利用生物蛋白酶清除甲醛的方法
【专利摘要】本发明涉及一种由于装饰装修而导致的室内甲醛污染治理的方法。一种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、表面活性剂等。生产一种用于治理室内装修污染的甲醛清除剂，清除吸附、分解装饰装修材料中的甲醛或室内空气中的甲醛。
【专利说明】
利用生物蛋白酶清除甲醛的方法
技术领域
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[0001 ]本发明涉及一种由于装饰装修而导致的室内甲醛污染治理的方法。
【背景技术】
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[0002]丨、甲醛的危害、来源:
[0003]近年来，随着人民生活水平的提高，人们对室内装修标准的要求也越来越高，家居装饰日趋现代化，但由于材料和装修而导致的室内空气化学物质污染问题随之而来。这些化学物严重影响了居民身体健康，已引起世界各国和国内有关部门的高度重视。在众多污染源中，甲醛以量大、毒性强、吸收强、范围广，列为了头号污染物。
[0004]甲醛是一种具有较大毒性的挥发性有机物。(化学分子式HCHO，分子量:30.03，是一种无色，有强烈刺激性气味的气体。易溶于水、醇醚。甲醛在常温下是气态，通常以水溶液形式出现。其40%的水溶液称为福尔马林，此溶液沸点为19°C。故在室温时极易挥发，随着温度的上升挥发速度加快。
[0005]甲醛为较高毒性的物质，已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。研究表明:甲醛具有强烈的致癌和促癌作用。大量文献记载，甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。其浓度在每立方米空气中达到0.06-0.07mg/m3时，儿童就会发生轻微气喘。当室内空气中甲醛含量为0.1mg/m3时，就有异味和不适感;达到0.5mg/m3时，可刺激眼睛，引起流泪；达到0.6mg/m3，可引起咽喉不适或疼痛。浓度更高时，可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚至肺水肿;达到30mg/m3时，会立即致人死亡。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变，DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑ffjijDNA损伤的修复、妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病，引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感，危害也就更大，是因为装修和家具的污染所致，其释放期长达3-15年，遇热遇潮就会从材料深层挥发出来，严重污染环境，已成为难以解决的世界性难题。
[0006]调查研究发现，造成室内甲醛污染的主要途径是家居使用的大量装饰材料和家具等，主要包括室内装饰用胶合板、细木工板、刨花板等人造板材。由于目前生产装饰板所使用的胶粘剂多以脲醛树脂为主，因此板材中残留的甲醛组分会逐渐向空气中释放，成为室内气体中甲醛气体污染的主要来源，而释放出的甲醛气体也会逐渐在墙壁、地板、甚至儿童玩具中积聚，对人体尤其是青少年造成较大危害。此外，其他各类装饰材料如墙布、墙纸、化纤地毯、油漆和涂料等也含有甲醛成分从而造成室内甲醛气体含量增多。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质胶水也会产生大量的甲醛排放。特别要说明的是，甲醛还来自化妆品、清洁剂、杀虫剂、消毒剂、防腐剂、印刷、油墨、纸张等，甚至某些衣物中也含有大量的甲醛。
[0007]上述分析表明:甲醛在室内的污染具有多途径、隐蔽性、积聚性等特点。其散发途径包括了建材、装饰材料以及日常用品等，同时由于甲醛的缓慢释放特性往不易被人察觉，而其本身又不会很快分解，这就使得甲醛的危害程度较其他污染物质更为严重。所以发明一种能高效彻底清除甲醛的药剂非常重要！
[0008]2、现有技术:
[0009]目前甲醛消除剂(甲醛捕捉剂)基本可分为4类:
[0010]第一类是封闭剂，如申请号为01138098.5发明的甲醛封闭吸除剂及其制备方法和使用方法，主要是由几丁聚糖、乙酸和水所组成，形成透明的薄膜封闭甲醛。
[0011]第二类是能氧化甲醛的氧化剂，如申请号为200510090754.1发明的甲醛清除剂是以碳酸氢钠、过氧化氢及水组成的混合溶液，通过氧化游离甲醛分子起到消除甲醛污染的作用；
[0012]第三类是氨的衍生物，如申请号为02100765.9发明的利用氨的衍生物为原料，与尿素在中性条件下进行反应制造甲醛捕捉清除甲醛。
[0013]第四类是氨基酸类，如申请号为200610017363.1发明的一种氨基酸型甲醛清除剂及其制备方法，通过氨基酸和甲醛反应生成羟甲基氨基酸清除甲醛。
