含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及微生物載體領(lǐng)域，具體設(shè)及一種含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微生物生長(zhǎng)通常需要在載體上進(jìn)行。微生物與載體的親和性決定了其能否在載體 上形成生物膜，讓微生物附著，成長(zhǎng)，更新?lián)Q代。
[0003] 微生物的生長(zhǎng)需要載體骨架的支撐，現(xiàn)有的技術(shù)通常選用無(wú)機(jī)材料，如娃藻±，氧 化侶，水泥等制造的載體骨架，運(yùn)些材料存在或耐化學(xué)腐蝕性不佳，或不易成型，或易在水 中膨脹，或價(jià)格高、密度大等問(wèn)題?；蛘哌x用純塑料材料如PE，PP，PVC等制造的載體骨架， 運(yùn)些材料與生物反應(yīng)介質(zhì)如污水親合性差。
[0004] 微生物對(duì)微量元素的需求濃度一般在10S~10 6mol/l，數(shù)量雖少但是作用很大， 能參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成，并與能量轉(zhuǎn)移、細(xì)胞透性調(diào)節(jié)功能有關(guān)。通過(guò)外加到介質(zhì)的方法不能 適合于大部分生物反應(yīng)過(guò)程。然而，很多情況下介質(zhì)中不一定含有微生物生長(zhǎng)所需的微量 元素如化，Mn，化，Co,化，Mo等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，有必要針對(duì)上述的問(wèn)題，提供一種含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體。 本發(fā)明的目的在于解決目前微生物載體存在的不足，提供一種含有微生物生長(zhǎng)所需的含微 量元素、并且有利于微生物附著生長(zhǎng)的復(fù)合塑料載體。
[0006] 本發(fā)明的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體包括：
[0007] 威勞質(zhì)》齡含?巧％ 無(wú)機(jī)鹽 1 ]〇
[0008] 天然纖維 10-70 塑料基體 20-70 助劑 余量。
[0009] 所述無(wú)機(jī)鹽為易溶解于水中的無(wú)機(jī)鹽的固體粉末或顆粒。
[0010] 所述無(wú)機(jī)鹽中所含的微量元素包括鋼、鋒、儘、鉆、銅、棚、艦、儀、漠、饑、鐵中的至 少一種。
[0011] 所述天然纖維包括木本植物、竹本植物、草本植物、糧食作物的賴桿中的至少一 種。
[001引所述塑料基體為熱塑料性材料，包括聚乙締（P巧、聚丙締（P巧、聚氯乙締（PVC)、 聚苯乙締巧S)、聚甲醒巧OM)，聚碳酸醋巧C)，聚酷胺（PA)、丙締酸類塑料、ABS、聚諷、聚偏 氣乙締（PVD巧、聚苯酸等中的一種；其加工方式可W是擠塑，注塑，吹塑或模壓。
[0013] 所述助劑包括偶聯(lián)劑，溶劑，增塑劑，潤(rùn)滑劑和抗氧劑中的至少一種。
[0014] 一種含微量元素復(fù)合塑料微生物載體的制備方法，包括：
[0015] 步驟1:將天然纖維清洗，篩分，粉碎成固體粉末顆粒的短纖維；
[0016] 步驟2 :將無(wú)機(jī)鹽、經(jīng)步驟1處理后的天然纖維、塑料基體和助劑混合均勻；
[0017] 步驟3:將步驟2中所得的混合物質(zhì)置于擠出機(jī)擠塑成型。
[001引本發(fā)明的有益效果為：
[0019] 本發(fā)明的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體，采用塑料基體作為載體骨架，具有 耐化學(xué)腐蝕，易于形成不同的形狀，一旦成型后不易變形，不易在水中膨脹，價(jià)格便宜，密度 低；所選用的纖維物質(zhì)適合微生物附著；無(wú)機(jī)鹽的固體粉末或顆粒，在擠塑過(guò)程中不會(huì)發(fā) 生分解并能與天然纖維和塑料基體形成具有一定強(qiáng)度的復(fù)合材料。本發(fā)明所得到的載體具 有吸水性，可W從反應(yīng)介質(zhì)如水體中攝取供微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)劑；該載體可W緩慢釋放微 生物生長(zhǎng)所需的微量元素，釋放周期可長(zhǎng)達(dá)7-20年。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體鐵元素釋放曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō) 明。
[0022] 下述設(shè)及的微生物載體百分含量組成均指質(zhì)量百分含量。
