[发明专利]协同杀生物混合物

说明书

本申请为于2003年7月11日提交的发明名称为“协同杀生物混合物”的03819956.4号中国发明专利申请的分案申请。

相关申请交叉参考

本申请涉及2002年8月22日提交的第60/405,235号美国临时专利申请，并要求其优先权。

发明领域

本发明涉及杀生物剂的协同混合物(或组合(combination))以及其在控制含水系统、更具体而言是工业生产用水、最具体而言是纸浆和纸张加工系统中微生物的生长中的应用。

发明背景

微生物缺少控制的生长可以产生严重的后果，如产品降解或损坏、产品被污染以及妨碍大范围重要的工业过程。微生物在暴露于水的表面生长(例如：再循环系统、热交换器、直流加热和冷却系统、纸浆和纸张加工系统等)尤其有问题，因为土著微生物种群可形成生物膜。视环境而定，生物膜可以发展成被称作粘质(slime)的厚的凝胶状团块。产生粘质的微生物包括细菌、空气传播性微生物、硫酸盐还原菌、丝状细菌、产芽孢杆菌、真菌及藻类。

粘质的存在会干扰许多工艺、系统以及生产，因此粘质在工业装置中的生成尤其成问题。例如，粘质沉积物损坏木制冷却塔并且当其沉积至冷却水系统的金属表面时加剧腐蚀。此外，粘质沉积物易于堵塞或淤塞管路、阀门和流量计以及降低热交换表面的热交换或冷却效率。

粘质的生成对纸张生产具有不利影响。纸浆和造纸厂系统在能促进微生物生长的条件下运转并且经常导致淤塞问题。而且，微生物可形成大量的可从体系表面去除、并且与纸结合的粘质沉积物，这导致纸片断开和撕裂问题增加。此外，粘质可导致最终产品上生成难看的疵点和洞点，并导致产品质量下降或产品不合格。这样使得为了清洗设备而必须关闭造纸过程，从而导致生产时间的损失。

从啤酒厂、葡萄酒厂、牛奶厂和其它食品及饮料工业生产的水系统的清洁和卫生立场来看，粘质也是要不得的。而且，一般而言硫酸盐还原菌经常在石油的二次回收或石油钻探用水中制造问题。硫酸盐还原菌可形成粘质沉积物。然而，硫酸盐还原菌带来的真正问题是它们能并入已形成的生物膜中，并产生具有非常讨厌气味的有毒的副产物，且可通过加速电池作用而引起金属表面的腐蚀。例如，这些微生物能还原存在于注射水中的硫酸盐，产生硫化氢。具有非常讨厌的气味(即臭鸡蛋气味)的硫化氢是腐蚀性的，并且与金属表面反应生成不溶的硫化铁腐蚀产物。

由于在许多金属加工工厂存在温度升高以及环境不卫生的情况，细菌污染物在润滑剂和切削液中增殖是常见的问题。由于微生物污染，经常不得不丢弃这些液体。

为了控制前述的各种工业生产过程中的问题，许多抗微生物剂(即杀生物剂)已经被应用于消除、抑制或减少微生物的生长。这些杀生物剂单独或组合应用于防止或控制由微生物生长引起的问题。

杀生物剂根据它们的化学组成及作用模式分为氧化或非氧化类型。氧化或非氧化杀生物剂是单独使用还是结合使用取决于有问题的微生物、添加杀生物剂的介质的性质，以及包括安全和管理方面考虑的工业特殊要求。

氧化杀生物剂广泛地应用于工业已有几十年，尤其是在已使用强氧化剂控制微生物种群的纸浆和纸张生产中。氧化杀生物剂应用于微生物控制项目的一个重要的方面是施用足够数量的氧化杀生物剂以在工艺过程中维持游离氧化剂残留。这在含有高浓度的溶解的及粒状无机及有机物质的生产用水中可能出现问题。该类生产用水对氧化剂的“需求”较高且可变(即氧化剂可与无机及有机物质发生发应，并致使其作为杀生物剂失效)。因此，工业生产液流中的无机及有机物质的种类和数量将决定氧化剂的需求。例如，氧化杀生物剂被无机类如亚铁、还原的锰、硫化物、亚硫酸盐等以及有机化合物如纤维素纤维以及添加剂消耗。因此，由于这些系统中无机及有机物质浓度逐渐升高，加上不利的物理条件如温度与pH，系统的需求将会提高。

为了克服系统的需求并达到游离氧化剂残留，必须加入足量的氧化剂。尽管饲入大量氧化杀生物剂以超过需求在技术上简单，但这并不实用。不仅加入比率升高增加了处理成本，并且在工业系统还会出现许多不良的副作用。这些副作用为系统依赖性的。

在造纸系统中，如次氯酸钠的强氧化剂经常用于控制微生物的生长以防止造纸工艺中的不良影响。然而，如次氯酸钠的强氧化剂经常会为机器导致比它们所克服的更多的问题。在造纸系统中，强氧化剂的副作用可以尤其是腐蚀速率升高、染料及其它贵重的浆料化学品(例如，抛光剂、干强度和湿强度添加剂以及胶料)的消耗升高，且使用寿命降低。