协同的基于过氧化物的灭菌剂组合物制造技术

此处披露了通过在pH大于5下添加过氧化合物控制含有亚硫酸盐和/或重亚硫酸盐残留物的水性系统中微生物生长的方法。此处进一步披露了优化的造纸灭菌剂方案，该方案由用过氧化物初始处理亚硫酸盐漂白纸浆和随后向造纸白水施加N‑氢‑稳定化活性卤素化合物组成，还披露了在亚硫酸盐和/或重亚硫酸盐存在下的水性系统中确定过氧化物浓度的方法。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为200980138285.2，申请日为2009年9月28日，申请人为隆萨公司，专利技术创造名称为“协同的基于过氧化物的杀生物剂组合物”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及在包含亚硫酸盐和/或重亚硫酸盐残留物的水性系统(例如应用基于亚硫酸盐的还原漂白之后获得的溶液或悬浮液)中控制微生物生长的方法。本专利技术进一步涉及在含过氧化物水性系统中稳定活性卤素灭菌剂的方法。
技术介绍
还原漂白在造纸中被频繁应用。该种漂白工艺通常采用重亚硫酸盐或生成重亚硫酸盐的溶液。在增强纸张亮度的同时，该种溶液的使用还可在所生成的浆料中导致亚硫酸盐残留物。亚硫酸盐使得浆料保存和后续造纸机沉积控制变得更为困难，因为许多纸张杀粘菌剂和防腐剂例如二溴硝基丙酰胺、异噻唑啉酮，特别是氧化灭菌剂在亚硫酸盐存在下变得不稳定。令人惊奇的是，已经发现在优化的pH下，向包含残留亚硫酸盐的系统中施加氧化灭菌剂不仅能获得成功，甚至能提供协同微生物控制。特别地，已经发现在优化pH后，亚硫酸盐漂白纸浆可被有效地，甚至协同地用过氧化氢进行处理，以得到漂白和微生物控制。亚硫酸盐对酸性介质(pH<5)中过氧化氢的快速中和众所周知，并且是标准过氧化氢滴定分析方法的基础。已经发现，在升高的pH下，这些通常不相容的材料可共存一段时间，该时间足以允许漂白和微生物控制应用。
技术实现思路
根据本专利技术，含亚硫酸盐和/或重亚硫酸盐残留物的水性系统中的微生物生长可通过如下方式控制：将水性系统调节并维持在pH>5，优选pH6-11，更优选7.5-10，并添加过氧化合物。本专利技术中通过上限和下限进行限定的pH范围和任意数值范围应被理解为还包括所有由任意上限和任意下限的组合形成的子范围。优选的过氧化合物包括过氧化氢，无机过氧化合物例如碱金属或碱土金属过硼酸盐、过碳酸盐或过硫酸盐，有机过氧酸例如过乙酸或过苯甲酸，其它的有机过氧化合物例如过氧化脲，以及前述化合物的混合物。术语“过硫酸盐”同时包括单过硫酸盐(例如，过一硫酸H2SO5的盐)和过二硫酸盐(即，过二硫酸H2S2O8的盐)。过氧化合物的效力可通过添加漂白活化剂如四乙酰基乙二胺(TAED)进行提高。特别优选的过氧化合物是过氧化氢。必要时，水性系统的pH可通过添加碱或碱性盐例如碱金属或碱土金属氢氧化物、碳酸盐、重碳酸盐、硼酸盐、偏硅酸盐或其混合物进行控制和/或缓冲。在优选的实施方式中，该亚硫酸盐和/或重亚硫酸盐以及刚添加的过氧化合物的浓度各自为1-300ppm，更优选各自为5-200ppm，最优选各自为10-100ppm。可从根据本专利技术的亚硫酸盐/过氧化物相容化受益的应用包括造浆和造纸、回收纸造浆和造纸、浆料或生物量漂白、织品漂白以及类似的应用。由于以过氧化合物(例如过氧化氢)处理水性系统(例如浆料浆液)将在所述水性系统中形成一定浓度范围的过氧化物或残留物，因此任意后续施加的灭菌剂对于过氧化物处理或过氧化物残留物保持稳定非常重要。