一种基于微生物的切削液抗劣化工艺制造技术

本发明专利技术提供一种基于微生物的切削液抗劣化工艺，由五个模块组成即过滤模块、杀菌模块、污油处理模块、硬度修复模块、pH修复模块。具体工艺步骤包括：收集切削液表面的污油、杀菌、油污处理、硬度修复、pH修复、最后回流至切削液槽。本发明专利技术克服了现有技术存在的不足，利用铜绿假单胞菌产生的鼠李糖脂，增加切削液中污油的分散效果，提高降解效率，同时还能增加污油的乳化作用和溶解度；利用粪产碱菌可解决切削液长期使用过程中pH下降的问题，利用芽孢杆菌可以解决切削液硬度增加的问题，有效延长切削液的使用寿命。液的使用寿命。液的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微生物的切削液抗劣化工艺


[0001]本专利技术属于切削液回用
，特别涉及一种切削液抗劣化工艺。

技术介绍

[0002]切削液作为机械加工行业广泛应用的一种介质，在冷却、润滑、防锈等方面起重要作用。我国每年切削液的使用量超过千万吨，使用量呈现出增长趋势，而切削液在长期使用过程中劣化产生的切削废液的处理成为长期困扰该行业的难题。未经处理的切削废液排入自然水体，会严重污染环境，威胁水中生物的生长。此外，废液中的有害成分会通过食物链进入人体，引发患癌风险，危害人类健康。由于切削废液COD高、浊度高、有机物浓度高等特点，导致废液处理难度大。而且切削废液中大部分有效成分在尚未失效的前提下被直接处理，也不符合绿色循环经济的要求，且处理费用高昂。切削液的劣化变质原因主要有加工过程中工件表面的防锈油、部分泄露的导轨油等污油的混入，大部分漂浮在切削液表面造成切削液内部处于厌氧环境，导致厌氧微生物的滋生，从而使切削液发酸发臭，破坏了切削液的酸碱平衡。其次工件加工过程中局部高温放热，切削液的蒸发及新液的添加导致切削液中Ca2+、Mg2+、Fe2+离子浓度增加，切削液的硬度增加，会使切削液稳定性降低，影响加工精度。随着国家对绿色制造不断提出新要求，解决该行业的环保难题已迫在眉睫，因此研制出切削液的抗劣化工艺，延长切削液使用寿命，对切削废液减排有重要意义，符合绿色制造的要求。
[0003]目前切削液的循环使用主要以物理过滤的方式去除切削液的中的杂质，专利号：201920981903.0，专利名《机床用智能切削液杀菌除油装置》，能有有效延长切削液使用寿命，改善工作环境，但不能去除切削液中的金属颗粒物，臭氧易溢出造成空气污染；专利号202010916115 .0，专利名《一种新型环保净化设备及切削液净化循环方法》，能够实现智能化实现过滤、重金属回收、新液的补充，但处理量较小，不适合大型机床；专利号：202011217670 .0，专利名《一种切削液回收装置》，能有效去除切削液中的金属物质，对于非金属杂质不易去除，功能单一。这些处理方式主要是去除切削液中的杂质，并未有效改善切削液的其他性质。生产现场对于切削液的酸碱度修复主要通过添加新切削液的方式，会产生额外的成本费用，对于切削液pH、硬度的修复少有提及。目前有研究者发现，特定功能的微生物产生的某些物质可以提高水体中的pH，促进浮油的溶解，常用于废水处理行业，对于切削液的抗劣化问题罕见报道。铜绿假单胞菌是革兰氏阴性菌，广泛存在于环境中，适应能力强，其产生的表面活性剂可以修复被油类污染的水体。粪产碱菌是一种广泛存在于泥土和水中的革兰氏阴性细菌，可以抑制金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、变形杆菌等微生物的生长，且对人体无害，此菌中的许多种类可产生一些非天然的氨基酸，在现今的制药工业上应用广泛。芽孢杆菌可以通过分解碳酸根离子并将其与金属离子结合，并生成具有胶结作用的矿物沉淀。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术，以便提供解决上述问题的一种基于微生物法的切削液抗劣化工艺。
[0005]一种基于微生物的切削液抗劣化工艺，其特征在于：主要由五个模块组成即过滤模块、杀菌模块、污油处理模块、硬度修复模块、pH修复模块；具体工艺步骤如下：（1）收集切削液表面的污油：切削液通过空气隔膜泵和浮球装置将机床液槽中的切削液从表面开始抽吸至处理腔体；（2）杀菌：切削液在处理腔体中停留30
‑
60 min，处理腔体中设置有杀菌模块，灭活切削液中原有的细菌微生物；（3）油污处理：再流入油污处理模块，即将杀菌处理过的切削液再流入投放有驯化后的铜绿假单胞菌微生物活性填料的反应器模块，停留时间为1
‑
4 h，去除切削液表面的污油成分，随后回流至杀菌模块停留30
‑
60 min；（4）硬度修复：灭活后流入投放有切削液软化剂的反应模块停留2
‑
4 h，进行硬度修复，检测切削液的硬度值，出口处设置有过滤模块；通过过滤模块再回流至杀菌模块停留30
‑
60min；（5）pH修复：再次灭活并流入投放有驯化后的切削液PH修复剂反应器模块停留3
‑
6 h，进行pH修复，模块中装有实时pH检测仪，当pH恢复至9.2左右，再次回流至杀菌模块停留30
