一种蛋白泡沫灭火剂的制备方法
专利名称：一种蛋白泡沫灭火剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种以水解植物蛋白制取泡沫灭火剂的方法。
蛋白泡沫灭火剂具有流动性好、抗烧性强、灭火迅速以及价廉等优点。将它与水按一定比例混合，通过泡沫发生器，形成大量泡沫，覆盖燃烧物使之隔绝空气、窒熄火焰，从而起到灭火作用，被油田、油库、化工行业及机场、船舶等交通运输部门广泛使用于易发生油类火灾的场合。现有蛋白泡沫灭火剂主要采用动物蛋白如蹄角粒、猪毛、制革下脚废皮和植物蛋白如豆饼为原料，在碱性介质中水解，用酸中和来制取。由于采用盐酸等强酸中和，以及采用硫酸亚铁作为稳定剂，引入了大量氯离子、硫酸根离子，这些强酸根离子易与储存容器的金属壁发生电化学反应而产生很强的腐蚀性。泡沫灭火剂是一种储存性战备物资，通常须储存在消防车及储罐内备用。由于现有蛋白泡沫灭火剂的腐蚀性大，易造成储存容器渗漏或穿孔，影响其储存，不仅造成浪费，特别是若造成贻误战机，则损失难以弥补和估计。目前有采用在储罐内壁涂防腐涂料以及在灭火剂内添加缓蚀剂等方法来减轻腐蚀率，但成本较高，效果也不十分理想。改进生产工艺是解决泡沫灭火剂腐蚀问题的根本出路，但目前尚未见取得重大进展的报导。
本发明的目的是对现有蛋白泡沫灭火剂的生产工艺进行改进，提供一种以豆饼为原料制备腐蚀性小稳定性好的蛋白泡沫灭火剂的新工艺方法。
本发明以豆饼为原料，在碱性介质中水解、以酸中和、再添加防腐剂和稳定剂，其特征在于1.采用加压水解工艺，水解时采用的压力范围(压力反应釜的表压)为0.07-0.12兆帕；水解原料成分重量配比为当豆饼为100时，氧化钙为10-20，清水为300-500；水解时间为60-150分钟；水解过程中不断搅拌；2.在过滤除去未水解的杂质后的滤液中，加入按原料豆饼重量计2-5％的碳酸钠进行脱钙，搅拌使其完全溶解，充分反应后，静置4小时以上，过滤除去碳酸钙沉淀。
3.加醋酸中和滤液至PH值为6.5-6.8；4.蒸发浓缩至浓度为14-18Be°(80℃)；
5.加入含Co2+离子和/或Ni2+离子的盐作为稳定剂，优选的是醋酸钴和醋酸镍，加入量为原料豆饼重量的1-4％；6.加PM防腐剂，加入量为原料豆饼重量的0.01-0.2％。
由于本发明采用加压水解工艺，水解过程仅需1-3小时，而现有常压水解通常需要8-10小时，本发明方法使水解时间大大缩短，不仅提高了效率，而且降低了能源消耗。本发明加压水解时的压力控制在压力反应釜表压为0.07-0.12兆帕为宜；压力太低时，蛋白质水解产物链段太长，在浓缩过程中易沉淀析出；而若压力太高，则蛋白质水解产物链段又太短，会影响水解产物的粘度和发泡性能，影响泡沫灭火剂的质量。
由于本发明采用弱酸醋酸来进行中和，且优选采用二价钴离子和镍离子的醋酸盐作为稳定剂，避免了现有技术采用强酸中和与强酸盐作为稳定剂引入易引起腐蚀性的强酸根离子的缺陷，醋酸根离子的腐蚀性比氯离子、硫酸根离子小得多，从而大大降低了泡沫灭火剂的腐蚀性，改善了储存性能；且二价钴离子和二价镍离子比二价铁离子稳定得多，提高了灭火剂的稳定性。
