CN109880705A

CN109880705A - 一种清除抗生素的环保高效清洗剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN109880705A
Application number: CN201910261656.1A
Authority: CN
Inventors: 李轶涵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2019-06-14

Abstract

本发明公开了一种清除抗生素的环保高效清洗剂，其原料包括：椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸盐、植物皂；本发明还公开了一种清除抗生素的环保高效清洗剂的制备工艺；本发明还公开了一种清除抗生素的环保高效清洗剂在果蔬肉类中的应用。本发明致力于去除农产品中的抗生素，将抗生素污水的处理与农产品清洗过程合二为一，且采用食品级原料，无毒无害，可以达到高强度的清洗。

Description

一种清除抗生素的环保高效清洗剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及清洗剂技术领域，尤其涉及一种清除抗生素的环保高效清洗剂及其制备方法和应用。

背景技术

对于当前的农产品生产来说，通常都有这么一个现象，那就是随着目前农产品的需求量越来越大，抗生素在畜禽养殖中得到了普及使用。毫无疑问，抗生素的使用无疑提高了农产品的生产效率和生产，但当未经处理的农业废水排放到天然土壤和天然水体中时，会使抗生素广泛地分布在自然界，从而会对依赖受污染区域生存的动植物造成一定的污染。针对这样的情况，我们了解到目前市面上的一些果蔬清洗剂针对的大多是农药残留，而很少将目光停留在抗生素的残留上，抗生素的主要来源是水体及土壤中残留的抗生素，从而富集在动植物体内，长期的抗生素残留对于一个人的健康长寿也有着不容忽视的影响。长期接触抗生素类化学物质，会产生抗性基因，提高细菌的耐药性。

在现有的果蔬清洗方法中，大多洗涤剂采用不同种的表面活性剂达到强力清洗的目的，而从未能根本的实现抗生素的降解，往往是换汤不换药，导致抗生素仍然残存于水体之中，且清洗水导入下水道还会继续造成污染。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种清除抗生素的环保高效清洗剂及其制备方法和应用，本发明致力于去除农产品中的抗生素，将抗生素污水的处理与农产品清洗过程合二为一，且采用食品级原料，无毒无害，可以达到高强度的清洗。

本发明提出的一种清除抗生素的环保高效清洗剂，其原料包括：椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸盐、植物皂。

优选地，所述抗生素包括卡巴多司。

优选地，椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸钠、植物皂的重量比为400-600：0.1-0.4：300-600；

优选地，椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸钠、植物皂的重量比为500：0.2：500。

优选地，过硫酸盐为过硫酸钠。

本发明提出的一种清除抗生素的环保高效清洗剂的制备工艺，包括如下步骤：按配比将椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸盐、植物皂混合，用水稀释体积至1000-2000倍，在温度50-90℃搅拌均匀，得到清除抗生素的环保高效清洗剂。

优选地，使用冷水稀释，再加热至50-90℃，优选地，采用电磁炉或者天然气灶加热。

优选地，使用热水稀释后体系温度为50-90℃。

本发明提出的一种清除抗生素的环保高效清洗剂在果蔬肉类中的应用。

优选地，在清洗过程中，将果蔬肉类放入所述清除抗生素的环保高效清洗剂中浸泡，取出，用水清洗。

优选地，浸泡时间为0.5-1h。

优选地，用水清洗过程中，用流动的自来水冲洗1-2次。

本发明致力于去除农产品中的抗生素，在一般的洗涤过程中，只是使抗生素或其他待洗涤物从待清洗物品上发生脱附，进而进入到水体中，变成生活污水中不可忽视的一种污染物，而使用本产品进行清洗，将抗生素污水的处理与农产品清洗过程合二为一，一方面可将物品上的抗生素清洗干净，一方面可与抗生素有效反应并进行处理，不仅仅保证消费者吃得安全吃得放心，同时也可以大大降低厨余污水中抗生素的含量，可解决目前农产品抗生素污染严重、处理方法不利、可能会引起严重后果的问题，本品采用食品级原料进行制作，无毒无害，可以达到高强度的清洗。

1.本发明针对抗生素进行处理，目的明确，达到高效降解的目的。

2.在制备过程中采用热活化的方式，是过硫酸盐活化成为硫酸根自由基，可有效去除抗生素。

3.清洗之后也不会让抗生素进入地下水体，造成多次污染，将抗生素降解控制在传播过程中。

4.采用食品级的椰子油玉米淀粉烷基糖苷作为表面活性剂，安全无毒。

附图说明

图1、热活化过硫酸盐降解卡巴多司实验——温度影响；

图2、热活化过硫酸盐降解卡巴多司实验——反应温度对应的一级反应常数；

图3、热活化过硫酸盐降解卡巴多司实验——pH影响；

图4、热活化过硫酸盐降解卡巴多司实验——pH对一级反应常数的影响；

图5、热活化过硫酸盐降解卡巴多司实验——不同pH对应的反应常数；

图6、降解卡巴多司的过程中随着时间变化的卡巴多司剩余率。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种清除抗生素的环保高效清洗剂，其原料包括：400g椰子油玉米淀粉烷基糖苷、100mg过硫酸盐、200g植物皂。