‑
60 min；（6）最后回流至切削液槽，完成整个切削液修复工艺。
[0006]在上述步骤（1）中，在气动隔膜泵与处理腔体中间设置有过滤模块，由过滤模块清除切削液中的大颗粒固体杂质，然后再流入处理腔体；所述过滤模块分为粗过滤和精过滤，粗过滤采用200
‑
300目的滤网过滤切削液中的大颗粒物，精过滤采用60
‑
120目滤网。
[0007]在上述步骤（2）中，杀菌模块基于紫外灯方式，紫外灯波长254nm,功率37
‑
80w,灯管长度为40
‑
80cm,紫外输出强度为260
‑
350Μw/cm2。
[0008]在上述步骤（3）中，所述铜绿假单胞菌是从废液中提纯获得，将分离后的铜绿假单胞菌在LB固体培养基上平板划线分离后，在25
‑
37℃培养24
‑
36小时，得到铜绿假单胞菌的单菌落，随后将单菌落在无菌操作台上接种到含有15%
‑
100%浓度梯度切削液的LB液体培养基中驯化培养，在25
‑
37 ℃、转速为180
‑
250 rpm摇床上培养24
‑
48h，得到活化后的种子液，将活化后的种子液按5%
‑
20％接种量转接于发酵培养基中，并加入5%
‑
10%植物油，在温度为25
‑
37℃、转速为180～250rpm摇床扩大培养48
‑
72小时，得到大量的发酵液；发酵培养结束后，将发酵液在离心机中，转速为4000
‑
7000rpm,离心15
‑
25min,然后去上清液，沉淀液用无菌营养液稀释，获得菌体浓度为0.4
‑
0.8g/L的铜绿假单胞菌悬液。进一步地，LB液体培养基制作方法为：10g蛋白胨、3g牛肉膏, 5g 氯化钠，加15
‑
100%切削液和水共1L,调节pH=7.2
‑
7.4,在121℃条件下高温灭菌处理1h；LB固体培养基制作方法为：在LB液体培养基的基础上添加体积为LB固体培养基体积10%的琼脂；发酵培养基包括：5.0g NH4NO3,1ML微量元素, 0.1mL 1mol/L的MgSO4·
7H2O 溶液，0.05 mL 1mol/L的CaCl2·
2H2O溶液，100mL缓冲液，121℃高压下灭菌30 min；其中1ML微量元素包括2.5g FeSO4·
7H2O，0.1g ZnSO4·
7H2O，0.2 gMnCl2· 4H2O，0.024g CoCl2·<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微生物的切削液抗劣化工艺，其特征在于：主要由五个模块组成即过滤模块、杀菌模块、污油处理模块、硬度修复模块、pH修复模块；具体工艺步骤如下：（1）收集切削液表面的污油：切削液通过空气隔膜泵和浮球装置将机床液槽中的切削液从表面开始抽吸至处理腔体；（2）杀菌：切削液在处理腔体中停留30
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60 min，处理腔体中设置有杀菌模块，灭活切削液中原有的细菌微生物；（3）油污处理：再流入油污处理模块，即将杀菌处理过的切削液再流入投放有驯化后的铜绿假单胞菌微生物活性填料的反应器模块，停留时间为1
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4 h，去除切削液表面的污油成分，随后回流至杀菌模块停留30
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60 min；（4）硬度修复：灭活后流入投放有切削液软化剂的反应模块停留2
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4 h，进行硬度修复，检测切削液的硬度值，出口处设置有过滤模块；通过过滤模块再回流至杀菌模块停留30
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60min；（5）pH修复：再次灭活并流入投放有驯化后的切削液PH修复剂反应器模块停留3
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6 h，进行pH修复，模块中装有实时pH检测仪，当pH恢复至9.2左右，再次回流至杀菌模块停留30
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60 min；（6）最后回流至切削液槽，完成整个切削液修复工艺。2.根据权利要求1所述的一种基于微生物的切削液抗劣化工艺，其特征在于：步骤（1）中，在气动隔膜泵与处理腔体中间设置有过滤模块，由过滤模块清除切削液中的大颗粒固体杂质，然后再流入处理腔体；所述过滤模块分为粗过滤和精过滤，粗过滤采用200
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300目的滤网过滤切削液中的大颗粒物，精过滤采用60
