层次分析_灰色关联分析法评价黄姜皂素生产工艺
黄姜皂素生态生产新工艺的研究
黄姜皂素生态生产新工艺的研究摘要：黄姜皂素行业特点薯蓣皂素是合成甾体激素药物的基础原料，目前国内市场需求量大。
传统水解工艺优缺点：工艺简单，成本低廉，但是原材料消耗大，能源消耗大，污水排放量大，对环境污染大；传统的提取薯蓣皂苷元的方法是直接将盾叶薯蓣根茎用酸水解成苷元，然后用有机溶剂提取薯蓣皂苷元。
其缺点是废酸水排放大，对水体的危害非常严重。
新工艺采用提取方法得高含量薯蓣皂苷，皂苷用少量酸水解成苷元，酸水用量以浓酸计低于传统工艺的1/50。
皂素纯度及收率均高于传统工艺，整个工艺流程几乎无酸水排放，达到真正的清洁生产。
关键词：黄姜皂素传统水解工艺薯蓣皂苷元新工艺清洁生产一、黄姜皂素行业特点1、黄姜皂素含量比较高，且具有良好的栽培性状，野生资源濒临枯竭，基本转向人工栽培；2、据资料显示，黄姜的种植面积由10年前的1000万亩上升到4000万亩，扩大了4倍；3、黄姜主要种植面积集中在湖北、陕西两省，约占全国70%，加工量占全国50%；4、国内薯蓣皂素生产厂家急剧膨胀，其中陕西加工厂集中在汉江流域，许多生产厂家对污水没有经过任何处理，直接排放，对南水北调中线水源区水质污染十分严重；5、皂素项目目前有猛增趋势，但皂素生产存在有严重的技术问题，对环境的污染十分不利。
二、传统工艺三废污染情况及急需解决的难点1、工业废水直接流入渠道，江河，湖泊污染地表水，如果毒性较大会导致水生动植物的死亡甚至绝迹；2、工业废水还可能渗透到地下水，污染地下水；3、如果周边居民采用被污染的地表水或地下水作为生活用水，会危害身体健康，重者死亡；4、工业废水渗入土壤，造成土壤污染。
影响植物和土壤中微生物的生长。
5、有些工业废水还带有难闻的恶臭，污染空气。
6、工业废水中的有毒有害物质会被动植物的摄食和吸收作用残留在体内，而后通过食物链到达人体内，对人体造成危害。
7.传统生产工艺的污染源：3.传统工艺流程图四、目前的生产解决途径1、少用酸，少用水减少被水解物料量提取皂苷后水解利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源2、不用酸，以生物活性酶解替代酸水解五、新工艺流程1.将干黄姜粗粉碎，过10目筛。
黄姜皂素SMRH清洁生产工艺综合废水厌氧处理技术研究的开题报告
黄姜皂素SMRH清洁生产工艺综合废水厌氧处理技术研究的开题报告题目：黄姜皂素SMRH清洁生产工艺综合废水厌氧处理技术研究的开题报告一、研究背景和意义随着社会经济的快速发展和产业结构的调整，生产过程中废水排放成为环保问题中的重要部分。
黄姜皂素SMRH清洁生产工艺的出现极大地减少了化工废水的排放，但它的废水处理难度也不容忽视。
传统的废水处理方法主要是采用生物学处理技术，如好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术。
但对于黄姜皂素SMRH清洁生产工艺废水来说，好氧生物处理技术往往存在处理效果差、难以达到废水标准排放等问题，而厌氧生物处理技术虽然有较好的处理效果却不稳定，易产生异味等问题。
因此，本研究旨在采用新的废水处理技术，研究黄姜皂素SMRH清洁生产工艺综合废水厌氧处理技术，并从传统的厌氧处理技术出发，探索改进后的处理技术，以提高废水处理效果，降低废水排放对环境的影响。
二、研究内容和方法（一）研究内容1.黄姜皂素SMRH清洁生产工艺综合废水的组成分析及其对环境的影响评价。
2.传统厌氧生物处理技术的原理分析。
3.改进厌氧处理技术的方案设计、操作条件优化，以提高废水处理效果的稳定性和降解率。
4.厌氧反应器的构建和废水处理效果的实验评估。
（二）研究方法1.采用标准化方法对黄姜皂素SMRH清洁生产工艺综合废水进行组成分析和环境影响评价。
2.采用文献资料法和实验法对传统厌氧生物处理技术的原理和操作方法进行分析探讨。
3.根据传统厌氧处理技术特点，进行改进方案设计和操作条件优化，如添加剂、反应器结构、环境温度、压力等因素的调整。