已经发现，包含过氧化氢的溶液，例如稀释的造纸浆料，可用稳定化的活性卤素成功处理。这一附加的结果出人意料，因为众所周知活性卤素物质在过氧化物存在下会被中和(过氧化氢可同时作为氧化剂和还原剂)。还特别地发现，具有氮结合卤素的活性卤素物质在过氧化物存在下出人意料的稳定。根据本专利技术，含有过氧化物或过氧化物残留物的水性系统中的活性卤素灭菌剂可通过活性卤素灭菌剂与含过氧化物水性系统合并前向该灭菌剂添加N-氢化合物进行稳定化。此处和下文的N-氢化合物是具有至少一个直接结合至氮原子的氢原子的有机或无机化合物。本新型方法最适合用于同时使用过氧化物和活性卤素的应用领域。活性卤素灭菌剂是包含处于氧化态0或+1的卤素(特别是氯或溴，例如元素氯或溴以及次铝酸盐或次溴酸盐)的灭菌剂。在优选的实施方式中，通过N-氢化合物稳定化的活性卤素(以Cl2计)的浓度为0.1-20ppm。此处和下文的表述“以Cl2计”表示化学计量上相当于给定系统中活性卤素浓度的元素氯的浓度。优选的N-氢化合物选自氨，铵盐，例如硫酸铵和溴化铵，其它不含碳氢键的氮化合物，例如脲，双缩脲，异氰脲酸以及氨基磺酸，有机N-氢化合物，例如对甲苯磺酰胺，5,5-二烷基-乙内酰脲，甲基磺酰胺，巴比妥酸，5-甲基尿嘧啶，咪唑啉，吡咯烷酮，吗啉，乙酰苯胺，乙酰胺，N-乙基乙酰胺，酞酰亚胺，苯甲酰胺，丁二酰亚胺，N-一羟甲基脲，N-甲基脲，乙酰基脲，脲基甲酸甲酯，氨基甲酸甲酯，酞酰肼，吡咯，吲哚，甲酰胺，N-甲基甲酰胺，双氰胺，氨基甲酸乙酯，1,3-二甲基双缩脲，甲苯基双缩脲，4,4-二甲基-2-噁唑烷酮，6-甲基尿嘧啶，2-咪唑啉酮，亚乙基脲，2-嘧啶酮，吖丁啶-2-酮，2-吡咯烷酮，已内酰胺，苯亚磺酰亚胺，苯亚磺酰亚胺基酰胺，二芳基-或二烷基亚磺酰亚胺，异噻唑啉-1,1-二氧化物，乙内酰脲，甘氨酸，哌啶，哌嗪，乙醇胺，甘氨酰胺，肌酸和甘脲。更优选的N-氢化合物是5,5-二甲基乙内酰脲、脲、氨或铵盐。在该水性系统中的过氧化物或过氧化物残留物优选是过氧化氢、碱金属或碱土金属过碳酸盐、过硼酸盐或过硫酸盐、有机过氧酸或前述两种或更多种的混合物，最优选过氧化氢。任一发现(即，过氧化物处理的亚硫酸盐浆料的协同性能以及活性卤素针对过氧化物或过氧化物残留物降解的稳定性)的优选应用在于浆料和纸张加工、回收制浆和造纸、脱墨、浆料漂白、生物量漂白、织物漂白或粘泥浆漂白。优选的水性系统是浆料和造纸浆液和液体、回收浆料浆液、浆料厚胚、脱墨液体浆、浆料或生物量漂白浆液和液体、织品漂白液体和粘泥浆。其它优选的应用在于水处理，例如废水、造纸液体和水、池塘和温泉水、工业冷却水、暴露至反渗透过滤器或离子交换树脂的水，以及包括分馏罐和井下应用或者硬表面消毒中油田应用水性系统。其它优选的应用在于食物和农作物保护应用(包括水果和蔬菜清洗、肉和家禽加工、饮料加工、鱼类养殖和水产业)中发现的水性系统。结合这两种发现(即，过氧化物处理的亚硫酸盐浆料的协同性能以及活性卤素针对过氧化氢或过氧化物残留物降解的稳定性)形成了可用于造纸的高成本效率微生物控制方案的定义。该方案包括用亚硫酸盐进行浆料漂白，然后用过氧化物处理，再在具有氮结合卤素的活性卤素灭菌剂存在下将该浆料转化为纸张。在优选的实施方式中，该包含过氧化物的水性系统可通过向pH大于5的所述水性系统添加包含至少一种过氧化合物的组合物获得。在优选的合并方法的应用中，该水性系统选自造浆和造纸的浆液、回收浆料的浆液、浆料厚胚、脱墨液体浆、浆料或生物量漂白浆液和液体、织品漂白溶液和粘泥浆。