本發(fā)明涉及除冰劑，具體地，涉及一種環(huán)保除冰劑及其在飛機(jī)表面除冰中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：飛機(jī)在高空飛行及冬季停放機(jī)場時(shí)，外表面會(huì)凝結(jié)冰、雪、霜等，造成飛機(jī)表面變得粗糙，阻力增加，升力減少，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使飛機(jī)姿態(tài)難以控制，給飛行安全造成嚴(yán)重威脅，極易導(dǎo)致飛行事故。飛機(jī)除冰/防冰液主要用于嚴(yán)寒氣候條件下，清除和防止停泊的飛機(jī)表面凝結(jié)的冰、雪、霜等沉積物，以保證飛機(jī)在冬季能夠安全起降。目前，飛機(jī)除冰/防冰主要依靠液體除冰技術(shù)，每年大量用除/防冰液。據(jù)估算，國內(nèi)一座中型國際機(jī)場的除冰/防冰液年使用量在1000-10000噸，目前主要使用的除/防冰液是ii型除冰/防冰液。ii型除冰/防冰液主要成分為乙二醇和無機(jī)鹽或有機(jī)鹽，雖然可以起到溶解冰雪和防止結(jié)冰效果，然而這些成分對環(huán)境有極大的破壞，造成機(jī)場周邊的地下水、河道污染；植被和農(nóng)田大量減產(chǎn)或枯萎。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保除冰劑，該環(huán)保除冰劑可以解決現(xiàn)有技術(shù)中除冰劑含有的乙二醇和鹽類對地下水和土壤環(huán)境的污染問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種環(huán)保除冰劑，該除冰劑含有發(fā)酵產(chǎn)物和碳酸鉀，相對于100重量份的發(fā)酵產(chǎn)物，碳酸鉀的含量為10-50重量份；所述發(fā)酵產(chǎn)物為通過包括如下步驟的方法制備得到的發(fā)酵產(chǎn)物：(1)將產(chǎn)1,2-丙二醇的微生物菌種接種到培養(yǎng)基中，得到發(fā)酵前的物料；(2)將步驟(1)中所述發(fā)酵前的物料進(jìn)行厭氧培養(yǎng)至1,2-丙二醇的濃度為200-350g/l，得到發(fā)酵產(chǎn)物。本發(fā)明還提供上述環(huán)保除冰劑在飛機(jī)表面除冰中的應(yīng)用。通過上述技術(shù)方案，將產(chǎn)1,2-丙二醇的微生物菌種在厭氧培養(yǎng)條件下得到的發(fā)酵產(chǎn)物與碳酸鉀混合，得到的環(huán)保除冰劑解決了現(xiàn)有除冰劑融雪融冰過程中造成環(huán)境污染的問題，同時(shí)可以提高融雪融冰速率，增加防護(hù)時(shí)間，有效的配合機(jī)械噴灑車作業(yè)，有利于大規(guī)模飛機(jī)除雪除冰推廣應(yīng)用。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明提供一種環(huán)保除冰劑，該除冰劑含有發(fā)酵產(chǎn)物和碳酸鉀，相對于100重量份的發(fā)酵產(chǎn)物，碳酸鉀的含量為10-50重量份；所述發(fā)酵產(chǎn)物為通過包括如下步驟的方法制備得到的發(fā)酵產(chǎn)物：(1)將產(chǎn)1,2-丙二醇的微生物菌種接種到培養(yǎng)基中，得到發(fā)酵前的物料；(2)將步驟(1)中所述發(fā)酵前的物料進(jìn)行厭氧培養(yǎng)至1,2-丙二醇的濃度為200-350g/l，得到發(fā)酵產(chǎn)物。本發(fā)明的環(huán)保除冰劑將產(chǎn)1,2-丙二醇的微生物菌種在厭氧培養(yǎng)條件下得到的發(fā)酵產(chǎn)物與碳酸鉀混合，得到的環(huán)保除冰劑解決了現(xiàn)有除冰劑融雪融冰過程中造成環(huán)境污染的問題，同時(shí)可以提高融雪融冰速率，增加防護(hù)時(shí)間，有效的配合機(jī)械噴灑車作業(yè)，有利于大規(guī)模飛機(jī)除雪除冰推廣應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明，為了進(jìn)一步提高環(huán)保除冰劑的融冰速率，優(yōu)選情況下，相對于100重量份的發(fā)酵產(chǎn)物，碳酸鉀的含量可以為12-30重量份。