4.构建实验厌氧反应器，对黄姜皂素SMRH清洁生产工艺综合废水进行处理，并对废水处理效果进行综合评估，如COD、BOD、NH3-N、TN等指标的测定。
三、预期成果1.对黄姜皂素SMRH清洁生产工艺综合废水的组成分析和环境影响进行评价，为废水治理提供科学依据。
2.对传统厌氧生物处理技术的原理分析和改进技术进行探究，在优化操作条件的基础上极大地提高废水处理效果。
一种黄姜生产皂素的清洁生产工艺[发明专利]
![一种黄姜生产皂素的清洁生产工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3ea028b8804d2b160a4ec075.png)
专利名称：一种黄姜生产皂素的清洁生产工艺专利类型：发明专利
发明人：王余兵,彭光花,刘永源,向兴华,全铁传申请号：CN200910044008.7
申请日：20090730
公开号：CN101628928A
公开日：
20100120
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种黄姜生产皂素的清洁生产工艺，将黄姜进行粉碎处理后，提取皂液，再将分离的皂甙液加入适量的絮凝剂，使其完全沉淀，然后通过离心机将其分离，浓缩的皂苷中加入适量稀硫酸溶液，加压水解，过滤；将过滤后的1/3－1/2的废水加至水解产物中，然后补充加入适量的硫酸溶液，依上述条件进行加压水解，得到滤渣混合物和滤液。
滤渣混合物经脱酸、干燥、提取、浓缩、结晶、干燥得到皂素成品。
本发明可将多台沉降分离机串联使用，使分离更加简便，有效成分残留更低。
在皂苷浓缩中使用絮凝剂不仅提高了皂苷浓缩的效率，也使皂苷的浓缩程度得到了提高。
申请人：湘西华立制药有限公司
地址：410005 湖南省吉首市吉庄工业园168号
国籍：CN
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黄姜生产皂素工艺流程
黄姜生产皂素工艺流程
黄姜生产皂素的工艺流程包括以下步骤：
1. 采摘黄姜：选择黄姜植株健康、生长良好的部分进行采摘，洗净后晾干备用。
2. 研磨黄姜：将晾干的黄姜放入研磨机中进行研磨，使其变成黄姜粉。
3. 细粉筛选：将研磨后的黄姜粉进行细粉筛选，去除杂质和粗粉，得到精细的黄姜粉。
4. 提取皂素：将黄姜粉与适量的水混合，加热搅拌，使其溶解。
随后进行过滤，得到黄姜皂素溶液。
5. 过滤和沉淀：通过过滤纸或专用过滤器将黄姜皂素溶液进行过滤，去除固体杂质。
接下来，将过滤后的溶液静置，使其沉淀。
6. 取出皂素：将沉淀后的黄姜皂素进行过滤和洗涤，去除杂质和残留的溶液。
然后通过离心或其他方式使其更加纯净。
7. 干燥：将获得的黄姜皂素进行干燥，可以使用烘箱或其他设备将其加热，使其失去水分，形成固体皂素。
8. 包装：将干燥后的黄姜皂素进行包装，通常使用密封袋或其他容器进行包装和封装。
以上就是黄姜生产皂素的基本工艺流程。
具体的工艺流程可能会因制造商的不同而有所差异。
VIKOR的黄姜皂素生产工艺评价
VIKOR的黄姜皂素生产工艺评价1引言(Introduction)黄姜皂素（diosegenin）是数百种甾体类药物的重要前体化合物，有“激素之母”和“药用黄金”的美誉(徐升运等，2011；邹涛等，2012)，全球只有我国和墨西哥等少数几个国家拥有这一重要资源。
但黄姜皂素生产产业水污染非常严重，因为我国皂素种植和生产区域主要分布在南水北调中线工程水源汉江上游，其污水对南水北调工程产生了重大威胁（LiHuiandNiJinren，2011）。
为了降低末端治理的难度及提升该产业清洁生产水平，需要对现有及新的生产工艺的清洁生产水平进行综合分析，找出最优的生产工艺。
目前，该产业比较有代表性的生产工艺有：直接分离法、直接分离-板框压滤法、糖化-膜分离回收-酸水解（SMRH）法、微波破壁-甲醇提取法等(薛念涛等，2014；向罗京等，2013；徐永涛，2013；李江浩和葛台明，2014；黄毅等，2014)。