[0023] 本發(fā)明的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體，包括1-10%的無(wú)機(jī)鹽，10-70%的天 然纖維，20 - 70%的塑料基體，助劑余量；作為優(yōu)選，所述含微量元素復(fù)合塑料的微生物載 體，包括3-6%的無(wú)機(jī)鹽，50-60%的天然纖維，25-50%的塑料基體，助劑余量；
[0024] 所述無(wú)機(jī)鹽為易溶解于水中的無(wú)機(jī)鹽的固體粉末或顆粒；所述的無(wú)機(jī)鹽中的微生 物生長(zhǎng)所需的微量元素包括鋼、鋒、儘、鉆、銅、棚、艦、儀、漠、饑、鐵等中的至少一種；本發(fā)明 通過(guò)載體內(nèi)部的緩釋過(guò)程，不斷供給微生物微量元素，且采用無(wú)機(jī)鹽添加于載體中時(shí)，在擠 塑過(guò)程中不會(huì)發(fā)生分解，并與天然纖維和塑料基體形成具有一定強(qiáng)度的復(fù)合材料。所述易 溶解于水中的無(wú)機(jī)鹽固體粉末或顆粒指的是例如化5〇4、1記〇4、化5〇4、(：〇5〇4、211〇，胞21〇〇4等 無(wú)機(jī)鹽化合物。
[0025] 所述的天然纖維包括木本植物、竹本植物、草本植物、糧食作物的賴桿中的至少一 種。天然纖維可W為微生物提供良好的附著基體?；蛘呖蒞采用申請(qǐng)人的之前申請(qǐng)的專利 技術(shù)（專利號(hào)：201010246821.5,專利名稱：一種竹纖維的制造方法）處理得到的改性纖 維。
[0026] 所述塑料基體為熱塑料性材料，包括：
[0027] 聚乙締牌）、聚丙締腫）、聚氯乙締（PVC)、聚苯乙締（PS)、聚甲醒（P0M)，聚碳酸 醋（PC)，聚酷胺（PA)、丙締酸類塑料、ABS、聚諷、聚偏氣乙締（PVD巧、聚苯酸等中的一種。所 述塑料基體能使微生物載體產(chǎn)品成型，采用塑料作為微生物載體的支撐骨架，具有如下優(yōu) 點(diǎn)：耐化學(xué)腐蝕，可易形成不同的形狀，一旦成固體不易變形，不易在水中膨脹，價(jià)格便宜， 密度不高。且所得載體產(chǎn)品具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和使用壽命。
[0028] 所述助劑包括偶聯(lián)劑，溶劑，增塑劑，潤(rùn)滑劑和抗氧劑中的至少一種。
[0029] 本發(fā)明的含微量元素復(fù)合塑料微生物載體的制備方法，包括：
[0030] 步驟1:將天然纖維清洗，篩分，粉碎成固體粉末顆粒的短纖維；
[0031] 步驟2 :將無(wú)機(jī)鹽、經(jīng)步驟1處理后的天然纖維、塑料基體和助劑混合均勻；
[0032] 步驟3 :將步驟2中所得的混合物質(zhì)置于擠出機(jī)擠塑成型。
[0033] 載體產(chǎn)品可W采用擠出機(jī)擠塑一步成型，也可W采用擠出機(jī)先造粒，再進(jìn)一步擠 塑，注塑，吹塑或模壓成型。本發(fā)明的微生物載體具有吸水性，可W從反應(yīng)介質(zhì)如水體中攝 取供微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)劑。
[0034] 本發(fā)明微生物載體產(chǎn)品可應(yīng)用在生物反應(yīng)器，進(jìn)一步作為污水處理、水體凈化、食 品加工與制藥等領(lǐng)域，依據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域需要，產(chǎn)品可制備成不同的形狀。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 取6公斤聚乙締（P巧，與處理過(guò)的木粉11公斤，陽(yáng)相溶劑0.5公斤，滑石粉1.4 公斤，硬脂酸鋒0. 2公斤，抗氧化劑168、1010各0. 05公斤，硫酸亞鐵0. 4公斤，硫酸儘0. 1 公斤，硫酸銅0. 1公斤，硫酸鉆0. 05公斤，氧化鋒0. 1公斤，鋼酸鋼0. 05公斤，低速混合30 秒再高速混合30秒。將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)混煉造粒，進(jìn)一步擠塑成為40毫米方管 厚5毫米的微生物載體。
[0037] 實(shí)施例2
[0038] 取8. 16公斤聚丙締（P巧，與處理過(guò)的竹纖維9. 6公斤，潤(rùn)滑劑0. 2公斤，硬脂酸 0. 2公斤，抗氧化劑168、1010各0. 05公斤，硫酸亞鐵0. 3公斤，硫酸儘0. 06公斤，硫酸銅 0. 1公斤，硫酸鉆0. 02公斤，氧化鋒0. 1公斤，鋼酸鋼0. 02公斤，低速混合30秒再高速混 合30秒。將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)混煉造粒，進(jìn)一步擠塑成為40毫米方管厚5毫米的 微生物載體。