根據(jù)本發(fā)明，環(huán)保除冰劑中含有發(fā)酵產(chǎn)物，該發(fā)酵產(chǎn)物的制備方法包括如下步驟：首先，可以將產(chǎn)1,2-丙二醇的微生物菌種接種到培養(yǎng)基中，得到發(fā)酵前的物料；然后將上述發(fā)酵前的物料進(jìn)行厭氧培養(yǎng)至1,2-丙二醇的濃度為200-350g/l，優(yōu)選為300-350g/l，得到發(fā)酵產(chǎn)物。1,2-丙二醇的濃度在上述優(yōu)選的范圍內(nèi)有利于提高環(huán)保除冰劑的除冰速率，并延長作用時(shí)間。其中，上述產(chǎn)1,2-丙二醇的微生物菌種沒有特別的要求，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的可以產(chǎn)生1,2-丙二醇的菌種，優(yōu)選的，產(chǎn)1,2-丙二醇的微生物菌種可以為選自檸檬酸桿菌(citrobacter)、梭菌(clostridium)、腸桿菌(enterobacter)、泥桿菌(ilyobacter)、克雷伯氏菌(klebsiella)、乳桿菌(lactobacillus)和暗桿菌(pelobacter)中的一種或幾種。上述種類的菌種易于厭氧培養(yǎng)并且產(chǎn)1,2-丙二醇效率高。符合上述要求的產(chǎn)1,2-丙二醇的菌種可以為自行分離，也可以為商購產(chǎn)品。例如，產(chǎn)1,2-丙二醇的微生物菌種可以為選自檸檬酸桿菌(citrobacter)accc10435、梭狀梭菌(clostridium)accc03408、腸桿菌(enterobacter)accc10136、泥桿菌(ilyobacter)accc10060、克雷伯氏菌(klebsiella)accc25955、乳桿菌(lactobacillus)accc11049和暗桿菌(pelobacter)accc10420中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明，上述符合要求的產(chǎn)1,3-丙二醇的微生物菌種的活菌含量可以在很大范圍內(nèi)變化，本發(fā)明不做特別的要求，例如，每克培養(yǎng)基中，微生物菌種的總活菌含量可以為109-1010cfu，檸檬酸桿菌、梭菌、腸桿菌、泥桿菌、克雷伯氏菌、乳桿菌和暗桿菌cfu比可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的比例，本發(fā)明也不做特別的要求。根據(jù)本發(fā)明，步驟(1)中的微生物菌種的厭氧培養(yǎng)條件可以在很大范 圍內(nèi)變化，本發(fā)明不做特別的要求，優(yōu)選情況下，厭氧培養(yǎng)的條件可以包括：溫度優(yōu)選為20-55℃，時(shí)間優(yōu)選為48-72小時(shí)，溶解氧優(yōu)選不高于2mg/l。根據(jù)本發(fā)明，步驟(1)中的培養(yǎng)基種類沒有特別的要求，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的厭氧培養(yǎng)基，優(yōu)選情況下，上述培養(yǎng)基可以含有葡萄糖、磷酸二羥丙酮和3-磷酸甘油醛，其中，相對于100重量份葡萄糖，磷酸二羥丙酮的含量優(yōu)選為0.01-2重量份，3-磷酸甘油醛的含量優(yōu)選為0.01-2重量份。上述組成和含量范圍的培養(yǎng)基有利于產(chǎn)1,2-丙二醇的微生物菌種的厭氧培養(yǎng)，并得到1,2-丙二醇的濃度適宜的發(fā)酵產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)得到的發(fā)酵產(chǎn)物可以含有1,2-丙二醇、乳酸、乙醇和乙酸中的一種或幾種，其中，相對于100重量份的1,2-丙二醇，乳酸的含量可以為30-60重量份，乙醇的含量可以為15-40重量份，乙酸的含量可以為1-5重量份。