本发明属于化学技术领域，特别是涉及一种复合型植物蛋白泡沫灭火剂及其制备方法。
背景技术：
蛋白泡沫灭火剂具有良好的热稳定性和较好的流动性，能迅速在非水溶性液体表面形成覆盖层，被广泛应用于各种石油类产品、油脂等不溶于水的可燃液体火灾的扑救，是目前我国生产量最大、应用范围最广的灭火剂之一。
蛋白泡沫灭火剂的主要成分是蛋白质、糖类等生化物质，是目前唯一可以100％被生物降解的纯天然环保型泡沫灭火剂。目前国内生产的蛋白泡沫灭火剂主要以动物蛋白型为主，其中的蛋白质是用动物毛发、蹄、角等物经酸或碱水解而成，水解过程中对环境有较重污染，且在灭火过程中会产生大量含硫醇、硫醚、硫代氢的恶臭气体，给使用带来一定的不便；而植物蛋白型泡沫灭火剂既可避免动物蛋白泡沫灭火剂生产时的污染和灭火时产生难闻气味的弊端，又能克服化学泡沫灭火剂对灭火场所相关物件的腐蚀和对环境的污染问题。
但目前植物蛋白泡沫灭火剂主要由豆饼、菜籽饼、花生饼、米渣等原料水解加工而成，而国内饲料蛋白源馈乏导致其价格较高，应用受到一定限制。因此，亟需创新一种工艺简单、成本低廉的植物蛋白泡沫灭火剂。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种抗烧能力强、灭火速度快，且价廉、环保的复合型植物蛋白泡沫灭火剂。本发明还提供了上述复合型植物蛋白泡沫灭火剂的制备方法。
本发明采用的技术方案是：
一种复合型植物蛋白泡沫灭火剂，由如下重量份的组分组成：70-90份酒糟水解蛋白浓缩液；6-20份酒糟粉；1-7份泡沫稳定剂；1-2.5份有机溶剂和0.1-0.5份防腐剂。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂，其中，由如下重量份的组分组成：80份酒糟水解蛋白浓缩液；13份酒糟粉；4份泡沫稳定剂；2.5有机溶剂和0.5防腐剂。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂，其中，所述酒糟粉为100-500目，优选为200-500目。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂，其中，所述酒糟水解蛋白浓缩液为白酒酒糟水解蛋白浓缩液、啤酒酒糟水解蛋白浓缩液和黄酒酒糟水解蛋白浓缩液中一种或两种以上混合物；所述酒糟粉为白酒酒糟粉、啤酒酒糟粉和黄酒酒糟粉中一种或两种以上混合物。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂，其中，所述泡沫稳定剂为硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铜、氯化铜、氯化锌、硫酸镁、氯化镁、醋酸镍、醋酸亚铁、椰油酸单乙醇酰胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基葡萄糖酰胺和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的一种或两种以上混合物。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂，其中，所述泡沫稳定剂为硫酸亚铁、硫酸铜和椰油酰胺丙基甜菜碱中一种或两种以上混合物。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂，其中，所述有机溶剂为乙二醇、乙二醇丁醚和异丙醇中的一种或两种以上混合物；优选为乙二醇和异丙醇中一种或两种的混合物。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂，其中，所述防腐剂为甲醛和苯酚中的一种或两种的混合物，优选甲醛。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比准备原料，将酒糟原料用机械粉碎后过筛，得到酒糟粉；