实施例2

一种清除抗生素的环保高效清洗剂，其原料包括：600g椰子油玉米淀粉烷基糖苷、200mg过硫酸盐、600g植物皂。

实施例3

一种清除抗生素的环保高效清洗剂，其原料包括：500g椰子油玉米淀粉烷基糖苷、100mg过硫酸盐、300g植物皂。

所述的清除抗生素的环保高效清洗剂的制备工艺，包括如下步骤：按配比将椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸盐、植物皂混合，用水稀释体积至2000倍，在温度50℃搅拌均匀。

实施例4

一种清除抗生素的环保高效清洗剂，其原料包括：550g椰子油玉米淀粉烷基糖苷、150mg过硫酸盐、200g植物皂。

所述的清除抗生素的环保高效清洗剂的制备工艺，包括如下步骤：按配比将椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸盐、植物皂混合，用水稀释体积至1000倍，在温度90℃搅拌均匀，得到清除抗生素的环保高效清洗剂。

实施例5

一种清除抗生素的环保高效清洗剂，其原料包括：500g椰子油玉米淀粉烷基糖苷、100mg过硫酸钠、400g植物皂。本实施例以每千克农产品含有微克级别抗生素为准，可以清洗至少1000次水果蔬菜。

所述的清除抗生素的环保高效清洗剂的制备工艺，包括如下步骤：按配比将椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸盐、植物皂混合，用水稀释体积至1500倍，在温度70℃搅拌均匀，得到清除抗生素的环保高效清洗剂。

在清洗水果、蔬菜、肉时，将待清洗的产品浸泡0.5h，取出，用流动的自来水冲洗一至两次，即完成清洗。

本实施例中，针对产品表面附着的卡巴多司抗生素为例，在60-80℃的温度下，过硫酸钠会被活化成为硫酸根自由基，攻击卡巴多司抗生素的活泼位点，将抗生素完全降解将由不可能变为可能，且整个过程仅仅需要半小时左右。

(1)热活化过硫酸盐以降解卡巴多司，满足拟一阶反应动力学，在试验过程中：

将总反应体系控制在40ml，将8ml卡巴多司(150mmol)和0.8ml过硫酸盐溶液(100mmol)混合，加纯水至40ml，调pH至7，分装置于两个反应容器中，并放置于水浴锅中，设定不同的温度，探究温度对于反应的影响。记录其反应时间为10min、20min、30min、45min、60min、90min、120min、180min、240min时，反应物的吸收峰面积以测定其浓度。

如图1、图2所示，可以看出随着反应温度的不断升高，反应速率也在逐渐加快，50℃下反应进行四个小时只能降解一半的反应物，而当温度升高到80℃，半小时即可完成全部反应物的降解。当反应进行到四个小时时，反应温度控制在60℃以上，反应物基本上可以被完全去除。

这是因为反应过程当中，过硫酸盐产生硫酸根自由基，从而与底物发生反应，热活化的原理是通过热激发产生能量，使过硫酸盐中的O-O键断裂，产生硫酸根自由基(SO₄ ^·-)，其量子产率为2，其活化能为140.2KJ·mol^-1，具体反应机理为：

整个反应过程可以拟合为一个假一级反应，其反应速率方程如下：

其中k_obs就是假一级反应速率常数。

可得出反应在50℃、60℃、70℃、80℃时的假一级反应速率常数。

根据阿伦尼乌斯方程：

其中A就是前因子(pre-exponential factor)，其大小与碰撞频率有关，也叫频率因子，做图求出活化能的大小，可得出活化能约为131.61KJ·mol^-1。

(2)温度、过硫酸盐量的不同对过硫酸盐热活化降解卡巴多司的速率影响

将8毫升卡巴多司(150mmol/L)与不同剂量的过硫酸盐(100mmol/L)混合，调节pH至7左右，置于两个反应容器中形成对照，并将其置于在已经探究出的较适宜温度(60℃)下，过硫酸盐的浓度梯度为0.5mmol/L、1mmol/L、2mmol/L、3mmol/L。记录其反应时间为10min、20min、30min、45min、60min、90min、120min、180min、240min时，反应物的吸收峰面积以测定其浓度，参照图2；