上述組成和含量范圍的發(fā)酵產(chǎn)物與碳酸鉀混合制備得到的除冰劑融雪融冰效率更高，且防護(hù)有效時(shí)間更長。根據(jù)本發(fā)明，該除冰劑還可以含有水，其中水的含量可以在很大范圍內(nèi)變化，優(yōu)選情況下，相對于100重量份的發(fā)酵產(chǎn)物，水的含量可以為20-80重量份。上述含有水的環(huán)保除冰劑具備更適宜的粘度和冰點(diǎn)，可以延長除冰劑的作用時(shí)間，并且加快除冰劑融雪融冰的速度。本發(fā)明還提供上述環(huán)保除冰劑在飛機(jī)表面除冰中的應(yīng)用。下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不因此受到任何限制。在本發(fā)明的下述實(shí)施例中，微生物菌種為購自中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心(accc)。實(shí)施例1本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的環(huán)保除冰劑及其制備方法。(1)將檸檬酸桿菌(citrobacter)accc10435、梭狀梭菌(clostridium) accc03408、腸桿菌(enterobacter)accc10136接種于培養(yǎng)基(含有100重量份葡萄糖、0.01重量份磷酸二羥丙酮和0.01重量份3-磷酸甘油醛)中得到發(fā)酵前的物料；(2)在20℃、溶解氧不高于1.5mg/l的條件下厭氧培養(yǎng)48小時(shí)，至1,2-丙二醇的濃度為200g/l，得到發(fā)酵產(chǎn)物，其中，相對于100重量份的1,2-丙二醇，乳酸的含量為27重量份，乙醇的含量為35重量份，乙酸的含量為1.2重量份；(3)取100重量份(2)中的發(fā)酵產(chǎn)物和10重量份碳酸鉀混合均勻，得到本實(shí)施例的環(huán)保除冰劑。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的環(huán)保除冰劑及其制備方法。(1)將檸檬酸桿菌(citrobacter)accc10435、梭狀梭菌(clostridium)accc03408、泥桿菌(ilyobacter)accc10060、克雷伯氏菌(klebsiella)accc25955和暗桿菌(pelobacter)accc10420接種于培養(yǎng)基(含有100重量份葡萄糖、2重量份磷酸二羥丙酮和2重量份3-磷酸甘油醛)中得到發(fā)酵前的物料；(2)在55℃、溶解氧不高于2mg/l的條件下厭氧培養(yǎng)56小時(shí)，至1,2-丙二醇的濃度為350g/l，得到發(fā)酵產(chǎn)物，其中，相對于100重量份的1,2-丙二醇，乳酸的含量為56重量份，乙醇的含量為18.5重量份，乙酸的含量為4.5重量份；(3)取100重量份(2)中的發(fā)酵產(chǎn)物和50重量份碳酸鉀混合均勻，得到本實(shí)施例的環(huán)保除冰劑。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的環(huán)保除冰劑及其制備方法。(1)將檸檬酸桿菌(citrobacter)accc10435、梭狀梭菌(clostridium)accc03408、腸桿菌(enterobacter)accc10136、克雷伯氏菌(klebsiella)accc25955和乳桿菌(lactobacillus)accc11049接種于培養(yǎng)基(含有100重量份葡萄糖、1重量份磷酸二羥丙酮和1重量份3-磷酸甘油醛)中得到發(fā)酵前的物料；(2)在50℃、溶解氧不高于1mg/l的條件下厭氧培養(yǎng)60小時(shí)，至1,2-丙二醇的濃度為320g/l，得到發(fā)酵產(chǎn)物，其中，相對于100重量份的1,2-丙二醇，乳酸的含量為42重量份，乙醇的含量為22.5重量份，乙酸的含量為3重量份；(3)取100重量份(2)中的發(fā)酵產(chǎn)物、40重量份碳酸鉀和20重量份水混合均勻，得到本實(shí)施例的環(huán)保除冰劑。