利用生物蛋白酶清除甲醛的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種由于裝飾裝修而導(dǎo)致的室內(nèi)甲醛污染治理的方法。一種生物蛋白酶法清除甲醛方法，主要采用玉米蛋白，蛋白激化酶、水解酶、氧化酶、茶多酚、三乙醇胺、表面活性劑等。生產(chǎn)一種用于治理室內(nèi)裝修污染的甲醛清除劑，清除吸附、分解裝飾裝修材料中的甲醛或室內(nèi)空氣中的甲醛。
【專利說(shuō)明】
利用生物蛋白酶清除甲醛的方法
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001 ]本發(fā)明涉及一種由于裝飾裝修而導(dǎo)致的室內(nèi)甲醛污染治理的方法。
【背景技術(shù)】
:
[0002]丨、甲醛的危害、來(lái)源:
[0003]近年來(lái)，隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)室內(nèi)裝修標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來(lái)越高，家居裝飾日趨現(xiàn)代化，但由于材料和裝修而導(dǎo)致的室內(nèi)空氣化學(xué)物質(zhì)污染問(wèn)題隨之而來(lái)。這些化學(xué)物嚴(yán)重影響了居民身體健康，已引起世界各國(guó)和國(guó)內(nèi)有關(guān)部門的高度重視。在眾多污染源中，甲醛以量大、毒性強(qiáng)、吸收強(qiáng)、范圍廣，列為了頭號(hào)污染物。
[0004]甲醛是一種具有較大毒性的揮發(fā)性有機(jī)物。(化學(xué)分子式HCHO，分子量:30.03，是一種無(wú)色，有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體。易溶于水、醇醚。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。其40%的水溶液稱為福爾馬林，此溶液沸點(diǎn)為19°C。故在室溫時(shí)極易揮發(fā)，隨著溫度的上升揮發(fā)速度加快。
[0005]甲醛為較高毒性的物質(zhì)，已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強(qiáng)致突變物之一。研究表明:甲醛具有強(qiáng)烈的致癌和促癌作用。大量文獻(xiàn)記載，甲醛對(duì)人體健康的影響主要表現(xiàn)在嗅覺(jué)異常、刺激、過(guò)敏、肺功能異常、肝功能異常和免疫功能異常等方面。其濃度在每立方米空氣中達(dá)到0.06-0.07mg/m3時(shí)，兒童就會(huì)發(fā)生輕微氣喘。當(dāng)室內(nèi)空氣中甲醛含量為0.1mg/m3時(shí)，就有異味和不適感;達(dá)到0.5mg/m3時(shí)，可刺激眼睛，引起流淚；達(dá)到0.6mg/m3，可引起咽喉不適或疼痛。濃度更高時(shí)，可引起惡心嘔吐，咳嗽胸悶，氣喘甚至肺水腫;達(dá)到30mg/m3時(shí)，會(huì)立即致人死亡。長(zhǎng)期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、結(jié)腸癌、腦瘤、月經(jīng)紊亂、細(xì)胞核的基因突變，DNA單鏈內(nèi)交連和DNA與蛋白質(zhì)交連及抑ffjijDNA損傷的修復(fù)、妊娠綜合癥、引起新生兒染色體異常、白血病，引起青少年記憶力和智力下降。在所有接觸者中，兒童和孕婦對(duì)甲醛尤為敏感，危害也就更大，是因?yàn)檠b修和家具的污染所致，其釋放期長(zhǎng)達(dá)3-15年，遇熱遇潮就會(huì)從材料深層揮發(fā)出來(lái)，嚴(yán)重污染環(huán)境，已成為難以解決的世界性難題。