其中，微波破壁-甲醇提取法是一项比较新颖的技术。
邹涛等（邹涛等，2012）通过实验分析对比了微波破壁提取法与传统生产工艺的萃取时间及提取率。
向罗京等（向罗京等，2013）通过建立黄姜皂素产业的清洁生产评价指标体系，按照指标体系逐项对比了两个生产实例中微波破壁提取法与传统生产工艺的差别，而没有综合考虑不同工艺的清洁生产状况。
薛念涛等（薛念涛等，2014）和徐永涛（徐永涛，2013）采用AHP-灰色关联分析法，总体分析了多种生产工艺与最优工艺的关联度并进行排序，找出清洁水平最优的生产工艺。
不过，此过程多次借助专家的主观判断，结果主观且计算量较大，并且仅考虑了各生产工艺与理想最优生产工艺的关系，未考虑其与理想最劣生产工艺的关系。
多准则妥协解排序（VIKOR）是多属性决策中的折中优化方法（OpricovicS，1998；OpricovicSandTzengGH，2004），该算法不仅克服了文献（薛念涛等，2014；向罗京等，2013；徐永涛，2013）对生产工艺对比、排序的局限，并且能最大化群体效益和最小化个体遗憾，同时考虑了决策者主观偏好，使得妥协解更易被决策者所接受。
黄姜皂素黄姜皂素的清洁生产的清洁生产
黄姜皂素的清洁生产黄姜简介黄姜黄姜，，学名盾叶薯蓣，多年生草质藤本植物植物。
其根状茎内含丰富的皂甙配基丰富的皂甙配基（（即皂素皂素），），），是甾体激素是甾体激素类药物的起始原料类药物的起始原料，，广泛应用于避孕广泛应用于避孕、、镇痛麻醉等类药物痛麻醉等类药物。
微量其他活性物质6060--70%水1515--20%纤维素1313--18%淀粉1%皂甙含量含量（（以鲜姜计以鲜姜计））黄姜成分黄姜成分构成表据统计据统计，，全世界由皂素研制生产的激素类药物品种已达300多种多种，，国内目前已开发出43种。
1992年，联合国卫生组织宣布联合国卫生组织宣布，，禁止使用化学合成法生产甾体激素药物成法生产甾体激素药物。
因此目前只能从植物中提取皂素提取皂素。
全世界提取甾体激素药物的薯蓣科植物主要是墨西哥的小穗花薯蓣和中国的黄姜西哥的小穗花薯蓣和中国的黄姜，，两国供应的原料占全世界原料总量90％以上以上。
皂素对人类的意义我国自上世纪五十年代末开始利用野生黄姜生产薯蓣皂素和甾体激素类药物，在七十年代前在七十年代前，，我国甾体激素药物主要依赖进口主要依赖进口。
八十年代以后八十年代以后，，我国皂素工业发展较快素工业发展较快，，产品不仅能满足国内需要需要，，而且出口到美而且出口到美、、德、法、日等120多个国家和地区多个国家和地区。
黄姜在我国种植的起源的现状黄姜是我国特有种黄姜是我国特有种，，其野生主要分布在汉水流域的汉中洋县至湖北武当山一带的秦巴山区目前全国有10多个省市多个省市、、60多个县市发展黄姜产业多个县市发展黄姜产业，，黄姜基地面积发展到250多万亩多万亩，，皂素加工企业发展到近200家，皂素生产能力达到5000多吨多吨。
全国85%以上的黄姜种植面积和加工企业集中于湖北、陕西陕西、、河南三省河南三省，，其中陕南三市占到50%左右黄姜种植和加工对当地经济发展的意义 黄姜种植业是当地贫困农民现金收入的主要来源和基本生活的收入保证黄姜适合于干旱、、荒坡生长黄姜适合于干旱陕西全省的黄姜种植面积超过百万亩，，涉及50万户 陕西全省的黄姜种植面积超过百万亩农户黄姜种植是陕南地区多年来形成的唯一具有经济规模的加工业和支柱产业陕西省黄姜加工企业约110余家余家，，加工能力从年产皂素30至200吨不等吨不等，，年加工能力超过100吨的约10家。
黄姜皂素清洁生产工艺研究进展
黄姜皂素清洁生产工艺研究进展
黄姜皂素清洁生产工艺研究进展
黄姜皂素废水是强酸性高浓度有机废水,它富含黄姜淀粉水解成的糖类.废水的直接排放严重污染附近的水源、影响水质,其环境污染问题在很大程度上已经制约了皂素产业的健康发展.本文对黄姜皂素的清洁生产工艺进行了系统的介绍,该工艺可变废为宝,减少环境污染.同时,指出清洁生产工艺存在的问题和今后的发展趋势.