现有泡沫灭剂主要以苯酚或甲酚作为防腐剂，因防腐剂是在水相中起作用，水溶性不好会影响其防腐效果。苯酚在泡沫液中仅有一定的水溶性，当添加量超过2％时泡沫液会出现浑浊；当添加量超过4％时，泡沫液会分为两层；且添加苯酚的泡沫液久置后，其中蛋白质部分会发生变性、产生沉淀，此外苯酚还有相当的毒性，价格也不便宜，甲酚也有类似的情况。本发明选用PM防腐剂，具有高效、广谱、低毒、水溶性和稳定性好的优点，使本发明蛋白泡沫灭火剂的防腐性和稳定性优于现有采用苯酚、甲酚等传统防腐剂的泡沫灭火剂。
综上所述，采用本发明工艺方法制备蛋白泡沫灭火剂，可提高生产效率，降低能源消耗、降低成本，且获得的泡沫灭火剂产品比现有产品腐蚀性小、稳定性好，其质量指标完全符合或优于国家专业标准。
下表列出了蛋白泡沫灭火剂中国国家专业标准ZBC84007-88性能指标和本发明方法制备的蛋白泡沫灭火剂样品性能指标对比数据
下面是本发明方法的一个实施例。其工艺步骤如下1.豆饼加压水解在15升的压力反应釜内，加入120克氧化钙，加入清水400毫升，浸泡5小时，使石灰溶解成乳状液，再加入800克豆饼粉末，封闭压力釜，通入蒸汽加热，维持压力反应釜表压在0.09～0.11兆帕，水解1小时，其间每隔15分钟放气2分钟。水解完毕，关闭进气源，待冷却至表压指示为零时，放料。
2.过滤除去豆饼中未水解的纤维素等杂质先用细布袋滤去颗粒较大的沉淀物，再用布氏漏斗滤去颗粒细微的沉淀物。
3.脱钙在滤液中加入32克无水碳酸钠粉末，在常压、60℃温度连续搅拌10分钟，冷却，静置澄清4小时，过滤除去碳酸钙沉淀。
4.中和在搅拌下往脱钙后的滤液中缓慢地加入重量百分浓度为36％的醋酸，中和至滤液的PH值为6.8。
5.加热蒸发浓缩，至浓度为15Be°(80℃)。此时溶液的PH值为7.2。
6.加稳定剂和防腐剂在温度为50℃，搅拌下加入16克的醋酸钴，待完全溶解后冷却至室温，再加入0.16克PM防腐剂，搅拌使其充分混合，即得蛋白泡沫灭火剂产品。
权利要求
1.一种蛋白泡沫灭火剂的制备方法，以豆饼为原料，在碱性介质中水解，以酸中和、再添加防腐剂和稳定剂而成，其特征在于(1)采用加压水解工艺，水解时采用的压力(压力反应釜的表压)为0.07-0.12兆帕；水解原料成分重量配比为当豆饼为100时，氧化钙为10-20，清水为300-500；水解时间为60-150分钟；水解过程中不断搅拌；(2)在过滤除去未水解的杂质后的滤液中，加入按原料豆饼重量计2-5％的碳酸钠进行脱钙，搅拌使其完全溶解，充分反应后，静置4小时以上，过滤除去碳酸钙沉淀；(3)加醋酸中和滤液至PH值为6.5-6.8；(4)蒸发浓缩至浓度为14-18Be°(80℃)；(5)加入含Co2+和/或Ni2+离子的盐作为稳定剂，加入量为原料豆饼重量的1-4％；(6)加PM防腐剂，加入量为原料豆饼重量的0.01-0.2％。
2.如权利要求1所述蛋白泡沫灭火剂的制备方法，特征在于所述作为稳定剂的含Co2+、Ni2+的盐，优选的是醋酸钴和醋酸镍。
全文摘要
一种以植物蛋白原料制取蛋白泡沫灭火剂的方法，将豆饼置于石灰水中，加压水解，滤液以碳酸钠脱钙，再过滤除去碳酸钙沉淀，以醋酸中和，蒸发浓缩，加入稳定剂醋酸钴或醋酸镍，加入PM防腐剂；本方法缩短了水解时间，降低了能耗和生产成本；生成的蛋白泡沫灭火剂腐蚀性小、稳定性好，产品符合或优于国家专业标准。
文档编号A62D1/04GK1114233SQ94107520
公开日1996年1月3日 申请日期1994年6月29日 优先权日1994年6月29日
发明者杨邦荣, 王正洲, 李伟昶, 王会林, 王炳全 申请人:中国科学技术大学, 大庆市公安消防支队
