本发明涉及炭黑领域，具体是一种纳米植物炭黑及其制备方法。
背景技术：
植物炭黑是一种不溶性的着色剂，因而通常以悬浮液的形式使用。主要用于糖果中，通常用作遮蔽剂。别名：植物黑、植物炭、炭黑、食用炭黑、天然黑色素。性状：黑色粉状微粒，无臭、无味，不溶于水和有机溶剂。植物炭黑是一种在中国使用量较大的天然食品色素。 因为植物炭黑的色泽纯正，而且不参与人体代谢，所以一直被认为是一种非常安全的食用色素。但研究发现，在植物炭黑的制备过程中，会带入可观数量的苯并芘，这为植物炭黑在食品领域应用的未来带来了巨大的阴影，限制了其应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种操作简单、成本低、产量高、降低苯并芘含量的纳米植物炭黑及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种纳米植物炭黑的制备方法，由以下步骤组成：
一、精选植物为原料，截成0.8-1.2米长的木段立放在炭化窑内，从炭化窑下方的引火口引燃木段后封口让其自燃炭化，连续炭化26天出窑，制得炭化好的炭块；
二、粗粉：把已炭化好的炭块加入2.5L球磨机中，同时加入直径4-6cm的氧化锆球1.6-2.0吨，研磨2.2-2.8小时出料，粗粉成0.8-1.2mm的炭粒；
三、细粉：把粗粉后0.8-1.2mm的炭粒加入2.5L球磨机中，同时加入1.1-1.3吨直径0.7-0.9公分的钢球研磨1.8-2.5小时出料，细粉成平均粒径10μm的炭粉；
四、超细研磨：把10μm炭粉加入不锈钢原料罐中，同时加水配成固含量34-36%的炭浆，充分搅拌30分钟，将其用隔膜泵连续打入纳米研磨机内，循环研磨22-26小时出料到储料罐中，制得纳米植物炭浆；
五、烘干：把储料罐的纳米植物炭浆用隔膜泵打入不锈钢烘干机烘干盘内，烘干温度95-98℃，烘干时间48小时，每12小时把烘干盘内的炭块翻动一次，然后出料到聚丙烯塑料桶内防潮；
六、气流粉碎：把烘干后的炭块先用不锈钢分散机打散，再用纳米气流粉碎机粉碎解聚，从旋风分离器下料口和脉冲除尘器下料口得到纳米植物炭黑，用纸桶包装；
七、杀菌消毒：只有当纳米植物炭黑用在食品化妆品中时采用8K钴60辐照杀菌，用在除食品化妆品外的工业方面不需杀菌，直接包装入库。
作为本发明进一步的方案：步骤一中植物包括竹子、果木与间伐材。
作为本发明进一步的方案：步骤一中炭化窑为圆柱形炭化窑，直径3.6米，高2.5米，内衬为耐火砖，上方设有出烟口，下方设有引火口。
作为本发明进一步的方案：步骤二中氧化锆球的直径为5cm。
作为本发明进一步的方案：步骤三中钢球的直径为0.8公分。
作为本发明进一步的方案：步骤四中不锈钢原料罐为圆柱体不锈钢原料罐。
作为本发明进一步的方案：步骤五中烘干温度97℃。
作为本发明进一步的方案：步骤六中不锈钢分散机采用40B型不锈钢分散机，纳米气流粉碎机采用HN-600型纳米气流粉碎机；纸桶的内衬为8丝聚丙烯塑料袋。
作为本发明进一步的方案：当纳米植物炭黑在食品化妆品中使用时还包括杀菌消毒步骤，且采用8K钴60辐照杀菌。
根据上述制备方法制得的纳米植物炭黑。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明是以植物为原料经高温炭化、超细研磨、烘干、气流粉碎精制而成，制备过程操作简单、成本低、产量高，制得的纳米植物炭黑中苯并芘的含量大幅度降低，使其能用于食品添加剂，也可用于化妆品、手工皂、牙膏牙刷、纺织纤维等。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种纳米植物炭黑的制备方法，由以下步骤组成：
一、精选竹子为原料，截成0.8米长的木段立放在圆柱形炭化窑内，炭化窑直径3.6米，高2.5米，内衬耐火砖，上有出烟口，下有引火口，可放10吨植物木段。从下面引火口引燃木段后封口让其自燃炭化，炭化温度最高达1300℃，连续炭化26天出窑，制得炭化好的炭块；每窑可出炭1吨。
二、粗粉：把已炭化好的炭块加入2.5L球磨机中，同时加入直径4cm的氧化锆球1.6吨，研磨2.2小时出料，粗粉成0.8mm的炭粒。