實(shí)施例4本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的環(huán)保除冰劑及其制備方法。(1)將檸檬酸桿菌(citrobacter)accc10435、腸桿菌(enterobacter)accc10136、克雷伯氏菌(klebsiella)accc25955、乳桿菌(lactobacillus)accc11049和暗桿菌(pelobacter)accc10420接種于培養(yǎng)基(含有100重量份葡萄糖、1重量份磷酸二羥丙酮和1重量份3-磷酸甘油醛)中得到發(fā)酵前的物料；(2)在45℃、溶解氧不高于0.5mg/l的條件下厭氧培養(yǎng)70小時(shí)，至1,2-丙二醇的濃度為340g/l，得到發(fā)酵產(chǎn)物，其中，相對于100重量份的1,2-丙二醇，乳酸的含量為39重量份，乙醇的含量為29重量份，乙酸的含量為4.8重量份；(3)取100重量份(2)中的發(fā)酵產(chǎn)物、35重量份碳酸鉀和80重量份 水混合均勻，得到本實(shí)施例的環(huán)保除冰劑。實(shí)施例5本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的環(huán)保除冰劑及其制備方法。(1)將檸檬酸桿菌(citrobacter)accc10435、梭狀梭菌(clostridium)accc03408、腸桿菌(enterobacter)accc10136、泥桿菌(ilyobacter)accc10060、克雷伯氏菌(klebsiella)accc25955、乳桿菌(lactobacillus)accc11049和暗桿菌(pelobacter)accc10420接種于培養(yǎng)基(含有100重量份葡萄糖、0.5重量份磷酸二羥丙酮和0.5重量份3-磷酸甘油醛)中得到發(fā)酵前的物料；(2)在50℃、溶解氧不高于1mg/l的條件下厭氧培養(yǎng)72小時(shí)，至1,2-丙二醇的濃度為330g/l，得到發(fā)酵產(chǎn)物，其中，相對于100重量份的1,2-丙二醇，乳酸的含量為47重量份，乙醇的含量為32重量份，乙酸的含量為1.1重量份；(3)取100重量份(2)中的發(fā)酵產(chǎn)物、45重量份碳酸鉀和30重量份水混合均勻，得到本實(shí)施例的環(huán)保除冰劑。實(shí)施例6本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的環(huán)保除冰劑及其制備方法。采用與實(shí)施例5相同的發(fā)酵產(chǎn)物，所不同的是，環(huán)保除冰劑中碳酸鉀的含量為15重量份。實(shí)施例7本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的環(huán)保除冰劑及其制備方法。采用與實(shí)施例5相同的發(fā)酵產(chǎn)物，所不同的是，環(huán)保除冰劑中碳酸鉀的 含量為28重量份。實(shí)施例8本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的環(huán)保除冰劑及其制備方法。采用與實(shí)施例5相同的原料和制備方法，所不同的是，厭氧培養(yǎng)至發(fā)酵產(chǎn)物中1,2-丙二醇的濃度為250g/l。實(shí)施例9本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的環(huán)保除冰劑及其制備方法。采用與實(shí)施例5相同的原料和制備方法，所不同的是，環(huán)保除冰劑中不含有水。對比例1本實(shí)施例用于說明與本發(fā)明不同的環(huán)保除冰劑及其制備方法。采用與實(shí)施例5相同的制備方法，所不同的是，環(huán)保除冰劑中不加入發(fā)酵產(chǎn)物。對比例2本實(shí)施例用于說明與本發(fā)明不同的環(huán)保除冰劑及其制備方法。采用與實(shí)施例5相同的制備方法，所不同的是，將發(fā)酵產(chǎn)物替換為等重量的乙二醇。對比例3本實(shí)施例用于說明與本發(fā)明不同的環(huán)保除冰劑及其制備方法。