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一种有机环保除锈剂及其制备方法和用途.pdf

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一种 有机 环保 除锈 及其 制备 方法 用途
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摘要
申请专利号:

CN201910104907

申请日:

20190201

公开号:

CN109536977A

公开日:

20190329

当前法律?#21050;?/td>

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: C23G1/24;C12P1/02;C12R1/685 主分类号: C23G1/24;C12P1/02;C12R1/685
申请人: 厦门理工学院
发明人: 龙绛雪;江佳丽;程慧艳;代智能;吴义诚;程前
地址: 361000 福建省厦门市集美区后溪镇理工路600号
优先权:
专利代理机构: 35218 代理人: 刘小勤
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法律?#21050;?/div>
申请(专利)号:

CN201910104907

授权公告号:

法律?#21050;?#20844;告日:

20190423

法律?#21050;?#31867;型:

实质审查的生效

摘要

本发明涉及一种有机环保除锈剂及其制备方法和用途,所述有机环保除锈剂是以热带水果壳/皮为原料,在黑曲霉作用下经发酵得到。其制备方法包括:步骤1:制备发酵培养基;步骤2:向发酵培养基中加入事先配好的黑曲霉孢?#26377;?#28082;,置于30℃?35℃条件下进行摇瓶发酵,摇床的转速为130?150r/min,发酵周期为4?5天;步骤3:对发酵产物进行过滤,取滤液加水稀释1?3倍,即得所述的有机环保除锈剂。本发明所述的有机环保除锈剂利用热带水果废弃物进行发酵处理,工艺简洁,成?#38236;停?#20316;为除锈剂使用安全环保。

权利要求书

1.一种有机环保除锈剂,是以热带水果壳/皮为原料,在黑曲霉作用下经发酵得到。 2.根据权利要求1所述的有机环保除锈剂,其特征在于:所述热带水果为百香果、山竹、火龙果或菠萝中至少一种。 3.根据权利要求1所述的有机环保除锈剂,其特征在于:所述发酵的培养基按照重量百分比由以下组分组成: 热带水果壳/皮15-30%,糖源5-15%,氮源1-3%,甲醇1-2%,水为余量。 4.根据权利要求1或3所述的有机环保除锈剂,其特征在于:所述发酵的条件为:温度30℃-35℃,摇床的转速为130-150r/min,发酵初始pH=5.0-5.5,发酵周期为4-5天。 5.权利要求1-4中任一项所述的有机环保除锈剂的制备方法,包括以下步骤: 步骤1:按照重量百分比计,将破碎的热带水果壳/皮15-30%,糖源5-15%,氮源1-3%,甲醇1-2%,水为余量混合,制成发酵培养基; 步骤2:向步骤1制备的发酵培养基中加入事先配好的黑曲霉孢?#26377;?#28082;,置于30℃-35℃条件下进行摇瓶发酵,摇床的转速为130-150r/min,发酵周期为4-5天; 步骤3:取步骤2获得的发酵产物进行过滤,取滤液加水稀释1-3倍,即得所述的有机环保除锈剂。 6.根据权利要求5所述的有机环保除锈剂的制备方法,其特征在于:所述热带水果为百香果、山竹、火龙果或菠萝中至少一种,所述糖源为蔗糖、葡萄糖或麦芽糖,所述氮源为尿素、硫酸铵、蛋白胨或黄豆粉。 7.根据权利要求5所述的有机环保除锈剂的制备方法,其特征在于:所述步骤2中黑曲霉孢?#26377;号?#21046;过程如下:取黑曲霉冷冻干燥粉进行活化,加入0.3-0.4ml PDA培养基振荡制成菌体悬浮液,将其移植到琼脂斜面培养基上进行培养,之后将长满成熟孢子的斜面培养基用无菌生理盐水和灭过菌的棉球?#26009;矗?#25910;集洗液即为黑曲霉孢?#26377;?#28082;,浓度为107个细胞/ml。 8.根据权利要求5所述的有机环保除锈剂的制备方法,其特征在于:所述步骤2中黑曲霉孢?#26377;?#28082;的体积加量:发酵培养基的体积=1:50; 任选的,所述步骤2中发酵的初始pH值5.0-5.5。 9.权利要求1-4中任一项所述的有机环保除锈剂的用途,用于去除金属表面的锈渍。 10.根据权利要求9所述的有机环保除锈剂的用途,其特征在于:25-35℃下将金属浸没在所述有机环保除锈剂中0.5-1.5h,或者低于25℃将金属浸没在所述有机环保除锈剂中1.5-2.5h,完成除锈处理。

说明书


一种有机环保除锈剂及其制备方法和用途
技术领域


本发明涉及资源再生利用技术,尤其是一种有机环保除锈剂及其制备方法和用
途。


背景技术


除锈剂广泛用于机械设备、车辆、船舶、军械、五金工具、建筑模板、金属零配件等
钢材的除锈,通常的无机除锈剂使用过程中易产生酸雾和大量的固体、液体废物,形成对环
境的二次污染,而有机除锈剂可以有效地进行生物?#21040;猓?#23545;人体的刺激也更小,目前成为研
究的热点。


现有技术中的有机除锈剂沿用无机除锈剂的制备思路,通常是将多种有机组分进
行复配,调整配方以求获得较好的除锈效果,这也是当下有机除锈剂生产成本居高不下的
主要原因。例如发明专利申请CN102443814A公开了一种海洋生物抗菌除锈剂,按重量百分
比为:乙二?#23478;?#37274;5.0-6.0、45%氢氧化钾60.0-70.0、二乙?#21450;?2.0-14.0、咪唑啉衍生物
2.0-4.0、海洋生物活素1.0-2.0、生物蛋白溶解酶0.5-1.0、净化水至100。由于采用了多种
有机物及生物活性物质,该除锈剂生产成本高,不具有广泛用于金属行业除锈的推广意义,
而?#20063;?#29992;乙二?#23478;頤选?#21674;唑啉衍生物等组分,对环境不利,?#29615;下?#33394;环保要求。


发明内容


本发明的目的是为了克服现有的有机除锈生产成本高、组分不环保,提供一种有
机环保除锈剂及其制备方法和用途。本发明中有机环保除锈剂是以热带水果壳/皮为原料,
在黑曲霉作用下经发酵得到,其主要原料为废弃的热带水果壳/皮,不仅?#26723;?#20102;80%-90%
的生产成本,而且解决了果壳/皮弃置腐烂引发的环境污染问题,将废弃资源进行再生利
用,符合环保、绿色的新主张。


具体方案如下:


一种有机环保除锈剂,是以热带水果壳/皮为原料,在黑曲霉作用下经发酵得到。


进一步的,所述热带水果为百香果、山竹、火龙果或菠萝中至少一种。


进一步的,所述发酵的培养基按照重量百分比由以下组分组成:


热带水果壳/皮15-30%,糖源5-15%,氮源1-3%,甲醇1-2%,水为余量。


进一步的,所述发酵的条件为:温度30℃-35℃,摇床的转速为130-150r/min,发酵
初始pH=5.0-5.5,发酵周期为4-5天。


本发明?#22266;?#20379;所述的有机环保除锈剂的制备方法,包括以下步骤:


步骤1:按照重量百分比计,将破碎的热带水果壳/皮15-30%,糖源5-15%,氮源1-
3%,甲醇1-2%,水为余量混合,制成发酵培养基;


步骤2:向步骤1制备的发酵培养基中加入事先配好的黑曲霉孢?#26377;?#28082;,置于30℃-
35℃条件下进行摇瓶发酵,摇床的转速为130-150r/min,发酵周期为4-5天;


步骤3:取步骤2获得的发酵产物进行过滤,取滤液加水稀释1-3倍,即得所述的有
机环保除锈剂。


进一步的,所述热带水果为百香果、山竹、火龙果或菠萝中至少一种,所述糖源为
蔗糖、葡萄糖或麦芽糖,所述氮源为尿素、硫酸铵、蛋白胨或黄豆粉。


进一步的,所述步骤2中黑曲霉孢?#26377;号?#21046;过程如下:取黑曲霉冷冻干燥粉进行
活化,加入0.3-0.4ml PDA培养基振荡制成菌体悬浮液,将其移植到琼脂斜面培养基上进行
培养,之后将长满成熟孢子的斜面培养基用无菌生理盐水和灭过菌的棉球?#26009;矗?#25910;集洗液
即为黑曲霉孢?#26377;?#28082;,浓度为10
7个细胞/ml。


进一步的,所述步骤2中黑曲霉孢?#26377;?#28082;的体积加量:发酵培养基的体积=1:50;


任选的,所述步骤2中发酵的初始pH值5.0-5.5。


本发明还保护所述的有机环保除锈剂的用途,用于去除金属表面的锈渍。


进一步的,25-35℃下将金属浸没在所述有机环保除锈剂中0.5-1.5h,或者低于25
℃将金属浸没在所述有机环保除锈剂中1.5-2.5h,完成除锈处理。


有益效果:


本发明以热带水果壳/皮代替粮食作物如玉米淀粉作为发酵原料,价格低廉,发酵
产物除锈效果较显著,体?#32440;?#33021;减排。发酵过滤得到的滤渣经过干燥后,蛋白含量很高,可
用于饲料生产,更加体?#33267;?#36164;源的循环利用,促进当地经济产业的可?#20013;?#21457;展。所述有机环
保除锈剂的整个生产过程和使用过程不涉及有毒、有害物质,是全流程的绿色环保方?#28014;?br>

?#37237;?#35828;明


为了更清楚地说明本发明的技术方?#31119;?#19979;面将对?#37237;?#20316;简单的介绍,显而易见地,
下面描述中的?#37237;?#20165;仅涉及本发明的一些实施例,而非对本发明的限制。


图1是本发明一个实施例1提供的发酵过程pH变化曲线。


具体实施方式


下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施
方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。实
施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品
说明书进?#23567;?#25152;用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。在下
面的实施例中,如未明确说明,“%?#26412;?#25351;重量百分?#21462;?br>

以下使用的测试方法包括:


除锈效果测试方法:


将生锈铁片编号称重,分别放入100mL除锈液体中,每种浓度放2片,浸泡处理0.5-
3h。每隔0.5h测量一次铁片的质量,根据重量的减轻和表观评价除锈效果。具体操作为将铁
片捞出,空气中静置20s,沥干液体后用电子天平测定并记录,观察除锈的表观效果(拍照)。
最后用蒸馏水漂洗,吸水纸吸干水分,暴露空气中,观察返锈情况。同时测定除锈过程中pH
值的变化。


以下使用的主要试剂包括:


黑曲霉Co-827,购于广东微生物菌种保藏中心。


斜面培养基、平板培养基、液体培养基种子培养基均为PDA培养基的配方(土豆
200g,葡萄糖20g,琼脂20g,纯净水1000mL,pH值是不调,灭菌20min)。


实施例1


将百香果果壳切成1cm大小块体后用搅碎机搅碎,备用。另取百香果全果进行破
碎,作为对照。按照以下重量百分比称取各原料:百香果20重量%,蔗糖5重量%,尿素1重
量%,甲醇1重量%,余量为水,总计100%,混合配成发酵培养基。


液体种子:将冰箱保存的黑曲霉冷冻干燥粉活化、浸过75%酒精的脱脂棉擦净安
?#31216;俊?#29992;火焰将安?#31216;?#21475;加热灭菌。用镊子将铝封口撕开。用无菌吸管,吸取0.3-0.4ml适宜
的液体培养基(PDA培养基),滴入安瓿管内,轻轻振荡,使冻干菌体溶解?#24066;?#28014;状,制成菌体
悬浮液。取约0.2ml菌体悬浮液注入指定的液体培养基内(3-4ml),然后在30-35℃的温度下
培养。


斜面活化:取约0.2ml菌体悬浮液,移植于指定的琼脂斜面培养基上。接完种后,先
保留1管于冰箱冷藏室备用。另一管的孢子液做3-4个平板接种,培养2天后有菌丝后放冰箱
保存备用。做3-4瓶液体培养基,将孢子进行液体培养。


黑曲霉孢?#26377;号?#21046;:取出活化的菌种,转管,在长满成熟孢子的斜面培养基用无
菌生理盐水和灭过菌的棉球洗,洗液倒入到装有玻璃瓶的无菌三角瓶中,配成10
7个/ml备
用。


向1制备的发酵培养基中加入配好的黑曲霉孢?#26377;?#28082;,每100ml发酵培养基中加入
2ml黑曲霉孢?#26377;?#28082;,置于30℃-35℃条件下进行摇瓶发酵,摇床的转速为150r/min,发酵初
始pH值5.0-5.5,发酵周期为4-5天,发酵过程对发酵液的pH进行监测,结果见图1。发酵完成
后对发酵产物进行过滤,获得有机除锈剂原液。


从图1可以看出,随着发酵的进行,发酵液的pH逐步下降至2.7-3.0,后又上升至
3.2-3.5?#29615;?#37237;到第4天,pH有所上升,到第5天有明显抬升,说明游离酸在第5天?#38498;?#36880;步减
少,对除锈不利,因此发酵周期不能超过5天,以4-5天为宜。


另外,同等质量的全果相比果壳而言,并没有发酵的优势,而且由于全果中果肉部
分发酵产生悬浮絮状物,难?#36816;?#21033;分离出液相,因此采用废弃的百香果果壳不论是经济上,
还是除锈剂制备操作便利上都更有优势。


实施例2


参照实施例1中的制备方法,将尿素分别替换成蛋白胨和黄豆粉,加量不变,通过
检测发酵过程中pH的变化情况发现,黄豆粉和蛋白胨的发酵效果比较差,可能是分子量大
难利用的?#20498;省?br>

实施例3


以尿素作为氮源,在实施例1的基础上将尿素的加量调整为2%、3%、4%,发?#20540;?br>加量为4%?#20445;?#21457;酵过程进行缓慢,可能是尿素添加过多会引起pH值的升高,从而影响黑曲
霉的活性。


实施例4


在实施例1的基础上,将甲醇的用量调整为0、3%,发?#20540;?#30002;醇用量为3%?#20445;?#21457;酵
过程难以进行;而甲醇添加量为0?#20445;?#21457;酵进?#26800;降?天pH才降至3.0,说明发酵进程缓慢,发
酵周期甚至是实施例1的2倍。甲醇主要提高细胞的渗透性,从而提高柠檬酸的胞外排放,但
过高会引起菌体中毒。


实施例5


取实施例1制备的有机除锈剂,分别加水稀释成1倍、2倍、3倍体积,常温下进行除
锈效果测试。试验发现,生锈铁片浸泡在有机除锈剂中,锈渍逐步被去除,铁片呈现出较好
的光泽度。铁片质量从0h到1.5h下降幅度明显,1.5h后趋于稳定。


除锈过程中溶液的pH变化幅度较小,表现出良好的缓冲特性,说明其除锈效力持
久、稳定。其中,稀释1倍的有机除锈剂pH=2.5,比较适合大多数金属的除锈,0.5-1.5h即可
完成除锈过程。


实施例6


利用冰箱冷藏室模拟冬季或北方气温较低情况下的除锈效果,发现通过延长处理
时间,铁片在浸泡1.5-2.5h后,锈渍基本除去,2.5h后铁片的质量保持稳定,说明处理2.5小
时后除锈作用基本完成。


实施例7


以山竹壳进行发酵试验,参照实施例1中方法,按照以下重量百分比称取各原料:
破碎的山竹壳25重量%,蔗糖15重量%,尿素1重量%,甲醇1重量%,余量为水,总计100%,
混合配成发酵培养基。发酵过程同实施例1,发酵完成后过滤,加水稀释1倍,得到有机环保
除锈剂。


将生锈铁片浸泡在所制备的有机环保除锈剂中1.5h,铁片表面呈?#32440;?#22909;的光泽
度,锈渍完全去除。


实施例8


以火龙果皮进行发酵试验,参照实施例1中方法,按照以下重量百分比称取各原
料:破碎的火龙果皮20重量%,蔗糖8重量%,尿素1重量%,甲醇1重量%,余量为水,总计
100%,混合配成发酵培养基。发酵过程同实施例1,发酵完成后过滤,加水稀释1倍,得到有
机环保除锈剂。


将生锈铁片浸泡在所制备的有机环保除锈剂中1.5h,铁片表面呈?#32440;?#22909;的光泽
度,锈渍完全去除。


实施例9


以菠萝皮进行发酵试验,参照实施例1中方法,按照以下重量百分比称取各原料:
破碎的菠萝皮15重量%,蔗糖5重量%,尿素1重量%,甲醇1重量%,余量为水,总计100%,
混合配成发酵培养基。发酵过程同实施例1,发酵完成后过滤,加水稀释1倍,得到有机环保
除锈剂。


将生锈铁片浸泡在所制备的有机环保除锈剂中1.5h,铁片表面呈?#32440;?#22909;的光泽
度,锈渍完全去除。


实施例10


以菠萝皮进行发酵试验,参照实施例1中方法,按照以下重量百分比称取各原料:
破碎的菠萝皮30重量%,蔗糖7重量%,尿素1重量%,甲醇1重量%,余量为水,总计100%,
混合配成发酵培养基。发酵过程同实施例1,发酵完成后过滤,加水稀释1倍,得到有机环保
除锈剂。


将生锈铁片浸泡在所制备的有机环保除锈剂中1h,铁片表面呈?#32440;?#22909;的光泽度,
锈渍完全去除。


以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中
的具体?#38468;冢?#22312;本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这
些简单变?#36884;?#23646;于本发明的保护范围。


另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛
盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组?#31232;?#20026;了避免不必要的重复,本发明对各种可
能的组合方式不再另行说明。


此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行?#25105;?#32452;合,只要其不违背本
发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。


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