[0014]从原理上来说，封闭剂阻断了甲醛释放的源头，应该能够彻底消除甲醛的污染途径，是一种比较好做法，但是，在实际使用过程中，由于家具在日常生活中不可避免地被磨损，经过一段时间之后当初涂抹的封闭剂就会失去原有的作用。而使用甲醛消除剂、捕捉剂等方法存在着消除效果的问题，虽然在一定程度上能够减少污染，但由于室内环境的污染受污染程度、温度、空气流通度等诸多因素的影响，消除反应往往难以进行彻底，因此也很难达到理想的消除甲醛的效果。这里还应当特别提醒消费者注意的是有些甲醛消除剂本身质量低劣，不仅消除效果不明显，甚至起不到消除甲醛的作用，相反还有可能造成室内空气的二次污染。氨基酸类甲醛清除剂主要是利用氨基酸和甲醛反应生成高分子化合物，但其存在反应不充分、甲醛清除率低的弊端！
[0015]3、
【发明内容】
[0016]本发明以玉米蛋白为主要原料，采用生物酶催化、氧化、水解技术，并添加复合酶制剂经特殊工艺制成一种透明、无色、无味、无毒的玉米蛋白甲醛清除剂。使用时，采用强效渗透配方，使其直达材料深层，利用渗透中和反应原理，与材料中的甲醛进行反应，彻底根除甲醛，反应后生成一种无色无毒、不分解的物质，不会造成二次污染。喷刷20分钟后就可见效，24后小时效果更好，对甲醛的清除率高达90%以上。
[0017]因此，使用本发明玉米蛋白甲醛清除剂，既可以有效降解对人体有害的有机物(甲醛、苯等)，又可以起到抑菌的作用，也不会造成二次污染。所以，该产品可以有效祛除新居因装饰产生的苯、甲醛等有害气体和臭味，很好地解决了室内空气污染问题。同时也可用于清洁医院、宾馆、饭店、学校等公共场所。
[0018]由于生物产品具有纯绿色环保、适应范围广泛、治理成本低、使用简便且无二次污染等特点。目前，已应用到世界各地及各行各业。在中国，也将为治理环境污染贡献一份力量。
[0019]发明公开:
[0020]本发明以玉米蛋白为主要原料，采用生物酶催化、氧化、水解技术，并添加复合酶制剂经特殊工艺制成一种透明、无色、无味、无毒的玉米蛋白甲醛清除剂。
[0021]早些年很多生产人造板的生产企业发现，在脲醛树脂中添加10%?30%的玉米蛋白粉，生产出的人造板甲醛释放量可以降低30%以上甚至更高，利用这一现象，我们利用生物酶法，科学合理的复添加复合化学助剂、稳定剂，研制出一种新型玉米蛋白甲醛清除剂。
[0022]本发明玉米蛋白甲醛清除剂，吸收甲醛的原理主要依靠生物酶活性，主动吸附、吸收、捕捉甲醛，然后和甲醛反应。
[0023]众所周知，氨基酸通式是H2N-CH(R)-C00H，R连接在中心碳原子上，甲醛是HCH0，反应通式为:HCH0+H2N-CH( R) -COOH=H20+H2C = N_CH( R) -COOH.
[0024]甲醛和氨基酸反应生成水和凝胶类蛋白(羧基分子团)
[0025]由于本发明生物蛋白甲醛清除剂是复合制剂，不但含有氨基酸，还含有生物活性酶、增效酶、吸附酶，其反应和生成物很复杂，上面的方程式只是主体反应，不包括生物酶的激活吸附反应，因为生物酶的激活吸收很难用方程式表示！
【具体实施方式】
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[0026]本发明采用原材料:玉米蛋白、酸性蛋白酶，由As3.350产生，酶活11520u/g，水解酶(水解助剂，Ph值调节剂)柠檬酸、茶多酚、三乙醇胺(Ph值调节剂，表面活性剂、增效剂)
[0027]具体实施例
[0028]第一步:玉米蛋白-水解酶-调pH-加酶水解-灭酶-过滤-冷却
[0029]第二步:氧化-活性碳脱色-过滤-冷却-结晶-脱水分离-甩干-烘干
[0030]第三步:二次溶解-加活性酶-柠檬酸-茶多酚、食用乙醇、薄荷油或桉叶油-三乙醇胺-过滤-检测合格-包装
[0031]具体工艺:
[0032]1、投料。玉米蛋白100公斤，纯净水400公斤，加水解酶3.5公斤，调Ph值=3.0，加热升温至90°C，酸水解3.5h。
[0033]2、酶解。降温至50°C，按加酶量为4000u/g，加入酸性蛋白酶，在50°C酶解3h。
[0034]3、氧化。在酶解3h后，测定酶解度，如达到要求，则按玉米分离蛋白、量质量分的2 %加入次氯酸钠(含量10 % )，进行氧化，注意适当降温至75°C左右，时间大约4h。
[0035]4、活性碳脱色。至氧化液变为清白色后，按总量的0.12-0.2%，加入活性进行碳脱色，温度可升温至保持95°C以上，大约1.5h-2.5h。
[0036]5、过滤。使用板框压滤机，在温度保持90°C以上的情况下进行过滤，过滤出的澄清溶液即为氧化好的水解玉米蛋白溶液，立即冷却，结晶。
[0037]6、结晶后的饱和溶液回母液池回收重复利用，结晶物过滤后甩干进干燥塔干燥(至此生产的氧化好的水解玉米蛋白，水分控制在1%以内，在进行Ph值调节后可直接用于生产人造板用甲醛捕捉剂)。