本對比例的除冰劑由重量百分?jǐn)?shù)為60％主溶劑、10％冰點(diǎn)降低劑、10％凍結(jié)延緩劑、10％潤濕助溶劑、2％緩蝕劑、4％消泡劑、4％增稠劑、0.2％觸 流變劑組成；其中主溶劑由60％dpoma組成；冰點(diǎn)降低劑由10％乙二醇和10％丙三醇組成；凍結(jié)延緩劑由10％聚羧酸衍生物和10％聚丙烯酸衍生物組成；潤濕助溶劑由10％聚氧乙烯烷芳基醚和10％聚氧乙烯多元醇醚組成，緩蝕劑2％葡萄酸鈉和2％硫酸鋅組成；消泡劑由4％有機(jī)硅和4％礦物質(zhì)油組成；增稠劑由3.7％聚氨酯和3.7％改性聚脲組成、觸流變劑由0.2％氣相二氧化硅組成。測試實(shí)施例1將實(shí)施例1-9和對比例1-3的除冰劑按照sae標(biāo)準(zhǔn)ams1428的要求分別測試其冰點(diǎn)、粘度、ph值和折光率，測試結(jié)果列于表1中。表1測試實(shí)施例2將實(shí)施例1-9和對比例1-3的除冰劑按照sae標(biāo)準(zhǔn)ams1428的要求分別對其進(jìn)行防冰試驗(yàn)(包括噴霧試驗(yàn)測試和空氣動(dòng)力模擬測試)和除冰效果模擬測試，測定除冰劑的防冰時(shí)間、吹脫率和4小時(shí)除冰率，測試結(jié)果列于 表2中。表2防冰時(shí)間(hrs)吹脫率(％)4小時(shí)除冰率(％)實(shí)施例14678.6100實(shí)施例24679.2100實(shí)施例34780.8100實(shí)施例44680.7100實(shí)施例54881.0100實(shí)施例65281.5100實(shí)施例75381.3100實(shí)施例84578.2100實(shí)施例94377.6100對比例1562.385對比例21263.682對比例31566.590測試實(shí)施例3將實(shí)施例1-9和對比例1-3的除冰劑按照sae標(biāo)準(zhǔn)ams1428的要求分別對其進(jìn)行環(huán)境指標(biāo)，測定除冰劑的ld50、bod和cod，測試結(jié)果列于表3中。表3ld50(mg/l)bod(mgo2/kg)cod(mgo2/kg)實(shí)施例1930375862實(shí)施例2945372850實(shí)施例3970365842實(shí)施例4980356836實(shí)施例51000345820實(shí)施例61020333805實(shí)施例71035326818實(shí)施例8950415904實(shí)施例9960407915對比例18005401020對比例2870488988對比例3850480985根據(jù)表1和表2數(shù)據(jù)可以得出，本發(fā)明的環(huán)保除冰劑的冰點(diǎn)較低，且對環(huán)境污染較小，實(shí)施例5與對比例1-3對比可知，相比于不加發(fā)酵產(chǎn)物(對比例1-2)或其他種類除冰劑，本發(fā)明的除冰劑將發(fā)酵產(chǎn)物與碳酸鉀混合，具有更低的冰點(diǎn)，并且可以解決現(xiàn)有除冰劑含有的乙二醇和鹽類對地下水和土壤環(huán)境的污染問題。從實(shí)施例5與實(shí)施例6-7的數(shù)據(jù)對比可以看出，在本發(fā)明優(yōu)選的相對于100重量份的發(fā)酵產(chǎn)物，碳酸鉀的含量為12-30重量份的情況下，除冰劑的冰點(diǎn)更低，除冰防冰效果更好；實(shí)施例5與實(shí)施例8的數(shù)據(jù)對比可以看出，在本發(fā)明優(yōu)選的發(fā)酵前的物料進(jìn)行厭氧培養(yǎng)至1,2-丙二醇的濃度為300-350g/l的情況下，除冰劑的除冰性能更好；實(shí)施例5與實(shí)施例9的數(shù)據(jù)對比可以看出，在本發(fā)明優(yōu)選的除冰劑還含有水，相對于100重量份的發(fā)酵產(chǎn)物，水的含量為20-80重量份的情況下，除冰劑的冰點(diǎn)和粘度更適宜，更有利于噴灑除冰。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁12