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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及嗜碱芽胞杆菌及其菌剂在以胶清为原料生产标准天然橡胶10号胶中的应用,属于天然橡胶加工。
技术介绍
1、天然橡胶作为轮胎制造及其他橡胶制品行业中的核心工业原料,天然橡胶源自橡胶树的鲜胶乳,鲜胶乳经过凝固的过程,随后对凝固块实施脱水及干燥等处理,最终转化为生胶产品。在鲜胶乳采集作业中,为确保其新鲜度并预防微生物的侵害,农户常规操作是添加氨水作为防腐剂及抑菌剂,由此获得的鲜胶乳原料中氨含量参差不齐。胶清是由天然橡胶鲜胶乳离心生产浓缩胶乳时的副产物,胶乳在离心后,较大的胶粒均分布在浓缩胶乳中,胶清中粒子小而且含量低,胶清中含橡胶烃约3~7%。在经过离心后,非胶组分大量进入到胶清中,使得胶清中的非胶组分(例如蛋白质(含量8~15%)、磷脂和金属离子等)含量高于鲜胶乳。这些物质随着胶清的絮凝进入到胶清橡胶中;胶清橡胶中聚异戊二烯含量不足80%,由于蛋白质含量高,其在贮存过程中易霉变,硫化速度快,易焦烧。
2、由于胶清胶粒粒径小,粒子比表面积小,导致表面吸附的非胶组分整体含量较高,而非胶组分的密度大于橡胶烃。因此,与胶乳相比,胶清中胶粒粒径小,布朗运动较强,胶粒碰撞几率大,稳定性差,但其胶粒浓度低,絮凝困难。为了加快絮凝速度、降低成本,目前常用硫酸絮凝,硫酸絮凝法生产的胶清橡胶具有氮含量偏高、pri偏低等缺点,生产时的废水量大,且因含硫酸根离子,后期处理比较困难,环保压力大;同时硫酸具有强腐蚀性,操作不安全,严重腐蚀设备。
3、氨作为鲜胶乳的保鲜剂,易溶于水,离心后随乳清相大量进入胶清,使胶清中氨含量更高
4、目前胶清的絮凝方式主要有以下几种:
5、(1)用蛋白酶处理胶清,提升胶清橡胶的性能。
6、微生物絮凝是采用蛋白酶对胶粒表面的蛋白质进行分解,使胶粒的保护层被破坏,胶粒失稳破乳絮凝。
7、(2)中空纤维柱浓缩法制备胶清橡胶:去除金属离子(如铜、锰等),提高胶清橡胶的力学性能和抗老化性。
8、(3)通过加入纳米填料,例如粘土、炭黑、白炭黑等,与胶清橡胶共同絮凝制备共沉胶,制得纳米复合材料。
9、中国专利cn103232559b公开了一种提高胶清橡胶的各项技术指标达到标准橡胶10号胶要求的方法:首先使用蛋白酶处理胶清,加入表面活性剂进行表面置换,加入焦亚硫酸钠抗氧化,然后凝固;湿凝胶需分别置于氢氧化钠、草酸和碳酸钙溶液中浸泡,最后烘干得到各项技术指标达到标准橡胶10号胶要求的胶清橡胶,工艺技术十分复杂。
10、中国专利cn103772532a提供一种胶清橡胶的加工方法,采用有机酸中和胶清中的氨,加入蛋白酶后与有机酸溶液并流下槽,在凝固槽中进行凝固熟化,但其胶清橡胶产品氮含量>0.6%,pri<50,不满足国家标准gb/t8081-2018中scr10技术指标的要求。
11、中国专利cn104693321a和学位论文“胶清橡胶品质提升及性能研究”(张哲,海南大学硕士论文,2013年)中,均采用中空纤维柱滤除小分子量的非橡胶组分,浓缩得到干胶含量为10~50%的胶清乳液,在纯化胶清中加入木瓜蛋白酶处理后,用酸凝固制得固体胶清橡胶,达到国产5号标准胶的性能指标要求,但该技术需对现有工艺设备进行较大改造,且工艺流程复杂,不利于工业化生产。
12、中国专利cn112048029a采用向胶清中加入碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、酸性蛋白酶和中性蛋白酶等四种蛋白酶分别酶解处理胶清后,加酸凝固酶解处理的胶清,得到的湿胶粒还需用10%的巯基苯并噻唑钠盐水溶液中浸泡20~30min后干燥才可得到标准橡胶,其生产工艺繁琐,不利于工业化应用。
13、现有技术中的胶清橡胶生产体系在处理胶清时,往往需要添加大量的酸或者蛋白酶,调整其ph值或氨含量至适宜的生产范围,以及同时使用其他复杂手段处理才能得到符合国家标准的天然橡胶10号胶(scr10),生产工艺复杂,这不仅增加了生产成本,还限制了生产效率和灵活性,不利于天然橡胶的工业化生产和广泛应用。为解决胶清量大、絮凝困难,处理工艺繁琐,得到的胶清橡胶性能较差以及废水处理困难等问题,寻找一种合理处理胶清制备高性能胶清橡胶的方式是目前面临的重要任务。
技术实现思路
1、针对于
技术介绍
中所提到的现状,为解决上述技术问题,本专利技术提供一株嗜碱芽胞杆菌(bacillus alcalophilus),该菌购自中国工业微生物菌种保藏管理中心,保藏编号为cicc 23037。本专利技术采用生物的絮凝方法,使胶清橡胶的性能能够与普通的天然橡胶10号胶(scr10)相当,提高天然橡胶的产量,工艺简单,同时又降低废水后期处理难度,能使生产过程实现环保。
2、本专利技术的第一个目的是提供嗜碱芽胞杆菌cicc 23037或含有嗜碱芽胞杆菌cicc23037及其代谢产物的菌剂在以胶清为原料生产标准天然橡胶10号胶(scr10)中的应用。
3、在本专利技术的一种实施方式中,所述天然橡胶10号胶满足《gb/t 8081-2018天然生胶技术分级橡胶(tsr)规格导则》中10号胶技术要求(p0≥30,pri≥50,氮含量≤0.75%)。
