本發明專利技術涉及一種水質穩定劑，由下述原料按重量份數比制備而成：聚天冬氨酸20-30份、聚丙烯酸鈉30-45份、葡萄糖酸鈣30-34份、鉬酸鈉5-10份、木質素5-10份、水80-100份。本發明專利技術為水質穩定劑制備所需葡萄糖酸鈣提出了新工藝，該新工藝確保葡萄糖酸鈣收率高，反應條件溫和，設備簡單易得，是一種綠色環保的生產工藝。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種水質穩定劑，尤其是涉及一種低毒環保型水質穩定劑。
技術介紹
在循環冷卻水系統中，結垢與腐蝕是普遍存在的課題，嚴重地影響著產品的經濟效益，近年來，水質穩定技術在國內外都有飛速的發展，突出地解決了循環冷卻水中的結垢與腐蝕的難題。為防止冷卻水對設備的腐蝕和結垢而加入循環冷卻水中的化學藥劑。能與水中鈣、鎂離子等成垢物質形成穩定的絡合物，易溶于水，起良好的鰲合、分散、緩蝕作用，阻止結垢并對老垢層起到疏松作用，便于清垢。對碳鋼、不銹鋼有較好的緩蝕、阻垢作用，可提高設備換熱效果，延長設備使用壽命，起到節水和節能以及節約鋼材的作用。目前，工業循環冷卻水中水處理劑卞要為磷系藥劑廠由于P043_是菌藻滋長的營養源，環保卜限制含磷物質的排放。因此磷系藥劑向著低磷或無磷環保方向發展，開發適合未來環境保護的新型阻垢緩蝕劑，是目前國內外研究的熱點。葡萄糖酸鈣作為水質穩定劑組分之一，通常使用量較大，使用傳統的制作工藝和催化劑存在收率低、反應條件苛刻以及設備結構復雜等缺陷。具體來說:葡萄糖酸鈣的生產方法有電解氧化法、溴化法、金屬催化合成法、發酵法等。在工業化大生產中，目前主要采用 金屬催化法和發酵法。近年來，酶制劑工業伴隨著下游行業的快速發展而發展，在種類和品質上都有了很大的提高。酶法工藝就是利用酶制劑直接將葡萄糖轉化成葡萄糖酸，再經過堿的中和作用，將其轉化成葡萄糖酸鹽系列產品。與發酵法相比，酶法最顯著的特點就是不需要種子培養，免去了微生物和培養基等原輔材料對反應體系的干擾，提高了反應產物的純度，給提取和精制帶來方便。沒有了種子培養，因而反應更加容易控制，生產也會變得更加平穩。對生產者而言，酶法工藝簡便，設備簡單、操作方便，沒有染菌的危險，而且產物單一，純度高，易于分離和精制，產品質量和收率顯著提高，產品等級完全達到食品級和注射級標準。對于新建廠，可以省去種子罐和部分提取設備，降低了設備投資。與金屬催化法相比，酶法還具有安全性高的特點。將酶進行固定化，可以顯著提高酶的穩定性。不易受外界環境的影響而失活。固定化酶易于與產品分離，由于反應體系中只有底物，產物，固定化酶，反應結束后將固定化酶從反應體系中分離回收，體系中只存在產物，易于進行產品的精制，產品純度高。固定化酶可以重復進行回收利用，大大降低酶的成本。但是，這些固定化酶方法仍然存在一些缺點:比如載體微球表面積有限，無法負載過多的酶蛋白，使酶活力回收率較低。另外，由于傳質阻力的影響，反應過程中生成的H2O2不能迅速分解，從而導致GOD和CAT失活，固定化酶在連續使用后很快便失去大部分的酶活性
技術實現思路
本專利技術設計了一種水質穩定劑，其解決的技術問題是:(1)葡萄糖酸鈣作為水質穩定劑組分之一在制備時，使用傳統的制作工藝和催化劑存在收率低、反應條件苛刻以及設備結構復雜等缺陷；(2)現有通過固定化酶制備葡萄糖酸鈣工藝存在載體微球表面積有限，無法負載過多的酶蛋白，使酶活力回收率較低；(3)由于傳質阻力的影響，反應過程中生成的H2O2不能迅速分解，從而導致GOD和CAT失活，固定化酶在連續使用后很快便失去大部分的酶活性。