[0038]7.用以上生产的含量大约98%以上的氧化好的水解玉米蛋白200公斤，加入纯净水53.5-56.5公斤，柠檬酸I公斤，酸性蛋白酶1.5_3公斤，茶多酚0.2公斤、薄荷油或桉叶油
0.05公斤用1.75公斤食用乙醇溶解后加入，充分搅拌溶解。
[0039]8.用三乙醇胺调ph值=7.0，然后过滤，检测合格后包装即可！
[0040]本发明玉米蛋白甲醛清除剂采用QB/T2761-2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》检测空气样品中甲醛的浓度，清除甲醛实验。
[0041 ] QB/T2761-2006甲醛清除剂去除有害气体试验方法:
[0042]实验条件:
[0043]试验温度:(23.0±3)。(:，湿度:(50.0±5)%冊;
[0044]模拟实验室:1.5m3空气试验舱；
[0045]1.2、去除试验方案:
[0046]1.2.1、在气候箱中，将分析纯的甲醛溶液2.0ml放在表面皿中，挥发24小时进行采样记为初始浓度。
[0047]1.2.2、将300g甲醛清除剂均匀的喷在三张Im2的基纸上，晾干后悬挂在试验舱的中央位置，经过24小时再采集试验舱内空气样品，记为24小时浓度。
[0048]1.2.3、对采集的样品依据QB/T2761-2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》检测空气样品中甲醛的浓度。根据样品中检测出的浓度，计算出甲醛清除剂对甲醛的去除效率。
[0049]1.3、试验说明:
[0050]依据QB/T2761-2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》要求，其所检项目的有害物质限量值为:甲醛浓度<0.10mg/m3。试验设计的初始浓度为标准要求限量的10倍左右。
[0051 ] 1.4去除效率计算:
[0052]去除效率=X 100%
[0053]本发明玉米蛋白甲醛清除剂经国家环保产品质量监督检验中心实验室的以上方法检验，本发明玉米蛋白甲醛清除剂对空气中甲醛清除效率达到91 %。(检验报告编号:GHB2013HZ00459)据本实验室工作人员介绍，至今为止，以此实验方法清除甲醛很少发现达到这一水平甲醛清除的产品。
[0054]本发明玉米蛋白甲醛清除剂经国家安监总局危险化学品鉴定中心鉴定，玉米蛋白甲醛清除剂不属于危险化学品(检验报告编号:2013090308-C查询编码3ME3L3E3P-1)
[0055]本发明玉米蛋白甲醛清除剂经中国预防医学科学院，国家疾病预防控制中心毒理所进行小白鼠Ld50检测，结果为实际无毒级。(检验报告编号:)
[0056]本发明玉米蛋白甲醛清除剂应用在人造板生产企业河北廊坊东升木业有限公司多层板生产车间，生产的多层板甲醛释放量由原来的4.6mg//L降低至0.2mg/L，刨花板由原来的27.6mg/100g降低至3.8mg/100g，完全达日本?★★★★(彡0.3mg/L)无醛级人造板甲醛释放量标准，且人造板的胶合强度、静曲强度、防水性等有不同程度的提高，生产车间几乎无刺鼻甲醛气味散发，受到企业和车间操作工人的一致认同。
【主权项】
1.第一步:玉米蛋白-蛋白激化酶-水解酶(调pH，加酶水解)-灭酶-过滤-冷却。2.第二步:氧化-活性碳脱色-过滤-冷却-结晶-脱水分离-甩干-烘干。3.第三步:二次溶解-加活性酶-柠檬酸-茶多酚、食用乙醇、薄荷油或桉叶油-三乙醇胺-过滤-检测合格-包装。 具体工艺: a、投料。玉米蛋白100公斤，蛋白激化酶3.6公斤，纯净水400公斤，加水解酶3.5公斤，调Ph值= 3.0，加热升温至90 0C，酸水解3.5h。 b、酶解。降温至500C，按加水解酶量为4000u/g，加入酸性蛋白酶，在50°C酶解3h。 c、氧化。在酶解3h后，测定酶解度，如达到要求，则按玉米蛋白量质量分的2%加入次氯酸钠(含量10 % )，进行氧化，注意适当降温至75°C左右，时间大约4h。 d、活性碳脱色。至氧化液变为清白色后，按总量的0.12-0.2%，加入活性进行脱色，温度可升温至保持95°C以上，大约1.5h-2.5h。 e、过滤。使用板框压滤机，在温度保持90°C以上的情况下进行过滤，过滤出的澄清溶液即为玉米蛋白甲醛清除剂溶液，立即冷却，结晶。 f、结晶后的饱和溶液回母液池回收重复利用，结晶物过滤后甩干进干燥塔干燥(至此生产的固体甲醛清除剂，水分控制在1%以内，在进行Ph值调节后可直接用于生产人造板用甲醛捕捉剂)。 g、用以上生产的含量大约98%以上玉米蛋白甲醛清除剂20公斤，加入纯净水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、薄荷油或桉叶油0.05公斤用1.75公斤食用乙醇溶解后加入，充分搅拌溶解。 h、用三乙醇胺调ph值=7.0，然后过滤，检测合格后包装即可。
【文档编号】B01D53/84GK105964133SQ201610421388
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】张园
【申请人】张园