4、在本专利技术的一种实施方式中,所述应用具体为:调节胶清ph,将胶清与嗜碱芽胞杆菌cicc 23037菌剂并流混合入凝固槽,静置凝固,胶块熟化后,按照天然橡胶生产工艺生产得到胶清橡胶。
5、在本专利技术的一种实施方式中,所述胶清经35~45目筛过滤除杂后得到。
6、在本专利技术的一种实施方式中,所述胶清中干胶含量为4%~6%(w/w)。
7、在本专利技术的一种实施方式中,所述调节胶清ph为利用10%甲酸调节胶清ph≤9。
8、在本专利技术的一种实施方式中,所述菌剂的添加量为胶清中干胶含量的0.05%~0.10%(w/w)。
9、在本专利技术的一种实施方式中,所述菌剂需要用8~10倍质量的水稀释或溶解。
10、在本专利技术的一种实施方式中,所述熟化时间为14~24h。
11、在本专利技术的一种实施方式中,所述天然橡胶生产工艺为将熟化后的胶块进行压薄脱水、洗涤、压片、造粒、干燥。
12、在本专利技术的一种实施方式中,所述干燥的条件为110~115℃干燥7~12h。
13、在本专利技术的一种实施方式中,所述菌剂为固体菌剂或液体菌剂。
14、在本专利技术的一种实施方式中,所述菌剂中嗜碱芽胞杆菌cicc 23037的活菌数为107~109cfu/ml。
15、在本专利技术的一种实施方式中,所述菌剂中嗜碱芽胞杆菌cicc 23037的菌浓范围为107~109cfu/ml。
16、在本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.嗜碱芽胞杆菌CICC 23037或含有嗜碱芽胞杆菌CICC 23037及其代谢产物的菌剂在以胶清为原料生产标准天然橡胶10号胶中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述应用具体为:调节胶清pH,将胶清与嗜碱芽胞杆菌CICC 23037菌剂并流混合入凝固槽,静置凝固,胶块熟化后,按照天然橡胶生产工艺生产得到胶清橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述菌剂的添加量为胶清中干胶含量的0.05%~0.10%w/w。
4.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述调节胶清pH为利用甲酸调节胶清pH≤9。
5.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述菌剂的活性组分为嗜碱芽胞杆菌CICC 23037活性菌体及其在培养过程中分泌的蛋白酶。
6.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述菌剂中的蛋白酶活为500~1000U/g、嗜碱芽胞杆菌活菌数为(0.5~1.0)×108CFU/g。
7.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述菌剂为固体菌剂或液体菌剂。
9.一种制备氮含量≤0.6%、塑性初值P0≥30、塑性保值率PRI≥50%、定伸应力≥2.0Mpa和/或拉伸强度≥25Mpa的天然橡胶的方法,其特征在于,所述方法利用嗜碱芽胞杆菌CICC 23037或含有嗜碱芽胞杆菌CICC 23037及其代谢产物的菌剂制备得到。
10.一种以胶清为原料生产的标准天然橡胶10号胶,其特征在于,所述标准天然橡胶10号胶是根据权利要求1~8所述应用或由权利要求9所述方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.嗜碱芽胞杆菌cicc 23037或含有嗜碱芽胞杆菌cicc 23037及其代谢产物的菌剂在以胶清为原料生产标准天然橡胶10号胶中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述应用具体为:调节胶清ph,将胶清与嗜碱芽胞杆菌cicc 23037菌剂并流混合入凝固槽,静置凝固,胶块熟化后,按照天然橡胶生产工艺生产得到胶清橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述菌剂的添加量为胶清中干胶含量的0.05%~0.10%w/w。
4.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述调节胶清ph为利用甲酸调节胶清ph≤9。
5.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于,所述菌剂的活性组分为嗜碱芽胞杆菌cicc 23037活性菌体及其在培养过程中分泌的蛋白酶。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭兰英,邵小波,孙军勇,杨继帅,玉喃养,吴钰琳,
申请(专利权)人:西双版纳合盛橡胶科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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