為了解決上述存在的技術問題，本專利技術采用了以下方案:一種水質穩定劑，由下述原料按重量份數比制備而成:聚天冬氨酸20-30份、聚丙烯酸鈉30-45份、葡萄糖酸鈣30-34份、鑰酸鈉5_10份、木質素5_10份、水80-100份，其特征在于:所述葡萄糖酸鈣制備過程如下:步驟1:以具有聚甲基丙烯酸類大孔樹脂微球為載體，微球的平均孔徑介于100nm-200nm之間，以1-5% (v/v)乙二胺溶液為氨基化試劑,按載體質量:氨基化試劑體積1: 40-50將載體分散于氨基化試劑中，在pH7-9，40-9(TC下振蕩反應Ι-lOh，收集氨基化載體；步驟2:按照葡萄糖氧化酶(GOD):過氧化氫酶(CAT)的活力比為1: 1-8的比例，將葡萄糖氧化酶(GOD)和過氧化氫酶(CAT)溶解于pH5-8的磷酸緩沖液中；在酶溶解液中加入0.2% (w/v)碳二亞胺以及0.2% (w/v)N-羥基琥珀酰亞胺，0-8°C下反應20-75min，然后將氨基化載體分散于酶液中，25-35°C下攪拌反應1-1Oh ;步驟3:在步驟2所得反應液中加入1-5倍反應液體積的丙酮和0.1-2.0% (v/v)交聯劑的混合物，繼續反應l_2h，將反應后生成的反應液進行過濾，棄濾液，收集固形物，用磷酸緩沖液或水洗滌至少4次，干燥得到共固定化葡萄糖氧化酶/過氧化氫酶微球；步驟4:按照質量百分比為20%配制葡萄糖溶液，在裝有攪拌槳的容器中，加入葡萄糖溶液和碳酸鈣，葡萄糖溶液和碳酸鈣摩爾比為2: 1-1.3，按照葡萄糖質量的0.6% I %加入共固定化葡萄糖氧化酶/過氧化氫酶微球，進行氧化同時進行葡萄糖酸和碳酸鈣中和產生葡萄糖酸鈣的反應，氧化溫度32-40°C ;通風1: 0.14 0.15 (v/v/h，每小時通氣量與容器實際料液體積的比值)；氧化時間15 20小時，ph5.5 7.5，殘糖低于0.3%時氧化結束，得到葡萄糖酸鈣，化學方程式為:2C6H1207+CaC03 = Ca (C6H11O7) 2+H20+C02。進一步，步驟2中葡萄糖氧化酶(GOD):過氧化氫酶(CAT):磷酸緩沖液相互之間的體積比為10-15: 1: 400-500。進一步，步驟4中氧化結束后，回收固定化葡萄糖氧化酶/過氧化氫酶微球進行重復使用。進一步，步驟3中的交聯劑為戊二醛或香草醛。該水質穩定劑與傳統水質穩定劑相比，具有以下有益效果:(I)本專利技術為水質穩定劑制備所需葡萄糖酸鈣提出了新工藝，該新工藝確保葡萄糖酸鈣收率高，反應條件溫和，設備簡單易得，是一種綠色環保的生產工藝。(2)本專利技術采用聚甲基丙烯酸類大孔樹脂為固定化載體，成本低，其孔徑、粒徑及環氧基密度均可控，由于樹脂的孔徑、粒徑等參數對酶的負載量影響非常大，因此聚甲基丙烯酸類大孔樹脂可以根據具體需求最大限度的適用于G0D/CAT的固定化。(3)本專利技術采用將酶蛋白聚集交聯，使有限的載體表面積能負載更多的酶蛋白。另外由于載體有合適的孔徑，能夠克服傳質阻力的影響，固定化酶擴散傳質阻力很小，反應速率接近于使用游離酶。(4)本專利技術的共固定化葡萄糖氧化酶/過氧化氫酶微球能有效促進載體和酶分子的共價連接，大大提高了固定化效率，并且顯著延長了共固定化G0D/CAT的使用壽命，可反復使用次，生產成本低，有利于可持續發展。(5)本專利技術以聚天冬氨酸為主的具有優良阻垢緩蝕性能的水質穩定劑，其可生物降解，環保，投加量少，屬于易降解的物質。(6)本專利技術由于以木質素為組分，木質素起到分散的功效，有效的避免結垢的形成，并且綠色環保。(7)本專利技術由于以鑰酸鈉為組分，鑰酸鈉與葡萄糖酸鈣復配使用，這樣不僅可以減少鑰酸鹽的使用量，而且可以提高緩蝕效果。具體實施例方式下面結合實施例，對本專利技術做進一步說明:實施例1:一種水質穩定劑，由下述原料按重量份數比制備而成:聚天冬氨酸20份、聚丙烯酸鈉30份、葡萄糖酸鈣30份、鑰酸鈉10份、木質素10份、水100份。