一種玉米蛋白甲醛清除劑及其製備方法與流程
2023-12-06 04:29:41 2
本發明屬於甲醛清除劑技術領域，具體涉及一種玉米蛋白甲醛清除劑及其製備方法。
背景技術：
近年來，隨著人民生活水平的提高，人們對室內裝修標準的要求也越來越高，家居裝飾日趨現代化，但由於材料和裝修而導致的室內空氣化學物質汙染問題隨之而來。這些化學物嚴重影響了居民身體健康，已引起世界各國和國內有關部門的高度重視。在眾多汙染源中，甲醛以量大、毒性強、吸收強、範圍廣，列為了頭號汙染物。
甲醛是一種具有較大毒性的揮發性有機物。甲醛的化學分子式是hcho，分子量是30.03，是一種無色，有強烈刺激性氣味的氣體。易溶於水、醇醚。甲醛在常溫下是氣態，通常以水溶液形式出現。其40％的水溶液稱為福馬林，此溶液沸點為19℃。故在室溫時極易揮發，隨著溫度的上升揮發速度加快。
甲醛為較高毒性的物質，已經被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物質，是公認的變態反應源，也是潛在的強致突變物之一。研究表明：甲醛具有強烈的致癌和促癌作用。大量文獻記載，甲醛對人體健康的影響主要表現在嗅覺異常、刺激、過敏、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到0.06-0.07mg時，兒童就會發生輕微氣喘。當室內空氣中甲醛含量為0.1mg/m3時，就有異味和不適感；達到0.5mg/m3時，可刺激眼睛，引起流淚；達到0.6mg/m3，可引起咽喉不適或疼痛。濃度更高時，可引起噁心嘔吐，咳嗽胸悶，氣喘甚至肺水腫；達到30mg/m3時，會立即致人死亡。長期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、結腸癌、腦瘤、月經紊亂、細胞核的基因突變，dna單鏈內交連和dna與蛋白質交連及抑制dna損傷的修復、妊娠綜合症、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，兒童和孕婦對甲醛尤為敏感，危害也就更大，是因為裝修和家具的汙染所致，其釋放期長達3-15年，遇熱遇潮就會從材料深層揮發出來，嚴重汙染環境，已成為難以解決的世界性難題。
調查研究發現，造成室內甲醛汙染的主要途徑是家居使用的大量裝飾材料和家具等，主要包括室內裝飾用膠合板、細木工板、刨花板等人造板材。由於目前生產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逐漸向空氣中釋放，成為室內氣體中甲醛氣體汙染的主要來源，而釋放出的甲醛氣體也會逐漸在牆壁、地板、甚至兒童玩具中積聚，對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牆布、牆紙、化纖地毯、油漆和塗料等也含有甲醛成分從而造成室內甲醛氣體含量增多。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膠水也會產生大量的甲醛排放。特別要說明的是，甲醛還來自化妝品、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。
甲醛在室內的汙染具有多途徑、隱蔽性、積聚性等特點。其散發途徑包括了建材、裝飾材料以及日常用品等，同時由於甲醛的緩慢釋放特性往不易被人察覺，而其本身又不會很快分解，這就使得甲醛的危害程度較其他汙染物質更為嚴重。
目前甲醛清除劑基本可以分為四類：
第一類是封閉劑，如公開號為cn1359992a的發明專利公開了一種甲醛封閉吸除劑及其製備方法和使用方法，該甲醛封閉吸除劑主要是由幾丁聚糖、乙酸和水所組成。