技术领域：
本发明涉及一种以水解植物蛋白制取泡沫灭火剂的方法。
蛋白泡沫灭火剂具有流动性好、抗烧性强、灭火迅速以及价廉等优点。将它与水按一定比例混合，通过泡沫发生器，形成大量泡沫，覆盖燃烧物使之隔绝空气、窒熄火焰，从而起到灭火作用，被油田、油库、化工行业及机场、船舶等交通运输部门广泛使用于易发生油类火灾的场合。现有蛋白泡沫灭火剂主要采用动物蛋白如蹄角粒、猪毛、制革下脚废皮和植物蛋白如豆饼为原料，在碱性介质中水解，用酸中和来制取。由于采用盐酸等强酸中和，以及采用硫酸亚铁作为稳定剂，引入了大量氯离子、硫酸根离子，这些强酸根离子易与储存容器的金属壁发生电化学反应而产生很强的腐蚀性。泡沫灭火剂是一种储存性战备物资，通常须储存在消防车及储罐内备用。由于现有蛋白泡沫灭火剂的腐蚀性大，易造成储存容器渗漏或穿孔，影响其储存，不仅造成浪费，特别是若造成贻误战机，则损失难以弥补和估计。目前有采用在储罐内壁涂防腐涂料以及在灭火剂内添加缓蚀剂等方法来减轻腐蚀率，但成本较高，效果也不十分理想。改进生产工艺是解决泡沫灭火剂腐蚀问题的根本出路，但目前尚未见取得重大进展的报导。
本发明的目的是对现有蛋白泡沫灭火剂的生产工艺进行改进，提供一种以豆饼为原料制备腐蚀性小稳定性好的蛋白泡沫灭火剂的新工艺方法。
本发明以豆饼为原料，在碱性介质中水解、以酸中和、再添加防腐剂和稳定剂，其特征在于1.采用加压水解工艺，水解时采用的压力范围(压力反应釜的表压)为0.07-0.12兆帕；水解原料成分重量配比为当豆饼为100时，氧化钙为10-20，清水为300-500；水解时间为60-150分钟；水解过程中不断搅拌；2.在过滤除去未水解的杂质后的滤液中，加入按原料豆饼重量计2-5％的碳酸钠进行脱钙，搅拌使其完全溶解，充分反应后，静置4小时以上，过滤除去碳酸钙沉淀。
3.加醋酸中和滤液至PH值为6.5-6.8；4.蒸发浓缩至浓度为14-18Be°(80℃)；
5.加入含Co2+离子和/或Ni2+离子的盐作为稳定剂，优选的是醋酸钴和醋酸镍，加入量为原料豆饼重量的1-4％；6.加PM防腐剂，加入量为原料豆饼重量的0.01-0.2％。
由于本发明采用加压水解工艺，水解过程仅需1-3小时，而现有常压水解通常需要8-10小时，本发明方法使水解时间大大缩短，不仅提高了效率，而且降低了能源消耗。本发明加压水解时的压力控制在压力反应釜表压为0.07-0.12兆帕为宜；压力太低时，蛋白质水解产物链段太长，在浓缩过程中易沉淀析出；而若压力太高，则蛋白质水解产物链段又太短，会影响水解产物的粘度和发泡性能，影响泡沫灭火剂的质量。
由于本发明采用弱酸醋酸来进行中和，且优选采用二价钴离子和镍离子的醋酸盐作为稳定剂，避免了现有技术采用强酸中和与强酸盐作为稳定剂引入易引起腐蚀性的强酸根离子的缺陷，醋酸根离子的腐蚀性比氯离子、硫酸根离子小得多，从而大大降低了泡沫灭火剂的腐蚀性，改善了储存性能；且二价钴离子和二价镍离子比二价铁离子稳定得多，提高了灭火剂的稳定性。
现有泡沫灭剂主要以苯酚或甲酚作为防腐剂，因防腐剂是在水相中起作用，水溶性不好会影响其防腐效果。苯酚在泡沫液中仅有一定的水溶性，当添加量超过2％时泡沫液会出现浑浊；当添加量超过4％时，泡沫液会分为两层；且添加苯酚的泡沫液久置后，其中蛋白质部分会发生变性、产生沉淀，此外苯酚还有相当的毒性，价格也不便宜，甲酚也有类似的情况。本发明选用PM防腐剂，具有高效、广谱、低毒、水溶性和稳定性好的优点，使本发明蛋白泡沫灭火剂的防腐性和稳定性优于现有采用苯酚、甲酚等传统防腐剂的泡沫灭火剂。