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120目滤网。3.根据权利要求1所述的一种基于微生物的切削液抗劣化工艺，其特征在于：杀菌模块基于紫外灯方式，紫外灯波长254nm,功率37
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80w,灯管长度为40
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80cm,紫外输出强度为260
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350Μw/cm2。4.根据权利要求1所述的一种基于微生物的切削液抗劣化工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述铜绿假单胞菌是从废液中提纯获得，将分离后的铜绿假单胞菌在LB固体培养基上平板划线分离后，在25
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37℃培养24
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36小时，得到铜绿假单胞菌的单菌落，随后将单菌落在无菌操作台上接种到含有15%
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100%浓度梯度切削液的LB液体培养基中驯化培养，在25
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37 ℃、转速为180
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250 rpm摇床上培养24
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48h，得到活化后的种子液，将活化后的种子液按5%
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20％接种量转接于发酵培养基中，并加入5%
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10%植物油，在温度为25
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37℃、转速为180～250rpm摇床扩大培养48
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72小时，得到大量的发酵液；发酵培养结束后，将发酵液在离心机中，转速为4000
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7000rpm,离心15
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25min,然后去上清液，沉淀液用无菌营养液稀释，获得菌体浓度为0.4
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0.8g/L的铜绿假单胞菌悬液。5.根据权利要求4所述的一种基于微生物的切削液抗劣化工艺，其特征在于，LB液体培养基制作方法为：10g蛋白胨、3g牛肉膏, 5g 氯化钠，加15
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100%切削液和水共1L,调节pH=7.2
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7.4,在121℃条件下高温灭菌处理1h；LB固体培养基制作方法为：在LB液体培养基的基础上添加体积为LB固体培养基体积10%的琼脂；发酵培养基包括：5.0g NH4NO3,1ML微量元素, 0.1mL 1mol/L的MgSO4·
7H2O 溶液，0.05 mL 1mol/L的CaCl2·
2H2O溶液，100mL缓冲液，121℃高压下灭菌30 min；其中1ML微量元素包括2.5g FeSO4·
7H2O，0.1g ZnSO4·
7H2O，0.2 gMnCl2· 4H2O，0.024g CoCl2·
6H2O，0.024g NiCl2·
6H2O，0.017 g CuCl2· 2H2O，
0.109gNa2MoO4·
2H2O，0.062gH3BO3，5mL12.1mol/LHCl，溶于1000mL蒸馏水；100mL缓冲液包括K2HPO442g，NaH2PO428g；pH为7.5，蒸馏水定容至1000m...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭微，吴泽奇，周桐，朱红玲，
申请(专利权)人：上海绿晟环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：