[0006]調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，造成室內(nèi)甲醛污染的主要途徑是家居使用的大量裝飾材料和家具等，主要包括室內(nèi)裝飾用膠合板、細(xì)木工板、刨花板等人造板材。由于目前生產(chǎn)裝飾板所使用的膠粘劑多以脲醛樹脂為主，因此板材中殘留的甲醛組分會(huì)逐漸向空氣中釋放，成為室內(nèi)氣體中甲醛氣體污染的主要來(lái)源，而釋放出的甲醛氣體也會(huì)逐漸在墻壁、地板、甚至兒童玩具中積聚，對(duì)人體尤其是青少年造成較大危害。此外，其他各類裝飾材料如墻布、墻紙、化纖地毯、油漆和涂料等也含有甲醛成分從而造成室內(nèi)甲醛氣體含量增多。而人造地板、家具如使用了不合格的板材或是粘接材料使用了劣質(zhì)膠水也會(huì)產(chǎn)生大量的甲醛排放。特別要說(shuō)明的是，甲醛還來(lái)自化妝品、清潔劑、殺蟲劑、消毒劑、防腐劑、印刷、油墨、紙張等，甚至某些衣物中也含有大量的甲醛。
[0007]上述分析表明:甲醛在室內(nèi)的污染具有多途徑、隱蔽性、積聚性等特點(diǎn)。其散發(fā)途徑包括了建材、裝飾材料以及日常用品等，同時(shí)由于甲醛的緩慢釋放特性往不易被人察覺(jué)，而其本身又不會(huì)很快分解，這就使得甲醛的危害程度較其他污染物質(zhì)更為嚴(yán)重。所以發(fā)明一種能高效徹底清除甲醛的藥劑非常重要！
[0008]2、現(xiàn)有技術(shù):
[0009]目前甲醛消除劑(甲醛捕捉劑)基本可分為4類:
[0010]第一類是封閉劑，如申請(qǐng)?zhí)枮?1138098.5發(fā)明的甲醛封閉吸除劑及其制備方法和使用方法，主要是由幾丁聚糖、乙酸和水所組成，形成透明的薄膜封閉甲醛。
[0011]第二類是能氧化甲醛的氧化劑，如申請(qǐng)?zhí)枮?00510090754.1發(fā)明的甲醛清除劑是以碳酸氫鈉、過(guò)氧化氫及水組成的混合溶液，通過(guò)氧化游離甲醛分子起到消除甲醛污染的作用；
[0012]第三類是氨的衍生物，如申請(qǐng)?zhí)枮?2100765.9發(fā)明的利用氨的衍生物為原料，與尿素在中性條件下進(jìn)行反應(yīng)制造甲醛捕捉清除甲醛。
[0013]第四類是氨基酸類，如申請(qǐng)?zhí)枮?00610017363.1發(fā)明的一種氨基酸型甲醛清除劑及其制備方法，通過(guò)氨基酸和甲醛反應(yīng)生成羥甲基氨基酸清除甲醛。
[0014]從原理上來(lái)說(shuō)，封閉劑阻斷了甲醛釋放的源頭，應(yīng)該能夠徹底消除甲醛的污染途徑，是一種比較好做法，但是，在實(shí)際使用過(guò)程中，由于家具在日常生活中不可避免地被磨損，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后當(dāng)初涂抹的封閉劑就會(huì)失去原有的作用。而使用甲醛消除劑、捕捉劑等方法存在著消除效果的問(wèn)題，雖然在一定程度上能夠減少污染，但由于室內(nèi)環(huán)境的污染受污染程度、溫度、空氣流通度等諸多因素的影響，消除反應(yīng)往往難以進(jìn)行徹底，因此也很難達(dá)到理想的消除甲醛的效果。這里還應(yīng)當(dāng)特別提醒消費(fèi)者注意的是有些甲醛消除劑本身質(zhì)量低劣，不僅消除效果不明顯，甚至起不到消除甲醛的作用，相反還有可能造成室內(nèi)空氣的二次污染。氨基酸類甲醛清除劑主要是利用氨基酸和甲醛反應(yīng)生成高分子化合物，但其存在反應(yīng)不充分、甲醛清除率低的弊端！
[0015]3、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明以玉米蛋白為主要原料，采用生物酶催化、氧化、水解技術(shù)，并添加復(fù)合酶制劑經(jīng)特殊工藝制成一種透明、無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的玉米蛋白甲醛清除劑。使用時(shí)，采用強(qiáng)效滲透配方，使其直達(dá)材料深層，利用滲透中和反應(yīng)原理，與材料中的甲醛進(jìn)行反應(yīng)，徹底根除甲醛，反應(yīng)后生成一種無(wú)色無(wú)毒、不分解的物質(zhì)，不會(huì)造成二次污染。噴刷20分鐘后就可見效，24后小時(shí)效果更好，對(duì)甲醛的清除率高達(dá)90%以上。
[0017]因此，使用本發(fā)明玉米蛋白甲醛清除劑，既可以有效降解對(duì)人體有害的有機(jī)物(甲醛、苯等)，又可以起到抑菌的作用，也不會(huì)造成二次污染。所以，該產(chǎn)品可以有效祛除新居因裝飾產(chǎn)生的苯、甲醛等有害氣體和臭味，很好地解決了室內(nèi)空氣污染問(wèn)題。同時(shí)也可用于清潔醫(yī)院、賓館、飯店、學(xué)校等公共場(chǎng)所。
[0018]由于生物產(chǎn)品具有純綠色環(huán)保、適應(yīng)范圍廣泛、治理成本低、使用簡(jiǎn)便且無(wú)二次污染等特點(diǎn)。目前，已應(yīng)用到世界各地及各行各業(yè)。在中國(guó)，也將為治理環(huán)境污染貢獻(xiàn)一份力量。
[0019]發(fā)明公開:
[0020]本發(fā)明以玉米蛋白為主要原料，采用生物酶催化、氧化、水解技術(shù)，并添加復(fù)合酶制劑經(jīng)特殊工藝制成一種透明、無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的玉米蛋白甲醛清除劑。
[0021]早些年很多生產(chǎn)人造板的生產(chǎn)企業(yè)發(fā)現(xiàn)，在脲醛樹脂中添加10%?30%的玉米蛋白粉，生產(chǎn)出的人造板甲醛釋放量可以降低30%以上甚至更高，利用這一現(xiàn)象，我們利用生物酶法，科學(xué)合理的復(fù)添加復(fù)合化學(xué)助劑、穩(wěn)定劑，研制出一種新型玉米蛋白甲醛清除劑。
[0022]本發(fā)明玉米蛋白甲醛清除劑，吸收甲醛的原理主要依靠生物酶活性，主動(dòng)吸附、吸收、捕捉甲醛，然后和甲醛反應(yīng)。
[0023]眾所周知，氨基酸通式是H2N-CH(R)-C00H，R連接在中心碳原子上，甲醛是HCH0，反應(yīng)通式為:HCH0+H2N-CH( R) -COOH=H20+H2C = N_CH( R) -COOH.
[0024]甲醛和氨基酸反應(yīng)生成水和凝膠類蛋白(羧基分子團(tuán))
[0025]由于本發(fā)明生物蛋白甲醛清除劑是復(fù)合制劑，不但含有氨基酸，還含有生物活性酶、增效酶、吸附酶，其反應(yīng)和生成物很復(fù)雜，上面的方程式只是主體反應(yīng)，不包括生物酶的激活吸附反應(yīng)，因?yàn)樯锩傅募せ钗蘸茈y用方程式表示！
【具體實(shí)施方式】
:
[0026]本發(fā)明采用原材料:玉米蛋白、酸性蛋白酶，由As3.350產(chǎn)生，酶活11520u/g，水解酶(水解助劑，Ph值調(diào)節(jié)劑)檸檬酸、茶多酚、三乙醇胺(Ph值調(diào)節(jié)劑，表面活性劑、增效劑)
[0027]具體實(shí)施例
[0028]第一步:玉米蛋白-水解酶-調(diào)pH-加酶水解-滅酶-過(guò)濾-冷卻
[0029]第二步:氧化-活性碳脫色-過(guò)濾-冷卻-結(jié)晶-脫水分離-甩干-烘干
[0030]第三步:二次溶解-加活性酶-檸檬酸-茶多酚、食用乙醇、薄荷油或桉葉油-三乙醇胺-過(guò)濾-檢測(cè)合格-包裝
[0031]具體工藝:
[0032]1、投料。玉米蛋白100公斤，純凈水400公斤，加水解酶3.5公斤，調(diào)Ph值=3.0，加熱升溫至90°C，酸水解3.5h。
[0033]2、酶解。降溫至50°C，按加酶量為4000u/g，加入酸性蛋白酶，在50°C酶解3h。
[0034]3、氧化。在酶解3h后，測(cè)定酶解度，如達(dá)到要求，則按玉米分離蛋白、量質(zhì)量分的2 %加入次氯酸鈉(含量10 % )，進(jìn)行氧化，注意適當(dāng)降溫至75°C左右，時(shí)間大約4h。
[0035]4、活性碳脫色。至氧化液變?yōu)榍灏咨螅纯偭康?.12-0.2%，加入活性進(jìn)行碳脫色，溫度可升溫至保持95°C以上，大約1.5h-2.5h。
[0036]5、過(guò)濾。使用板框壓濾機(jī)，在溫度保持90°C以上的情況下進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾出的澄清溶液即為氧化好的水解玉米蛋白溶液，立即冷卻，結(jié)晶。
[0037]6、結(jié)晶后的飽和溶液回母液池回收重復(fù)利用，結(jié)晶物過(guò)濾后甩干進(jìn)干燥塔干燥(至此生產(chǎn)的氧化好的水解玉米蛋白，水分控制在1%以內(nèi)，在進(jìn)行Ph值調(diào)節(jié)后可直接用于生產(chǎn)人造板用甲醛捕捉劑)。
[0038]7.用以上生產(chǎn)的含量大約98%以上的氧化好的水解玉米蛋白200公斤，加入純凈水53.5-56.5公斤，檸檬酸I公斤，酸性蛋白酶1.5_3公斤，茶多酚0.2公斤、薄荷油或桉葉油
0.05公斤用1.75公斤食用乙醇溶解后加入，充分?jǐn)嚢枞芙狻?br>[0039]8.用三乙醇胺調(diào)ph值=7.0，然后過(guò)濾，檢測(cè)合格后包裝即可！
[0040]本發(fā)明玉米蛋白甲醛清除劑采用QB/T2761-2006《室內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品凈化效果測(cè)定方法》檢測(cè)空氣樣品中甲醛的濃度，清除甲醛實(shí)驗(yàn)。
[0041 ] QB/T2761-2006甲醛清除劑去除有害氣體試驗(yàn)方法:
[0042]實(shí)驗(yàn)條件:
[0043]試驗(yàn)溫度:(23.0±3)。(:，濕度:(50.0±5)%冊(cè);
[0044]模擬實(shí)驗(yàn)室:1.5m3空氣試驗(yàn)艙；
[0045]1.2、去除試驗(yàn)方案:
[0046]1.2.1、在氣候箱中，將分析純的甲醛溶液2.0ml放在表面皿中，揮發(fā)24小時(shí)進(jìn)行采樣記為初始濃度。
[0047]1.2.2、將300g甲醛清除劑均勻的噴在三張Im2的基紙上，晾干后懸掛在試驗(yàn)艙的中央位置，經(jīng)過(guò)24小時(shí)再采集試驗(yàn)艙內(nèi)空氣樣品，記為24小時(shí)濃度。
[0048]1.2.3、對(duì)采集的樣品依據(jù)QB/T2761-2006《室內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品凈化效果測(cè)定方法》檢測(cè)空氣樣品中甲醛的濃度。根據(jù)樣品中檢測(cè)出的濃度，計(jì)算出甲醛清除劑對(duì)甲醛的去除效率。
[0049]1.3、試驗(yàn)說(shuō)明:
[0050]依據(jù)QB/T2761-2006《室內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品凈化效果測(cè)定方法》要求，其所檢項(xiàng)目的有害物質(zhì)限量值為:甲醛濃度<0.10mg/m3。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的初始濃度為標(biāo)準(zhǔn)要求限量的10倍左右。
[0051 ] 1.4去除效率計(jì)算:
[0052]去除效率=X 100%
[0053]本發(fā)明玉米蛋白甲醛清除劑經(jīng)國(guó)家環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)室的以上方法檢驗(yàn)，本發(fā)明玉米蛋白甲醛清除劑對(duì)空氣中甲醛清除效率達(dá)到91 %。(檢驗(yàn)報(bào)告編號(hào):GHB2013HZ00459)據(jù)本實(shí)驗(yàn)室工作人員介紹，至今為止，以此實(shí)驗(yàn)方法清除甲醛很少發(fā)現(xiàn)達(dá)到這一水平甲醛清除的產(chǎn)品。
[0054]本發(fā)明玉米蛋白甲醛清除劑經(jīng)國(guó)家安監(jiān)總局危險(xiǎn)化學(xué)品鑒定中心鑒定，玉米蛋白甲醛清除劑不屬于危險(xiǎn)化學(xué)品(檢驗(yàn)報(bào)告編號(hào):2013090308-C查詢編碼3ME3L3E3P-1)
[0055]本發(fā)明玉米蛋白甲醛清除劑經(jīng)中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院，國(guó)家疾病預(yù)防控制中心毒理所進(jìn)行小白鼠Ld50檢測(cè)，結(jié)果為實(shí)際無(wú)毒級(jí)。(檢驗(yàn)報(bào)告編號(hào):)
[0056]本發(fā)明玉米蛋白甲醛清除劑應(yīng)用在人造板生產(chǎn)企業(yè)河北廊坊東升木業(yè)有限公司多層板生產(chǎn)車間，生產(chǎn)的多層板甲醛釋放量由原來(lái)的4.6mg//L降低至0.2mg/L，刨花板由原來(lái)的27.6mg/100g降低至3.8mg/100g，完全達(dá)日本?★★★★(彡0.3mg/L)無(wú)醛級(jí)人造板甲醛釋放量標(biāo)準(zhǔn)，且人造板的膠合強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度、防水性等有不同程度的提高，生產(chǎn)車間幾乎無(wú)刺鼻甲醛氣味散發(fā)，受到企業(yè)和車間操作工人的一致認(rèn)同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.第一步:玉米蛋白-蛋白激化酶-水解酶(調(diào)pH，加酶水解)-滅酶-過(guò)濾-冷卻。2.第二步:氧化-活性碳脫色-過(guò)濾-冷卻-結(jié)晶-脫水分離-甩干-烘干。3.第三步:二次溶解-加活性酶-檸檬酸-茶多酚、食用乙醇、薄荷油或桉葉油-三乙醇胺-過(guò)濾-檢測(cè)合格-包裝。 具體工藝: a、投料。玉米蛋白100公斤，蛋白激化酶3.6公斤，純凈水400公斤，加水解酶3.5公斤，調(diào)Ph值= 3.0，加熱升溫至90 0C，酸水解3.5h。 b、酶解。降溫至500C，按加水解酶量為4000u/g，加入酸性蛋白酶，在50°C酶解3h。 c、氧化。在酶解3h后，測(cè)定酶解度，如達(dá)到要求，則按玉米蛋白量質(zhì)量分的2%加入次氯酸鈉(含量10 % )，進(jìn)行氧化，注意適當(dāng)降溫至75°C左右，時(shí)間大約4h。 d、活性碳脫色。至氧化液變?yōu)榍灏咨?，按總量?.12-0.2%，加入活性進(jìn)行脫色，溫度可升溫至保持95°C以上，大約1.5h-2.5h。 e、過(guò)濾。使用板框壓濾機(jī)，在溫度保持90°C以上的情況下進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾出的澄清溶液即為玉米蛋白甲醛清除劑溶液，立即冷卻，結(jié)晶。 f、結(jié)晶后的飽和溶液回母液池回收重復(fù)利用，結(jié)晶物過(guò)濾后甩干進(jìn)干燥塔干燥(至此生產(chǎn)的固體甲醛清除劑，水分控制在1%以內(nèi)，在進(jìn)行Ph值調(diào)節(jié)后可直接用于生產(chǎn)人造板用甲醛捕捉劑)。 g、用以上生產(chǎn)的含量大約98%以上玉米蛋白甲醛清除劑20公斤，加入純凈水53.5-.56.5公斤，梓檬酸I公斤，酸性蛋白酶1.5-3公斤，茶多酸0.2公斤、薄荷油或桉葉油0.05公斤用1.75公斤食用乙醇溶解后加入，充分?jǐn)嚢枞芙狻? h、用三乙醇胺調(diào)ph值=7.0，然后過(guò)濾，檢測(cè)合格后包裝即可。
【文檔編號(hào)】B01D53/84GK105964133SQ201610421388
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】張園
【申請(qǐng)人】張園