作者：赵旭东赵艺作者单位：陕西省环境科学研究设计院,陕西,西安,710061 刊名：环境与可持续发展英文刊名：ENVIRONMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT 年，卷(期)：2008 ""(3) 分类号：X383 关键词：黄姜皂素清洁生产。
黄姜皂素的提取新工艺
黄姜皂素的提取新工艺
王喆;王湘源;邹煜平
【期刊名称】《山地农业生物学报》
【年(卷),期】2006(025)003
【摘要】黄姜，又名盾叶薯蓣Dioscoren zingberensis C．H．Wright是我国特有的药用植物品种，其野生资源薯蓣皂甙元含量在世界薯蓣属植物中居高。
目前皂素生产工艺主要采用自然发酵或直接酸水解法。
生产过程中废水排量大，污染严重。
有人用盐酸-丙酮混合液从穿龙薯蓣中提取皂素的工艺路线，由于各种原因，尚未
见在生产中应用。
本研究采用自然发酵的方法，使植物细胞壁破碎，然后用乙醇提总甙，再水煮总甙，分离水溶性皂甙加以利用，最后提取皂素。
实验表明，总甙体积减少为原来物料的10％以下，酸用量、排污量减少，皂素收率提高，产品达到
中华药典的出厂标准。
现将结果报告如下：
【总页数】5页(P271-275)
【作者】王喆;王湘源;邹煜平
【作者单位】华中师范大学,生命科学学院,湖北,武汉,430079;华中师范大学,生命科学学院,湖北,武汉,430079;华中师范大学,生命科学学院,湖北,武汉,430079
【正文语种】中文
【中图分类】S632.101
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Evaluation on Diosgenin Production Processes from Dioscorea zingiberensis C． H． Wright Using Analytical Hierarchy ProcessGrey Ｒelational Analysis
XUE Niantao1 ，ZHANG Guochen2 ，CHEN Jian1 ，JI Yukun3 ，L Jianbo4 ，WANG Kaijun1
薯蓣皂素 （ diosgenin， 薯蓣皂甙元， 下称皂素 ） 是 甾体类药物的前体化合物， 在医药生产中具有十分重
［1-2 ］ ． 它是淡黄色或白色结晶状粉末物 要的应用价值 质， 化学名称为 Δ5 － 异螺旋甾烯 － 3 β － 醇， 分子式为 C27 H42 O3 ． 约有 400 多种药物， 如类固醇皮质激素、 性
1． State Key Joint Laboratory of Environment Simulation and Pollution Control，School of Environment，Tsinghua University，Beijing 100084 ，China 2． Beijing Guohuan Tsinghua Environment Engineering Design ＆ Ｒesearch Institute Co． ，Ltd． ，Beijing 100084 ，China 3． College of Environmental and Energy Engineering，Beijing University of Technology，Beijing 100022 ，China 4． State Key Laboratory of Environmental Aquatic Chemistry，Ｒesearch Center for EcoEnvironmental Sciences，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100085 ，China Abstract： Diosgenin is an important precursor for production of steroidal drugs while Dioscorea zingiberensis C． H． Wright， is the most popular raw material for diosgenin production． However，wastewater from diosgenin production using D． zingiberensis C． H． Wright is an acidic organic wastewater with high COD Cr concentration and deep color． Cleaner production is an effective method to prevent and treat the wastewater． Six diosgenin production processes from D． zingiberensis C． H． Wright were evaluated using analytic hierarchy process （ AHP） gray relational analysis． Weights of 12 indicators （ i． e． ，acid consumption coefficient，water consumption coefficient，energy consumption coefficient，wastewater production index per ton product，waste gas production index per ton product，solid waste production
层次分析 － 灰色关联分析法评价黄姜皂素生产工艺
1 2 薛念涛 ，张国臣 ，陈 1 3 4 1* 坚 ，纪玉琨 ，吕建波 ，王凯军