根据本专利技术，可通过联合施加亚硫酸盐和过氧化合物(可选地结合活化剂如四乙酰乙二胺)、联合施加过氧化合物和活性卤素或者联合施加亚硫酸盐和过氧化合物并随后联合施加或生成过氧化合物和活性卤素来优化性价比。这种联合施加目前受到这些物质的快速互相中和而被禁止。本专利技术证实了联合甚至协同使用这些类型的化合物的方法。本专利技术的另一目标是在含亚硫酸盐和/或重亚硫酸盐的水性系统中确定过氧化物浓度的分析方法。该方法包括如下步骤：(i)添加确定量的过量N-氢稳定化活性氯化合物以立即破坏该亚硫酸盐和/或重亚硫酸盐，同时留下一定量的未反应N-氢稳定化活性氯化合物，(ii)测量未反应N-氢稳定化活本文档来自技高网...

【技术保护点】
在含有亚硫酸盐和/或重亚硫酸盐残留物的水性系统中控制微生物生长的方法，所述方法包括向pH大于5的所述水性系统添加包含至少一种过氧化合物的组合物。

【技术特征摘要】
2008.10.27 EP 08018736.2;2008.09.26 US 61/100,3261.在含有亚硫酸盐和/或重亚硫酸盐残留物的水性系统中控制微生物生长的方法，所述方法包括向pH大于5的所述水性系统添加包含至少一种过氧化合物的组合物。2.如权利要求1所述的方法，其中该过氧化合物选自过氧化氢、碱金属过碳酸盐、碱土金属过碳酸盐、碱金属过硼酸盐、碱土金属过硼酸盐、碱金属过硫酸盐、碱土金属过硫酸盐、有机过氧酸及其混合物。3.如权利要求2所述的方法，其中该过氧化合物是过氧化氢。4.如权利要求1-3任意一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含漂白活化剂。5.如权利要求4所述的方法，其中所述的漂白活化剂为四乙酰基乙二胺。6.如权利要求1-5任意一项所述的方法，其中该pH介于6和11。7.如权利要求6所述的方法，其中该pH介于7.5和10。8.如权利要求1-7任意一项所述的方法，其中水性体统的pH通过采用选自碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属重碳酸盐、碱土金属重碳酸盐、碱金属碳酸盐、碱土金属碳酸盐、碱金属偏硅酸盐或其混合物的化合物进行调节。9.如权利要求1-8任意一项所述的方法，其中该亚硫酸盐和/或重亚硫酸盐以及刚添加的过氧化合物的浓度各自为1-300ppm。10.在含过氧化物水性系统中稳定活性卤素灭菌剂的方法，所述方法包括在该活性卤素灭菌剂与所述含过氧化物水性系统合并之前，向该活性卤素灭菌剂添加N-氢化合物。11.如权利要求10所述的方法，其中被N-氢化合物稳定的活性卤素(以Cl2计)的浓度为0.1-20ppm。12.如权利要求10或11所述的方法，其中该N-氢化合物选自氨，铵盐，例如硫酸铵和溴化铵，不含碳氢键的氮化合物，例如脲，双缩脲，氨基磺酸和异氰脲酸，取代的N-氢化合物，例如甲基磺酰胺，对甲苯磺酰胺，5,5-二烷基乙内酰脲，巴比妥酸，5-甲基尿嘧啶，咪唑啉，吡咯烷酮，吗啉，乙酰苯胺，乙酰胺，N-乙基-乙酰胺，酞酰亚胺，苯甲酰胺，丁二酰亚胺，N-一羟甲基脲，N-甲基脲，乙酰基-脲，脲基甲酸甲酯，氨基甲酸甲酯，酞酰肼，吡咯，吲哚...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·戈尔登·斯维尼，
申请(专利权)人：隆萨公司，
类型：发明
国别省市：美国;US