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生的經濟效益近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。這一項目已經獲得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過程中， 采用活性炭脫除有色雜質， 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過程，每年會產生大量的廢活性炭，迫切需要尋找一種更經濟環(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。該技術不僅能夠將活性炭中的有機物進行純化并捕集，還能夠脫除色素等雜質，提高了活性炭的再生率，實現(xiàn)了連續(xù)化工業(yè)生產。
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通過對負載在廢活性炭上多組分物質的有效分離， 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的生產裝置已平穩(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驗。”