三、细粉：把粗粉后0.8mm的炭粒加入2.5L球磨机中，同时加入1.1吨直径0.7公分的钢球研磨1.8小时出料，细粉成平均粒径10μm的炭粉。
四、超细研磨：把1000公斤10μm炭粉加入圆柱体不锈钢原料罐中，同时加水1857公斤配成固含量35%的炭浆，充分搅拌30分钟，将其用隔膜泵连续打入1000升纳米研磨机内，循环研磨22小时出料到储料罐中，制得纳米植物炭浆。
五、烘干：把储料罐的纳米植物炭浆用隔膜泵打入不锈钢烘干机烘干盘内，烘干温度95℃，烘干时间48小时，每12小时把烘干盘内的炭块翻动一次，然后出料到聚丙烯塑料桶内防潮。
六、气流粉碎：把烘干后的炭块先用40B型不锈钢分散机打散，再用HN-600型纳米气流粉碎机粉碎解聚，从旋风分离器下料口和脉冲除尘器下料口得到纳米植物炭黑，每纸桶15公斤包装，内衬8丝聚丙烯塑料袋。
七、杀菌消毒：只有当纳米植物炭黑用在食品化妆品中时采用8K钴60辐照杀菌，用在其他工业方面不需杀菌，直接包装入库。
实施例2
本发明实施例中，一种纳米植物炭黑的制备方法，由以下步骤组成：
一、精选果木为原料，截成1.2米长的木段立放在圆柱形炭化窑内，炭化窑直径3.6米，高2.5米，内衬耐火砖，上有出烟口，下有引火口，可放10吨植物木段。从下面引火口引燃木段后封口让其自燃炭化，炭化温度最高达1300℃，连续炭化26天出窑，制得炭化好的炭块；每窑可出炭1吨。
二、粗粉：把已炭化好的炭块加入2.5L球磨机中，同时加入直径6cm的氧化锆球2.0吨，研磨2.8小时出料，粗粉成1.2mm的炭粒。
三、细粉：把粗粉后1.2mm的炭粒加入2.5L球磨机中，同时加入1.3吨直径0.9公分的钢球研磨2.5小时出料，细粉成平均粒径10μm的炭粉。
四、超细研磨：把1000公斤10μm炭粉加入圆柱体不锈钢原料罐中，同时加水1941公斤配成固含量34%的炭浆，充分搅拌30分钟，将其用隔膜泵连续打入1000升纳米研磨机内，循环研磨26小时出料到储料罐中，制得纳米植物炭浆。
五、烘干：把储料罐的纳米植物炭浆用隔膜泵打入不锈钢烘干机烘干盘内，烘干温度98℃，烘干时间48小时，每12小时把烘干盘内的炭块翻动一次，然后出料到聚丙烯塑料桶内防潮。
六、气流粉碎：把烘干后的炭块先用40B型不锈钢分散机打散，再用HN-600型纳米气流粉碎机粉碎解聚，从旋风分离器下料口和脉冲除尘器下料口得到纳米植物炭黑，每纸桶15公斤包装，内衬8丝聚丙烯塑料袋。
七、杀菌消毒：只有当纳米植物炭黑用在食品化妆品中时采用8K钴60辐照杀菌，用在其他工业方面不需杀菌，直接包装入库。
实施例3
本发明实施例中，一种纳米植物炭黑的制备方法，由以下步骤组成：
一、精选间伐材为原料，截成1米长的木段立放在圆柱形炭化窑内，炭化窑直径3.6米，高2.5米，内衬耐火砖，上有出烟口，下有引火口，可放10吨植物木段。从下面引火口引燃木段后封口让其自燃炭化，炭化温度最高达1300℃，连续炭化26天出窑，制得炭化好的炭块。
二、粗粉：把已炭化好的炭块加入2.5L球磨机中，同时加入直径5cm的氧化锆球1.8吨，研磨2.5小时出料，粗粉成1mm的炭粒。
三、细粉：把粗粉后1mm的炭粒加入2.5L球磨机中，同时加入1.2吨直径0.8公分的钢球研磨2小时出料，细粉成平均粒径10μm的炭粉。
四、超细研磨：把1000公斤10μm炭粉加入圆柱体不锈钢原料罐中，同时加水1778公斤配成固含量36%的炭浆，充分搅拌30分钟，将其用隔膜泵连续打入1000升纳米研磨机内，循环研磨24小时出料到储料罐中，制得纳米植物炭浆。
五、烘干：把储料罐的纳米植物炭浆用隔膜泵打入不锈钢烘干机烘干盘内，烘干温度97℃，烘干时间48小时，每12小时把烘干盘内的炭块翻动一次，然后出料到聚丙烯塑料桶内防潮。
六、气流粉碎：把烘干后的炭块先用40B型不锈钢分散机打散，再用HN-600型纳米气流粉碎机粉碎解聚，从旋风分离器下料口和脉冲除尘器下料口得到纳米植物炭黑，每纸桶15公斤包装，内衬8丝聚丙烯塑料袋。
七、杀菌消毒：只有当纳米植物炭黑用在食品化妆品中时采用8K钴60辐照杀菌，用在其他工业方面不需杀菌，直接包装入库。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。