从实验结果我们可以得知过硫酸盐浓度低于2mmol/L时，四个小时不足以将卡巴多司反应完全，但值得注意的是，当过硫酸盐的溶液浓度达到3mmol/L时，反应速率并未显著高于浓度为2mmol/L时的反应速率，这表示反应速率也受限于底物浓度，过硫酸盐有一个阈值，高于这个浓度时，反应速率不会再随着过硫酸盐浓度升高而升高。这个结论对于实际应用有着重要指导意义。

(3)pH变化对于反应的影响

首先将8ml卡巴多司(150mmol/L)与0.8ml过硫酸盐(100mmol/L)混合，加蒸馏水定容至40ml。混合后两者浓度分别为30mmol/L和2mmol/L。重复上述行为5次。调节pH至3、5、7、9、11，每个样品分装于两个反应容器中形成对照，并将其置于在已经探究出的较适宜温度(60℃)下，反应四小时。记录其反应时间为10min、20min、30min、45min、60min、90min、120min、180min、240min时，反应物的吸收峰面积以测定其浓度。

研究酸碱度对于本实验的影响，意义在于，探究出偏酸或者偏碱的条件更易于反应，会更有利于我们了解反应机理。

参照图3、图4、图5，从图中我们可以得出这样的信息，即偏酸条件更有利于反应的进行，在偏碱条件下，反应进行受到遏制，但我们也会发现，强碱条件(pH＝11)在反映的初期比中性(pH＝7)甚至是弱酸性(pH＝5)条件下更有利于反应进行，然而后期变得缓慢，四小时后的底物余量高于pH为9时的底物余量。

可以得出的是，在较高温度(60℃)，2mmol/L的硫酸盐就足以将抗生素完全降解，如果将反应温度升高，更是可以缩短反应时间。

使用效果说明：

如图6所示，用卡巴多司水溶液浸泡过的西红柿1kg，取出擦干，并放于烧杯内，将本产品按1000倍的比例稀释于烧杯中；

a、在70℃下，浸泡30-60min，每十分钟取水样检测溶液内卡巴多司浓度，可以看出，在温度为70℃时，30min即可降解掉85％的抗生素，45min即可降解掉95％的抗生素，60min时，可以降解掉100％。

b、如果温度设置在80℃，30min即可降解100％的抗生素。

由上可知，热活化过硫酸盐降解卡巴多司满足拟一阶反应动力学，过硫酸盐热活化降解卡巴多司的速率随着温度以及过硫酸盐的量的增加而增加，当探究到pH变化对于反应的影响时，我们发现pH的不同导致了水中产生主导降解作用的自由基的不同。而在较高温度(60℃)，2mmol/L的硫酸盐就足以将抗生素完全降解，如果将反应温度升高，更是可以缩短反应时间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种清除抗生素的环保高效清洗剂，其特征在于，其原料包括：椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸盐、植物皂。

2.根据权利要求1所述的清除抗生素的环保高效清洗剂，其特征在于，所述抗生素包括卡巴多司。

3.根据权利要求1所述的清除抗生素的环保高效清洗剂，其特征在于，椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸钠、植物皂的重量比为400-600：0.1-0.4：300-600；

4.根据权利要求2所述的清除抗生素的环保高效清洗剂，其特征在于，过硫酸盐为过硫酸钠。

5.一种根据权利要求1-3任一项所述的清除抗生素的环保高效清洗剂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：按配比将椰子油玉米淀粉烷基糖苷、过硫酸盐、植物皂混合，用水稀释体积至1000-2000倍，在温度50-90℃搅拌均匀，得到清除抗生素的环保高效清洗剂。

6.根据权利要求4所述的清除抗生素的环保高效清洗剂的制备工艺，其特征在于，使用冷水稀释，再加热至50-90℃，优选地，采用电磁炉或者天然气灶加热。

7.根据权利要求5所述的清除抗生素的环保高效清洗剂的制备工艺，其特征在于，使用热水稀释后体系温度为50-90℃。

8.一种根据权利要求1-5所述的清除抗生素的环保高效清洗剂在果蔬肉类中的应用。

9.根据权利要求8所述的清除抗生素的环保高效清洗剂在果蔬肉类中的应用，其特征在于，在清洗过程中，将果蔬肉类放入所述清除抗生素的环保高效清洗剂中浸泡，取出，用水清洗。

10.根据权利要求8所述的清除抗生素的环保高效清洗剂在果蔬肉类中的应用，其特征在于，浸泡时间为0.5-1h；

优选地，用水清洗过程中，用流动的自来水冲洗1-2次。