度越低越好；其中粉體漿料中水與粉體的質(zhì)量比小于0.01～10∶1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述冷震處理采用如下一種或者一種以上方式，以在礦化產(chǎn)物或者其粉體內(nèi)部產(chǎn)生更大的內(nèi)應(yīng)力(1)在0～-268℃范圍內(nèi)采用低制冷溫度；(2)采用高效的制冷介質(zhì)或者以電制冷或者高效制冷介質(zhì)制冷的高速制冷設(shè)備；(3)先用剛性容器加壓封裝已經(jīng)過浸滲水處理后的礦化產(chǎn)物粉體或者漿料，然后再進(jìn)行深冷急冷處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述對(duì)珍珠進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力自爆自裂輔助下的納米粉碎具體處理步驟1)珍珠篩選與清洗剔除原料珍珠中的病珠后，用清水進(jìn)行清洗，并滅菌消毒；2)脫水干燥處理60℃下對(duì)珍珠真空干燥6小時(shí)；3)冷震處理對(duì)上一步驟處理后的珍珠立即進(jìn)行液氮驟冷處理10分鐘；4)沸水熱震與浸滲水處理將上一步驟處理的產(chǎn)物立即投入沸水中熱震，并浸滲水12小時(shí)，并施加超聲波振蕩；5)冷震處理將上一步驟處理的產(chǎn)物迅速濾掉外部水分，但盡可能多的保留珍珠的內(nèi)部水分，并立即對(duì)其進(jìn)行液氮驟冷處理15分鐘；6)粗粉碎將上一步驟處理后的低溫產(chǎn)物立即在粗粉碎機(jī)上對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)剪切，將珍珠粉碎成粒徑在100目左右的珍珠粉；7)浸滲水處理將上一步驟處理的珍珠粉在80℃水中浸滲水處理12小時(shí)，并施加超聲波振蕩；8)冷震處理將上一步驟處理的珍珠粉迅速濾掉外部水分，但盡可能多的保留珍珠粉的內(nèi)部水分，并立即對(duì)其進(jìn)行液氮驟冷處理15分鐘；9)超細(xì)粉碎將上一步驟處理后的低溫產(chǎn)物立即在超細(xì)粉碎機(jī)上對(duì)其進(jìn)行超細(xì)粉碎加工。若采用高速氣流粉碎，則需要將上一步驟液氮驟冷處理的珍珠粉進(jìn)行熱震烘干處理或再次進(jìn)行液氮冷震處理，然后再進(jìn)行超細(xì)氣流粉碎；10)浸滲水處理將上一步驟處理的珍珠粉在80℃水中浸滲水處理1小時(shí)，其中珍珠粉與水的質(zhì)量比為1∶1，并施加超聲波振蕩；11)冷震處理對(duì)上一步驟處理的產(chǎn)物直接進(jìn)行液氮驟冷處理15分鐘；12)打漿將上一步驟處理后的珍珠粉與去離子水混合在打漿機(jī)內(nèi)制成漿液；13)納米破碎處理在高壓均質(zhì)機(jī)內(nèi)進(jìn)行納米破碎，也可以采用其它專利化的方法做進(jìn)一步的納米破碎處理(此時(shí)也可以對(duì)步驟10中的冷震珍珠粉直接進(jìn)行納米破碎加工)；14)或按上述(2)-(13)全部步驟以合理組合后，再次進(jìn)行循環(huán)重復(fù)加工；或省掉部分步驟進(jìn)行簡單的冷震粉碎加工；15)干燥處理將上一步驟的處理產(chǎn)物在干燥設(shè)備上進(jìn)行干燥，得到團(tuán)聚疏松的珍珠粉；16)二次粉碎在超細(xì)氣流粉碎機(jī)上對(duì)上一步驟的團(tuán)聚體進(jìn)行二次粉碎加工，即得納米尺度的珍珠粉；17)滅菌包裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述對(duì)珍珠進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力自爆自裂輔助下的納米粉碎的具體處理步驟適用于對(duì)蚌殼珍珠層進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力自爆自裂輔助下的納米粉碎。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述氣體熱震的氣體為空氣、惰性氣體、氮?dú)饣蚨趸肌?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎方法，其特征在于，所述采用高效的制冷介質(zhì)為液氮、液氦、干冰、氟利昂，或者電制冷或者高效制冷介質(zhì)制冷的高速制冷設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于生物礦化產(chǎn)物的粉碎技術(shù)領(lǐng)域的一種內(nèi)應(yīng)力自爆輔助粉碎的方法。所述粉碎方法是鑒于生物礦化產(chǎn)物內(nèi)有機(jī)質(zhì)層與無機(jī)質(zhì)層間熱膨脹系數(shù)的巨大差別，以及水浸潤能力的不同，對(duì)浸滲水后的生物礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行冷震熱震處理和水(冰)的熱縮冷脹處理，以浸滲水、冷震熱震處理和水(冰)的熱縮冷脹處理可以任意組合，使在生物礦化產(chǎn)物或者其粉體內(nèi)產(chǎn)生巨大內(nèi)應(yīng)力，直接導(dǎo)致生物礦化產(chǎn)物或者其粉體的自爆、自裂。本發(fā)明可以作為礦化產(chǎn)物或者其粉體進(jìn)行超細(xì)粉碎前的預(yù)處理加工，無需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備做任何改動(dòng)，即可直接應(yīng)用。操作簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)?？梢詫?shí)現(xiàn)生物礦化產(chǎn)物(包括珍珠)粉碎的納米化、純物理化、無污染化和低成本生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B02C19/06GK1943865SQ20061011406
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者申玉田, 朱靜 申請(qǐng)人:清華大學(xué)