[0039] 將實(shí)施例1中的方管產(chǎn)品切成40毫米長(zhǎng)至于100毫升牛奶營(yíng)養(yǎng)劑中一天，水溫約 為25°C，測(cè)得此復(fù)合塑料微生物載體吸收牛奶營(yíng)養(yǎng)劑為2. 1 %重量。
[0040] 將此方管切成40毫米長(zhǎng)至于100毫升水中一天，水溫約為25°C，時(shí)間為20天，測(cè) 得此復(fù)合塑料微生物載體釋放鐵的曲線如圖1。預(yù)測(cè)在10年后化元素的釋放速度約為0. 5 毫克/天。
[0041] W上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進(jìn)，運(yùn)些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)W所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體，其特征在于，微生物載體包括： 成分 質(zhì)量巧分含《為％ 無(wú)親鑑 140 天然纖維 10 70 塑料基雜 -孤 助劑 余量O2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體，其特征在于，所述無(wú)機(jī) 鹽為易溶解于水中的無(wú)機(jī)鹽的固體粉末或顆粒。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體，其特征在于，所述無(wú)機(jī) 鹽中所含的微生物生長(zhǎng)所需的微量元素包括鋼、鋒、儘、鉆、銅、棚、艦、儀、漠、饑、鐵中的至 少一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體，其特征在于，所述天然 纖維包括木本植物、竹本植物、草本植物、糧食作物的賴桿中的至少一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體，其特征在于，所述塑料 基體為熱塑料性材料，包括： 聚乙締（P巧、聚丙締（P巧、聚氯乙締（PVC)、聚苯乙締（P巧、聚甲醒（POM)，聚碳酸醋 (PC)，聚酷胺（PA)、丙締酸類塑料、ABS、聚諷、聚偏氣乙締（PVD巧、聚苯酸中的一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體，其特征在于，所述助劑 包括偶聯(lián)劑，溶劑，增塑劑，潤(rùn)滑劑和抗氧劑中的至少一種。7. -種權(quán)利要求1所述的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體的制備方法，其特征在 于，包括： 步驟1 :將天然纖維清洗，篩分，粉碎成固體粉末顆粒的短纖維； 步驟2 :將無(wú)機(jī)鹽、經(jīng)步驟1處理后的天然纖維、塑料基體和助劑混合均勻； 步驟3 :將步驟2中所得的混合物質(zhì)置于擠出機(jī)擠塑成型或成粒子再進(jìn)一步擠塑，注 塑，吹塑或模壓成型。
【專利摘要】本發(fā)明涉及微生物載體領(lǐng)域，具體公開了一種含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體及其制備方法。本發(fā)明的含微量元素復(fù)合塑料的微生物載體，包括1-10％的無(wú)機(jī)鹽，10-70％的天然纖維，20–70％的塑料基體，助劑余量；制備時(shí)將天然纖維清洗，篩分，粉碎成固體粉末顆粒的短纖維；再將無(wú)機(jī)鹽、經(jīng)步驟1處理后的天然纖維、塑料基體和助劑混合均勻；最后將步驟2中所得的混合物質(zhì)置于擠出機(jī)擠塑成型或成粒子再進(jìn)一步擠塑，注塑，吹塑或模壓成型。即可。本發(fā)明所得到的載體具有吸水性，可以攝取供微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)劑；該載體可以緩慢釋放微量元素，釋放周期可長(zhǎng)達(dá)7-20年。
【IPC分類】C08K5/134, C08L23/06, C08K3/34, C08L97/02, C08K3/30, C12N11/08, C08K3/22, C12N11/10, C08K3/24, C08K5/098, C08K5/526, C08K13/02
【公開號(hào)】CN105199205
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510694662
【發(fā)明人】葛惟崢, 葛惟嶸
【申請(qǐng)人】寧波竹源新材料科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日