1． 清华大学环境学院，环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，北京 100084 2． 北京国环清华环境工程设计研究院有限公司，北京 100084 3． 北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100022 4． 中国科学院生态环境研究中心，环境水质学国家重点实验室，北京 100085 〔酸耗系数、 摘要: 运用层次分析 － 灰色关联分析法评价了 6 种黄姜皂素生产工艺 ． 用层次分析法确定了 12 项指标 水耗系数、 能耗系数、 单位产品废水 COD Cr 产生量、 固体废物产生量、 污染物处理效果、 环保成本（ 年环境代价 产品年产量） 、 环 废气产生量、 境系数（ 年环境代价 年产值） 、 成本投资、 运行费用和资源综合利用收益） 〕 的权重， 其中水耗系数、 废水 COD Cr 产生量、 酸耗系数 0. 189 、 0. 167 ， 的权重分别为 0. 216 、 排在前三位， 对评价结果影响较大． 通过专家打分、 构造决策矩阵等步骤计算不同工艺指标 列与最优指标集数据列的关联度， 得到 6 种生产工艺的综合排序 ． 微波破壁 － 甲醇提取法的关联度为 0. 879 ， 为最优工艺； 直接 0. 803 、 0. 701 ， 分离法、 直接分离 － 板框压滤法、 糖化 － 膜分离回收 － 酸水解法的关联度分别为 0. 874 、 依次位列微波破壁 － 甲醇 0. 410 ， 提取法之后． 直接酸水解法、 自然发酵 － 酸水解法的关联度分别为 0. 530 、 排在最后， 建议淘汰． 评价结果可望为黄姜皂素 行业的健康发展、 水污染防治等方面提供一定依据 ． 关键词: 黄姜； 皂素； 层次分析法； 灰色关联分析法； 生产工艺 中图分类号: X798 文献标志码: A 文章编号: 1001 － 6929 （ 2014 ） 01 － 0099 － 07 DOI： 10. 13198j． issn 1001-6929． 2014． 01． 15
收稿日期: 2013 － 03 － 12 修订日期: 2013 － 10 － 14
index per ton product，pollutant treatment effect，environmental protection cost， environment efficiency， cost investment， operation cost，gains of conprehensive resource utilization ） were determined according to AHP． Weights of water consumption coefficient， wastewater production indicators， and the acid consumption coefficient were 0. 216 ， 0. 189 ， and 0. 167 ， respectively，as the top three indicatiors， which had a great
第 27 卷 第 1 期 2014 年 1 月
环 境 科 学 研 究 Ｒesearch of Environmental Sciences
Vol． 27 ， No． 1 2014 Jan． ，
J］ ． 环境科学研究， 2014 ， 27 （ 1 ） ： 99-105． 薛念涛， 张国臣， 陈坚， 等． 层次分析 － 灰色关联分析法评价黄姜皂素生产工艺［ XUE Niantao， ZHANG Guochen， CHEN Jian， et al． Evaluation on diosgenin production processes from Dioscorea zingiberensis C． H． Wright using analytical hierarchy processgrey relational analysis［J］． Ｒesearch of Environmental Sciences， 2014 ， 27 （ 1 ） ： 99-105．100环 Nhomakorabea境
科
学
研
究
第 27 卷
impact on evaluation results． By steps of expert scoring and structure of decision matrix，associate degrees between process indicators column and data columns of optimal index set were calculated． Comprehensive ranking of the six production processes was obtained． Cell wall breakdown with microwavemethanol extraction，whose associate degree was 0. 879 ，was optimal process． Direct separation method， direct separationframe filter press，saccharificationmembrane separation recovery，whose associate degree was 0. 874 ，0. 803 ，0. 701 ， respectively，successively ranked after cell wall breakdown with microwavemethanol extraction． Direct acid hydrolysis and natural fermentationacid hydrolysis，whose associate degree was 0. 530 ，0. 410 ，respectively，ranked the last two and could be considered to eliminate． The explorative evaluation and the results were expected to provide a reference for the sound development of industry of diosgenin production from D． zingiberensis C． H． Wright and water pollution prevention，etc． Key words： Dioscorea zingiberensis C． H． Wright； diosgenin； analytic hierarchy process； gray relational analysis； production process