(2)酒糟水解蛋白浓缩液的制备
(a)酒糟蛋白的水解：取一定量的步骤(1)中的所述酒糟粉加入碱液搅拌水解反应，得到酒糟水解蛋白混合液，所述碱液为NaOH溶液，液料比(g/mL)为20～40，反应温度为70-110℃，反应时间为75-105min；
(b)将步骤(a)中所述酒糟水解蛋白混合液中酒糟残渣过滤之后，静置6-10h，得到上清液；
(c)取步骤(b)中所述上清液并用酸性物质调节pH值为7-9，然后加热浓缩至比重为11-20Be(波美浓度)，优选14-18Be，得到所述酒糟水解蛋白浓缩液；
(3)取步骤(1)中的所述酒糟粉或步骤(2)中所述酒糟水解蛋白混合液过滤后的残余酒糟粉与步骤(2)中的所述酒糟水解蛋白浓缩液混合，搅拌均匀得到酒糟粉-水解蛋白浆料；
(4)将步骤(3)中所述浆料与所述机溶剂、所述泡沫稳定剂和所述防腐剂混合，即可得到所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂的制备方法，其中，步骤(c)中所述酸性物质为盐酸、硫酸、磷酸二氢铵和磷酸一氢铵中的一种或两种以上混合物，优选盐酸和磷酸二氢铵中一种或两种的混合物。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂各组分作用如下：
酒糟水解蛋白浓缩液是该灭火剂的关键成分，其主要作用是在与水混合时，可以降低液体的表面张力，增加液膜的表面黏度与弹性，起到发泡与稳泡的作用；
泡沫稳定剂的主要作用是提高泡沫的稳定性和热稳定性，有利于泡沫存储并在灭火过程中起辅助抗烧作用；
防腐剂的主要作用是防止水解蛋白腐败变质，提高泡沫存储时间；
酒糟粉的主要作用是灭火时能够高温碳化，增强泡沫骨架强度，提高抗烧能力，有效起到协同增强灭火效果；
有机溶剂的主要作用是降低泡沫灭火剂的凝固点，提高泡沫灭火剂的使用温度范围。
本发明有益效果：
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂，利用固体颗粒增强泡沫骨架强度的原理，在蛋白泡沫灭火剂中引入了酒糟粉，减少了酒糟水解后的残渣剩余或增加了酒糟粉的有效利用率；而且利用了酒糟植物纤维的高温碳化特性，提高了泡沫灭火剂的抗烧性能，具有良好的协同增强灭火效果，兼具环保效益和经济价值，具有良好的市场前景和应用价值。
本发明所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂的制备方法，以酒糟为主要原材料，解决了动物蛋白泡沫灭火剂在制备和燃烧过程中释放恶臭气体、污染环境的问题，大大降低了植物蛋白泡沫灭火剂的生产成本，同时为酒厂的酒糟处理提供了新途径。
具体实施方式
实施例1
一种复合型植物蛋白泡沫灭火剂，由如下重量份的组分组成：80份酒糟水解蛋白浓缩液；13份酒糟粉；4份泡沫稳定剂；2.5份有机溶剂和0.5份防腐剂，所述酒糟水解蛋白浓缩液为白酒酒糟水解蛋白浓缩液，所述酒糟粉为白酒酒糟粉，所述泡沫稳定剂为1份硫酸亚铁和3份椰油酰胺丙基甜菜碱，所述有机溶剂为乙二醇，所述防腐剂为甲醛。
本实施例所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将白酒酒糟原料用机械粉碎后过400目筛，得到酒糟粉；
(2)酒糟水解蛋白浓缩液的制备
(a)酒糟蛋白的水解：取一定量的步骤(1)中的所述酒糟粉加入碱液搅拌水解反应，得到酒糟水解蛋白混合液，所述液碱为NaOH溶液，浓度为0.5mol/L，液料比(g/mL)为30，反应温度为90℃，反应时间为90min；
(b)将步骤(a)中所述酒糟水解蛋白混合液中酒糟残渣过滤之后，静置8h，得到上清液；
(c)取步骤(b)中所述上清液并用酸性物质调节pH值为8，然后加热浓缩至比重为14-18Be，得到酒糟水解蛋白浓缩液，所述酸性物质为盐酸；