第二類是能氧化甲醛的氧化劑，如公開號為cn1915462a的發明公開了一種甲醛清除劑，該甲醛清除劑以碳酸氫鈉、過氧化氫及水組成的混合溶液，通過氧化游離甲醛分子起到消除甲醛汙染的作用；
第三類是氨的衍生物，如公開號為cn1433835a公開了一種甲醛撲捉劑的製造方法及其產品，該甲醛撲捉劑利用氨的衍生物為原料，與尿素在中性條件下進行反應製造甲醛捕捉清除甲醛。
第四類是胺基酸類，如公開號為cn101007203a公開了一種胺基酸型甲醛清除劑及其製備方法，通過胺基酸和甲醛反應生成羥甲基胺基酸清除甲醛。
從原理上來說，封閉劑阻斷了甲醛釋放的源頭，應該能夠徹底消除甲醛的汙染途徑，是一種比較好做法，但是，在實際使用過程中，由於家具在日常生活中不可避免地被磨損，經過一段時間之後當初塗抹的封閉劑就會失去原有的作用。而使用甲醛消除劑、捕捉劑等方法存在著消除效果的問題，雖然在一定程度上能夠減少汙染，但由於室內環境的汙染受汙染程度、溫度、空氣流通度等諸多因素的影響，消除反應往往難以進行徹底，因此也很難達到理想的消除甲醛的效果。有些甲醛消除劑本身質量低劣，不僅消除效果不明顯，不但起不到消除甲醛的作用，還有可能造成室內空氣的二次汙染。胺基酸類甲醛清除劑主要是利用胺基酸和甲醛反應生成高分子化合物，但其存在反應不充分、甲醛清除率低的弊端。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種玉米蛋白甲醛清除劑，該玉米蛋白甲醛清除劑可以有效的清除甲醛，而且綠色環保、適應範圍廣泛、製備成本低、使用簡便且無二次汙染。
本發明的目的還在於提供一種玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法。
本發明中採用的技術方案是：
一種玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)酶解：取玉米蛋白原料，加入玉米蛋白原料3～4倍質量的水，攪拌均勻，得玉米蛋白懸浮液，加入玉米蛋白原料質量2％～5％的酸性蛋白酶，調節玉米蛋白懸浮液的ph＝2～4，後加熱至40～60℃進行酶解，得酶解後的玉米蛋白懸浮液；
(2)氧化：取步驟(1)中酶解後的玉米蛋白懸浮液，加入玉米蛋白原料質量的1～3％的氧化劑進行氧化，得氧化後的玉米蛋白懸浮液；
(3)脫色：取步驟(2)中氧化後的玉米蛋白懸浮液，加入玉米蛋白原料質量的1％～3％的脫色劑，加熱至80～95℃，進行脫色，得脫色後的玉米蛋白懸浮液；
(4)過濾：取步驟(3)中脫色後的玉米蛋白懸浮液，在90～95℃溫度下進行過濾，濾液即為玉米蛋白溶液，冷卻，結晶，乾燥，得玉米蛋白甲醛清除劑。
一種玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法，還包括以下步驟：
(a)取步驟(4)中的玉米蛋白甲醛清除劑，加入玉米蛋白甲醛清除劑質量26.75～28.75％的水進行溶解，後加入檸檬酸、酸性蛋白酶、茶多酚、乙醇混合液，攪拌溶解，得溶解後的玉米蛋白甲醛清除劑；檸檬酸的量為玉米蛋白甲醛清除劑質量的0.3～0.7％，酸性蛋白酶的量為米蛋白甲醛清除劑質量的0.75～1.5％，茶多酚的量為玉米蛋白甲醛清除劑質量的0.05～0.2％，乙醇溶液的量為玉米蛋白甲醛清除劑質量的0.7～1％，乙醇混合液為每kg乙醇中加入薄荷油或桉葉油20～40g；
(b)取步驟(a)中溶解後的玉米蛋白甲醛清除劑，採用三乙醇胺調節ph＝7，後過濾，即得。
步驟(1)中酸性蛋白酶為絲氨酸蛋白酶；步驟a)中的酸性蛋白酶為絲氨酸蛋白酶。
步驟(1)中酶解時間為2～5h。
步驟(2)中氧化劑為次氯酸鈉。
步驟(2)中氧化時間為3～5h。
步驟(3)中脫色劑為活性炭。
步驟(3)中脫色時間為1.5～2.5h。
步驟(4)中的過濾採用板框壓濾機進行過濾，乾燥採用乾燥塔進行乾燥。
酸性蛋白酶的規格為：50000～100000u/g。
一種玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法所製備的玉米蛋白甲醛清除劑。
本發明的有益效果：
本發明以玉米蛋白為主要原料，採用水解酶進行水解，酸性蛋白酶進行酶解，後經氧化、脫色、過濾、結晶、乾燥，得到無色、無味、無毒的玉米蛋白甲醛清除劑。本發明的玉米蛋白甲醛清除劑，由於經過多個流程製備，得到的產物中有多種成分，可確定的成分有胺基酸衍生物，生物酶等。胺基酸衍生物與甲醛的反應機理為：hcho+h2n-ch(r)-cooh＝h2o+h2c＝n-ch(r)-cooh，即甲醛和胺基酸衍生物反應生成水和胺基酸的羥甲基衍生物。生物酶等主要通過對甲醛進行吸附而起到清除甲醛的作用。
本發明的玉米蛋白甲醛清除劑，在具體使用時，玉米蛋白直達材料深層，利用滲透中和反應原理，與材料中的甲醛進行反應，清除甲醛，反應後生成一種無色、無毒、不分解的物質，不會造成二次汙染。噴刷20分鐘後見效，24後小時效果更好，對甲醛的清除率在90％以上。使用本發明玉米蛋白甲醛清除劑，既可以有效降解對人體有害的甲醛，又可以起到抑菌的作用，也不會造成二次汙染。該產品可以有效祛除甲醛，很好地解決了室內空氣汙染問題。同時也可用於清潔醫院、賓館、飯店、學校等公共場所。因此本發明的玉米蛋白甲醛清除劑具有綠色環保、適應範圍廣泛、製備成本低、使用簡便且無二次汙染等特點。
具體實施方式
下述實施例僅對本發明作進一步詳細說明，但不構成對本發明的任何限制。
實施例1
一種玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)酶解：取玉米蛋白原料100kg，加入300kg水，攪拌均勻，得玉米蛋白懸浮液，加入2kg絲氨酸蛋白酶，調節玉米蛋白懸浮液的ph＝2，後加熱至40℃，在40℃條件下酶解5h，得酶解後的玉米蛋白懸浮液；絲氨酸蛋白酶的規格為：50000u/g。
(2)氧化：取步驟(1)中酶解後的玉米蛋白懸浮液，加入1kg次氯酸鈉氧化5h，得氧化後的玉米蛋白懸浮液；
(3)脫色：取步驟(2)中氧化後的玉米蛋白懸浮液，加入1kg活性炭，加熱至95℃，在95℃溫度下脫色1.5h，得脫色後的玉米蛋白懸浮液；
(4)過濾：取步驟(3)中脫色後的玉米蛋白懸浮液，使用板框壓濾機保持脫色後的玉米蛋白懸浮液在95℃溫度下進行過濾，濾液即為玉米蛋白溶液，冷卻，結晶，使用乾燥塔對結晶後的玉米蛋白進行乾燥，得玉米蛋白甲醛清除劑。
一種採用上述玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法所製備的玉米蛋白甲醛清除劑。
實施例2
一種玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)酶解：取玉米蛋白原料100kg，加入300kg水，攪拌均勻，得玉米蛋白懸浮液，加入2kg絲氨酸蛋白酶，調節玉米蛋白懸浮液的ph＝2，後加熱至40℃，在40℃條件下酶解5h，得酶解後的玉米蛋白懸浮液；絲氨酸蛋白酶的規格為：100000u/g。
(2)氧化：取步驟(1)中酶解後的玉米蛋白懸浮液，加入3kg次氯酸鈉氧化4h，得氧化後的玉米蛋白懸浮液；
(3)脫色：取步驟(2)中氧化後的玉米蛋白懸浮液，加入3kg活性炭，加熱至90℃，在90℃溫度下脫色2.5h，得脫色後的玉米蛋白懸浮液；
(4)過濾：取步驟(3)中脫色後的玉米蛋白懸浮液，使用板框壓濾機保持脫色後的玉米蛋白懸浮液在90℃溫度下進行過濾，濾液即為玉米蛋白溶液，冷卻，結晶，使用乾燥塔對結晶後的玉米蛋白進行乾燥，得玉米蛋白甲醛清除劑。
(5)取步驟(4)中的玉米蛋白甲醛清除劑，加入玉米蛋白甲醛清除劑質量26.75％的水進行溶解，後加入檸檬酸、酸性蛋白酶、茶多酚、乙醇混合液，攪拌溶解，得溶解後的玉米蛋白甲醛清除劑；檸檬酸的量為0.3kg，絲氨酸蛋白酶的量為1kg，茶多酚的量為0.1kg，乙醇溶液的量為0.7kg，乙醇混合液為每kg乙醇中加入薄荷油40g；
(6)取步驟(5)中溶解後的玉米蛋白甲醛清除劑，採用三乙醇胺調節ph＝7，後過濾，即得。
一種採用上述玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法所製備的玉米蛋白甲醛清除劑。
實施例3
一種玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)酶解：取玉米蛋白原料100kg，加入300kg水，攪拌均勻，得玉米蛋白懸浮液，加入2kg絲氨酸蛋白酶，調節玉米蛋白懸浮液的ph＝2，後加熱至40℃，在50℃條件下酶解4h，得酶解後的玉米蛋白懸浮液；絲氨酸蛋白酶的規格為：50000u/g。
(2)氧化：取步驟(1)中酶解後的玉米蛋白懸浮液，加入2kg次氯酸鈉氧化3h，得氧化後的玉米蛋白懸浮液；
(3)脫色：取步驟(2)中氧化後的玉米蛋白懸浮液，加入2kg活性炭，加熱至80℃，在80℃溫度下脫色2h，得脫色後的玉米蛋白懸浮液；
(4)過濾：取步驟(3)中脫色後的玉米蛋白懸浮液，使用板框壓濾機保持脫色後的玉米蛋白懸浮液在93℃溫度下進行過濾，濾液即為玉米蛋白溶液，冷卻，結晶，使用乾燥塔對結晶後的玉米蛋白進行乾燥，得玉米蛋白甲醛清除劑。
(5)取步驟(4)中的玉米蛋白甲醛清除劑，加入玉米蛋白甲醛清除劑質量28.75％的水進行溶解，後加入檸檬酸、酸性蛋白酶、茶多酚、乙醇混合液，攪拌溶解，得溶解後的玉米蛋白甲醛清除劑；檸檬酸的量為0.5kg，絲氨酸蛋白酶的量為0.75kg，茶多酚的量為0.05kg，乙醇溶液的量為0.9kg，乙醇混合液為每kg乙醇中加入桉葉油20g；
(6)取步驟(5)中溶解後的玉米蛋白甲醛清除劑，採用三乙醇胺調節ph＝7，後過濾，即得。
一種採用上述玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法所製備的玉米蛋白甲醛清除劑。
實施例4
一種玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)酶解：取玉米蛋白原料100kg，加入300kg水，攪拌均勻，得玉米蛋白懸浮液，加入2kg絲氨酸蛋白酶，調節玉米蛋白懸浮液的ph＝2，後加熱至40℃，在60℃條件下酶解3h，得酶解後的玉米蛋白懸浮液；絲氨酸蛋白酶的規格為：50000u/g。
(2)氧化：取步驟(1)中酶解後的玉米蛋白懸浮液，加入2kg次氯酸鈉氧化4h，得氧化後的玉米蛋白懸浮液；
(3)脫色：取步驟(2)中氧化後的玉米蛋白懸浮液，加入3kg活性炭，加熱至85℃，在85℃溫度下脫色2.5h，得脫色後的玉米蛋白懸浮液；
(4)過濾：取步驟(3)中脫色後的玉米蛋白懸浮液，使用板框壓濾機保持脫色後的玉米蛋白懸浮液在95℃溫度下進行過濾，濾液即為玉米蛋白溶液，冷卻，結晶，使用乾燥塔對結晶後的玉米蛋白進行乾燥，得玉米蛋白甲醛清除劑。
(5)取步驟(4)中的玉米蛋白甲醛清除劑，加入玉米蛋白甲醛清除劑質量27.75％的水進行溶解，後加入檸檬酸、酸性蛋白酶、茶多酚、乙醇混合液，攪拌溶解，得溶解後的玉米蛋白甲醛清除劑；檸檬酸的量為0.7kg，絲氨酸蛋白酶的量為1.5kg，茶多酚的量為0.2kg，乙醇溶液的量為1kg，乙醇混合液為每kg乙醇中加入薄荷油30g；
(6)取步驟(5)中溶解後的玉米蛋白甲醛清除劑，採用三乙醇胺調節ph＝7，後過濾，即得。
一種採用上述玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法所製備的玉米蛋白甲醛清除劑。
實施例5
一種玉米蛋白甲醛清除劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)酶解：取玉米蛋白原料100kg，加入300kg水，攪拌均勻，得玉米蛋白懸浮液，加入2kg絲氨酸蛋白酶，調節玉米蛋白懸浮液的ph＝2，後加熱至40℃，在50℃條件下酶解3h，得酶解後的玉米蛋白懸浮液；絲氨酸蛋白酶的規格為：80000u/g。
(2)氧化：取步驟(1)中酶解後的玉米蛋白懸浮液，加入5kg次氯酸鈉氧化5h，得氧化後的玉米蛋白懸浮液；
(3)脫色：取步驟(2)中氧化後的玉米蛋白懸浮液，加入2kg活性炭，加熱至80℃，在80℃溫度下脫色1.5h，得脫色後的玉米蛋白懸浮液；
(4)過濾：取步驟(3)中脫色後的玉米蛋白懸浮液，使用板框壓濾機保持脫色後的玉米蛋白懸浮液在95℃溫度下進行過濾，濾液即為玉米蛋白溶液，冷卻，結晶，使用乾燥塔對結晶後的玉米蛋白進行乾燥，得玉米蛋白甲醛清除劑。
本發明玉米蛋白甲醛清除劑採用qb/t2761-2006《室內空氣淨化產品淨化效果測定方法》檢測空氣樣品中甲醛的濃度，進行清除甲醛實驗。
qb/t2761-2006甲醛清除劑去除有害氣體試驗方法：
1.1、實驗條件：
試驗溫度：(23.0±3)℃，溼度：(50.0±5)％rh；
模擬實驗室：1.5m3空氣試驗艙；
1.2、去除試驗方案：
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24小時進行採樣記為初始濃度。
1.2.2、將實施例3製備的300g玉米蛋白甲醛清除劑均勻的噴灑在三張1m2的基紙上，晾乾後懸掛在空氣試驗艙的中央位置，經過24h再採集空氣試驗艙內空氣樣品，記為24h濃度。
1.2.3、對採集的樣品依據qb/t2761-2006《室內空氣淨化產品淨化效果測定方法》檢測空氣樣品中甲醛的濃度。根據樣品中檢測出的濃度，計算出本實施例的玉米蛋白甲醛清除劑對甲醛的去除效率。
1.3、試驗說明：
依據qb/t2761-2006《室內空氣淨化產品淨化效果測定方法》要求，其所檢項目的有害物質限量值為：甲醛濃度≤0.10mg/m3。試驗設計的初始濃度為標準要求限量的10倍。
1.4去除效率計算：
去除效率＝(初始濃度–24h濃度)/(初始濃度)×100％
本發明玉米蛋白甲醛清除劑經國家環保產品質量監督檢驗中心實驗室的以上方法檢驗，本發明玉米蛋白甲醛清除劑對空氣中甲醛清除效率達到91％(檢驗報告編號：ghb2013hz00459)。
本發明玉米蛋白甲醛清除劑經國家安監總局危險化學品鑑定中心鑑定，玉米蛋白甲醛清除劑不屬於危險化學品(檢驗報告編號：2013090308-c，查詢編碼3me3l3e3p-i)。
本發明玉米蛋白甲醛清除劑經中國預防醫學科學院，國家疾病預防控制中心毒理所進行小白鼠ld50檢測，結果為實際無毒級(檢驗報告編號：231600019014)。
本發明玉米蛋白甲醛清除劑應用在人造板生產企業河北廊坊東升木業有限公司多層板生產車間，生產的多層板甲醛釋放量由原來的4.6mg/l降低至0.2mg/l，刨花板甲醛釋放量由原來的27.6mg/100g降低至3.8mg/100g，達到日本f****級(甲醛釋放量≤0.3mg/l)人造板甲醛釋放量標準，且人造板的膠合強度、靜曲強度、防水性等有不同程度的提高，生產車間幾乎無刺鼻甲醛氣味散發。