综上所述，采用本发明工艺方法制备蛋白泡沫灭火剂，可提高生产效率，降低能源消耗、降低成本，且获得的泡沫灭火剂产品比现有产品腐蚀性小、稳定性好，其质量指标完全符合或优于国家专业标准。
下表列出了蛋白泡沫灭火剂中国国家专业标准ZBC84007-88性能指标和本发明方法制备的蛋白泡沫灭火剂样品性能指标对比数据
下面是本发明方法的一个实施例。其工艺步骤如下1.豆饼加压水解在15升的压力反应釜内，加入120克氧化钙，加入清水400毫升，浸泡5小时，使石灰溶解成乳状液，再加入800克豆饼粉末，封闭压力釜，通入蒸汽加热，维持压力反应釜表压在0.09～0.11兆帕，水解1小时，其间每隔15分钟放气2分钟。水解完毕，关闭进气源，待冷却至表压指示为零时，放料。
2.过滤除去豆饼中未水解的纤维素等杂质先用细布袋滤去颗粒较大的沉淀物，再用布氏漏斗滤去颗粒细微的沉淀物。
3.脱钙在滤液中加入32克无水碳酸钠粉末，在常压、60℃温度连续搅拌10分钟，冷却，静置澄清4小时，过滤除去碳酸钙沉淀。
4.中和在搅拌下往脱钙后的滤液中缓慢地加入重量百分浓度为36％的醋酸，中和至滤液的PH值为6.8。
5.加热蒸发浓缩，至浓度为15Be°(80℃)。此时溶液的PH值为7.2。
6.加稳定剂和防腐剂在温度为50℃，搅拌下加入16克的醋酸钴，待完全溶解后冷却至室温，再加入0.16克PM防腐剂，搅拌使其充分混合，即得蛋白泡沫灭火剂产品。
权利要求
1.一种蛋白泡沫灭火剂的制备方法，以豆饼为原料，在碱性介质中水解，以酸中和、再添加防腐剂和稳定剂而成，其特征在于(1)采用加压水解工艺，水解时采用的压力(压力反应釜的表压)为0.07-0.12兆帕；水解原料成分重量配比为当豆饼为100时，氧化钙为10-20，清水为300-500；水解时间为60-150分钟；水解过程中不断搅拌；(2)在过滤除去未水解的杂质后的滤液中，加入按原料豆饼重量计2-5％的碳酸钠进行脱钙，搅拌使其完全溶解，充分反应后，静置4小时以上，过滤除去碳酸钙沉淀；(3)加醋酸中和滤液至PH值为6.5-6.8；(4)蒸发浓缩至浓度为14-18Be°(80℃)；(5)加入含Co2+和/或Ni2+离子的盐作为稳定剂，加入量为原料豆饼重量的1-4％；(6)加PM防腐剂，加入量为原料豆饼重量的0.01-0.2％。
2.如权利要求1所述蛋白泡沫灭火剂的制备方法，特征在于所述作为稳定剂的含Co2+、Ni2+的盐，优选的是醋酸钴和醋酸镍。
全文摘要
一种以植物蛋白原料制取蛋白泡沫灭火剂的方法，将豆饼置于石灰水中，加压水解，滤液以碳酸钠脱钙，再过滤除去碳酸钙沉淀，以醋酸中和，蒸发浓缩，加入稳定剂醋酸钴或醋酸镍，加入PM防腐剂；本方法缩短了水解时间，降低了能耗和生产成本；生成的蛋白泡沫灭火剂腐蚀性小、稳定性好，产品符合或优于国家专业标准。
文档编号A62D1/04GK1114233SQ94107520
公开日1996年1月3日 申请日期1994年6月29日 优先权日1994年6月29日
发明者杨邦荣, 王正洲, 李伟昶, 王会林, 王炳全 申请人:中国科学技术大学, 大庆市公安消防支队
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