(3)取13份步骤(1)中的所述酒糟粉与80份步骤(2)中的所述酒糟水解蛋白浓缩液混合，搅拌均匀得到酒糟粉-水解蛋白浆料；
(4)将步骤(3)中所述浆料与2.5份乙二醇、1份硫酸亚铁、3份椰油酰胺丙基甜菜碱和0.5份甲醛混合，即可得到所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂。
本实施例所述的灭火剂的灭火等级为ⅢB级，灭火时间4min15s，抗烧时间37min26s。
实施例2
一种复合型植物蛋白泡沫灭火剂，由如下重量份的组分组成：70份酒糟水解蛋白浓缩液；20份酒糟粉；7份泡沫稳定剂；2.5份有机溶剂和0.5份防腐剂，所述酒糟水解蛋白浓缩液为啤酒酒糟水解蛋白浓缩液，所述酒糟粉为啤酒酒糟粉，所述泡沫稳定剂为1份硫酸亚铁和6份椰油酰胺丙基甜菜碱，所述有机溶剂为乙二醇，所述防腐剂为甲醛。
本实施例所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将啤酒酒糟原料用机械粉碎后过200目筛，得到酒糟粉；
(2)酒糟水解蛋白浓缩液的制备
(a)酒糟蛋白的水解：取一定量的步骤(1)中的所述酒糟粉加入碱液搅拌水解反应，得到酒糟水解蛋白混合液，所述液碱为NaOH溶液，浓度为0.5mol/L，液料比(g/mL)为20，反应温度为70℃，反应时间为75min；
(b)将步骤(a)中所述酒糟水解蛋白混合液中酒糟残渣过滤之后，静置10h，得到上清液；
(c)取步骤(b)中所述上清液并用酸性物质调节pH值为7，然后加热浓缩至比重为14-18Be，得到酒糟水解蛋白浓缩液，所述酸性物质为磷酸二氢铵；
(3)取20份步骤(1)中的所述酒糟粉与70份步骤(2)中的所述酒糟水解蛋白浓缩液混合，搅拌均匀得到酒糟粉-水解蛋白浆料；
(4)将步骤(3)中所述浆料与2.5份乙二醇、1份硫酸亚铁、6份椰油酰胺丙基甜菜碱和0.5份甲醛混合，即可得到所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂。
本实施例所述的灭火剂的灭火等级为ⅢB级，灭火时间4min40s，抗烧时间30min12s。
实施例3
一种复合型植物蛋白泡沫灭火剂，由如下重量份的组分组成：90份酒糟水解蛋白浓缩液；6份酒糟粉；2.5份泡沫稳定剂；1份有机溶剂和0.5份防腐剂，所述酒糟水解蛋白浓缩液为黄酒酒糟水解蛋白浓缩液，所述酒糟粉为黄酒酒糟粉，所述泡沫稳定剂为1份硫酸亚铁和1.5份椰油酰胺丙基甜菜碱，所述有机溶剂为乙二醇，所述防腐剂为甲醛。
本实施例所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将黄酒酒糟原料用机械粉碎后过500目筛，得到酒糟粉；
(2)酒糟水解蛋白浓缩液的制备
(a)酒糟蛋白的水解：取一定量的步骤(1)中的所述酒糟粉加入碱液搅拌水解反应，得到酒糟水解蛋白混合液，所述液碱为NaOH溶液，浓度为0.5mol/L，液料比(g/mL)为40，反应温度为110℃，反应时间为105min；
(b)将步骤(a)中所述酒糟水解蛋白混合液中酒糟残渣过滤之后，静置6h，得到上清液；
(c)取步骤(b)中所述上清液并用酸性物质调节pH值为9，然后加热浓缩至比重为14-18Be，得到酒糟水解蛋白浓缩液，所述酸性物质为盐酸和磷酸二氢铵；
(3)取6份步骤(2)中所述酒糟水解蛋白混合液过滤后的残余酒糟粉与90份步骤(2)中的所述酒糟水解蛋白浓缩液混合，搅拌均匀得到酒糟粉-水解蛋白浆料；
(4)将步骤(3)中所述浆料与1份乙二醇、1份硫酸亚铁、1.5份椰油酰胺丙基甜菜碱和0.5份甲醛混合，即可得到所述的复合型植物蛋白泡沫灭火剂。
本实施例所述的灭火剂的灭火等级为ⅢB级，灭火时间3min45s，抗烧时间23min42s。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。