其中，葡萄糖酸鈣的準備工藝如下:以2% (v/v)乙二胺溶液為氨基化試劑，載體平均孔徑為100_200nm，按載體質量:氨基化試劑體積1: 40將載體分散于2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種水質穩定劑，由下述原料按重量份數比制備而成：聚天冬氨酸20?30份、聚丙烯酸鈉30?45份、葡萄糖酸鈣30?34份、鉬酸鈉5?10份、木質素5?10份、水80?100份，其特征在于：所述葡萄糖酸鈣制備過程如下：步驟1：以具有聚甲基丙烯酸類大孔樹脂微球為載體，微球的平均孔徑介于100nm?200nm之間，以1?5％(v/v)乙二胺溶液為氨基化試劑，按載體質量：氨基化試劑體積1∶40?50將載體分散于氨基化試劑中，在pH7?9，40?90℃下振蕩反應1?10h，收集氨基化載體；步驟2：按照葡萄糖氧化酶(GOD)：過氧化氫酶(CAT)的活力比為1∶1?8的比例，將葡萄糖氧化酶(GOD)和過氧化氫酶(CAT)溶解于pH5?8的磷酸緩沖液中；在酶溶解液中加入0.2％(w/v)碳二亞胺以及0.2％(w/v)N?羥基琥珀酰亞胺，0?8℃下反應20?75min，然后將氨基化載體分散于酶液中，25?35℃下攪拌反應1?10h；步驟3：在步驟2所得反應液中加入1?5倍反應液體積的丙酮和0.1?2.0％(v/v)交聯劑的混合物，繼續反應1?2h，將反應后生成的反應液進行過濾，棄濾液，收集固形物，用磷酸緩沖液或水洗滌至少4次，干燥得到共固定化葡萄糖氧化酶/過氧化氫酶微球；步驟4：按照質量百分比為20％配制葡萄糖溶液，在裝有攪拌槳的容器中，加入葡萄糖溶液和碳酸鈣，葡萄糖和碳酸鈣摩爾比為2∶1?1.3，按照葡萄糖質量的0.6％～1％加入共固定化葡萄糖氧化酶/過氧化氫酶微球，進行氧化同時進行葡萄糖酸和碳酸鈣中和產生葡萄糖酸鈣的反應，氧化溫度32?40℃；通風1∶0.14～0.15(v/v/h，每小時通氣量與容器實際料液體積的比值)；氧化時間15～20小時，ph5.5～7.5，殘糖低于0.3％時氧化結束，得到葡萄糖酸鈣，化學方程式為：2C6H12O7+CaCO3＝Ca(C6H11O7)2+H2O+CO2。...
【技術特征摘要】
1.一種水質穩定劑，由下述原料按重量份數比制備而成:聚天冬氨酸20-30份、聚丙烯酸鈉30-45份、葡萄糖酸鈣30-34份、鑰酸鈉5_10份、木質素5_10份、水80-100份，其特征在于:所述葡萄糖酸鈣制備過程如下:步驟1:以具有聚甲基丙烯酸類大孔樹脂微球為載體，微球的平均孔徑介于100nm-200nm之間，以1-5% (v/v)乙二胺溶液為氨基化試劑,按載體質量:氨基化試劑體積1: 40-50將載體分散于氨基化試劑中，在pH7-9，40-9(TC下振蕩反應Ι-lOh，收集氨基化載體；步驟2:按照葡萄糖氧化酶(GOD):過氧化氫酶(CAT)的活力比為1: 1-8的比例，將葡萄糖氧化酶(GOD)和過氧化氫酶(CAT)溶解于pH5-8的磷酸緩沖液中；在酶溶解液中加入0.2% (w/v)碳二亞胺以及0.2% (w/v)N-羥基琥珀酰亞胺，0-8°C下反應20-75min，然后將氨基化載體分散于酶液中，25-35°C下攪拌反應1-1Oh ;步驟3:在步驟2所得反應液中加入1-5倍反應液體積的丙酮和0.1-2.0% (v/v)交聯劑的混合物，繼續反應l_2h，將反應后生成的反應液進行過濾，棄濾液，收...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王飛，殷翠萍，
申請(專利權)人：滁州品創生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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