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制造纤维幅的方法

阅读:822发布:2020-05-12

专利汇可以提供制造纤维幅的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于制造 纤维 幅,例如纸、纸板、纸巾或类似物的纤维幅的方法。该方法包括由一个或多个原料流形成包含 纤维素 纤维的 水 性纤维悬浮液;向水性纤维悬浮液或其至少一个原料流施加至少一种化学和/或物理控制措施,以控制在中间停留装置,例如存储塔或损纸塔的入口之前的水性纤维悬浮液或原料流中的 微 生物 活性,中间停留装置具有至少1小时,优选至少2小时的延迟时间。以这样的方式获得水性纤维悬浮液的起始ORP值。使水性纤维悬浮液在中间停留装置保持至少最小延迟时间,测量水性纤维悬浮液在中间停留装置的出口之后但在纤维幅形成之前的最终ORP值。计算起始ORP值和最终ORP值之间的ORP差值,并且如果ORP差值超过预定 阈值 ,则调节所施加的化学和/或物理控制措施,直到ORP差值降至低于预定阈值。最后,将水性纤维悬浮液形成纤维幅并干燥。,下面是制造纤维幅的方法专利的具体信息内容。

1.用于制造纤维幅,例如纸、纸板、纸巾或类似物的纤维幅的方法,该方法包括:
-由一个或多个原料流形成包含纤维素纤维的性纤维悬浮液,
-向所述水性纤维悬浮液或其至少一个原料流施加至少一种化学和/或物理控制措施,以控制在中间停留装置入口之前的水性纤维悬浮液或原料流中的生物活性,所述中间停留装置例如是存储塔或损纸塔;并获得水性纤维悬浮液的起始ORP值,所述中间停留装置具有至少1小时,优选至少2小时的最小延迟时间,
-使所述水性纤维悬浮液在中间停留装置保持至少最小延迟时间,
-测量所述水性纤维悬浮液在所述中间停留装置的出口之后但在纤维幅形成之前的最终ORP值,
-计算起始ORP值和最终ORP值之间的ORP差值,并且如果所述ORP差值超过预定阈值,则调节所施加的化学和/或物理控制措施,直到ORP差值降至低于所述预定阈值,-将所述水性纤维悬浮液形成纤维幅并干燥所述纤维幅。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述ORP差值的预定阈值为小于100mV。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在24小时观察期的至少90%内,所述ORP差值低于所述预定阈值。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,所述ORP差值的预定阈值为小于
90mV,优选小于75mV,更优选小于50mV。
5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,最终ORP值为0至+350mV,优选0至+200mV,更优选+50至+175mV,甚至更优选+100至+150mV。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,在所述中间停留装置之后测定所述水性纤维悬浮液的第一rH值,其中所述第一rH值为21-32,优选21-27,更优选22-26,甚至更优选24-26。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,在所述中间停留装置之前测定所述水性纤维悬浮液的第二rH值,其中所述水性纤维悬浮液在所述中间停留装置之前和之后的rH值之差为小于3,优选小于2.5,更优选小于1.5。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,在所述中间停留装置之后,所述水性纤维悬浮液的细菌内芽孢含量为小于400CFU/ml,优选小于200CFU/ml,更优选小于
100CFU/ml。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法,其特征在于,在所述中间停留装置之前和之后测定所述水性纤维悬浮液的细菌内芽孢含量值,由此测定值之间的差为小于100CFU/ml。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法,其特征在于,干燥的纤维幅中的细菌内芽孢含量为≤1000CFU/g,优选≤500CFU/g,更优选≤250CFU/g。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法,其特征在于,使所述水性纤维悬浮液在所述中间停留装置中保持1-12h,通常1-8h,更通常2-7h。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法,其特征在于,所述化学控制措施包括将微生物控制化学品进料到所述水性纤维悬浮液或其至少一个原料流中。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述微生物控制化学品是杀生物剂、还原性化学品或化性化学品。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述杀生物剂是非氧化性杀生物剂,优选选自戊二、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-(CMIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)。
15.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述杀生物剂是氧化性杀生物剂,优选选自一氯胺(MCA),二氧化氯,过甲酸或与氧化剂组合的含氮化合物,例如脲与氧化剂优选次氯酸盐反应。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法,其特征在于,所获得的水性纤维悬浮液的起始ORP值是在其进入中间停留装置之前或在进入中间停留装置时进行测量的。

说明书全文

制造纤维幅的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种根据所附独立权利要求的前序部分的纤维幅的制造方法。

背景技术

[0002] 细菌细胞通常以营养细胞(其通过细胞分裂而繁殖)的形式存在于纸浆厂以及造纸厂和纸板厂的性环境中。工艺中营养细菌的生长通常通过使用各种控制措施,如通过在工艺中进料生物剂,来监测和限制。但是,细菌的某些属会形成内芽孢,其对用于营养细胞的典型破坏和控制方法(如加热、消毒剂、化学杀生物剂、干燥、紫外光和电离辐射)具有高度抵抗。细菌细胞从营养形式转变为抵抗性内芽孢(resistant endospore)形式的过程称为芽孢化(sporulation)。成熟的内芽孢可能会保持存活,但会长时间休眠,甚至长达数年,直到外部条件变得有利,此后细菌内芽孢即转变回营养形式,即发芽。
[0003] 最终纸或纸板产品中的营养细胞和内芽孢的数量应尽可能少,尤其是如果该产品旨在用于卫生目的、食品或饮料包装。卫生纸或纸板的常规生产依赖于配料制备期间以及在纸或纸板制造工艺中湿部的强化杀生物剂处理。常规杀生物剂处理的目标是最小化或完全消除营养细菌细胞,从而抑制内芽孢的形成。然而,这种处理需要高剂量的杀生物剂,这增加了处理成本,并且可能损坏处理设备,例如引起腐蚀。此外,已经观察到,有时,即使杀生物剂的剂量高并且营养细菌细胞的数量低,配料中的内芽孢计数也增加至超过可接受的水平。因此,在纸浆、纸或纸板制造过程中一直需要抑制内芽孢的形成。

发明内容

[0004] 本发明的目的是减少或甚至消除现有技术中出现的上述问题。
[0005] 本发明的一个目的是提供一种使纸、纸板或类似物的制造过程中孢子形成最小化的方法。
[0006] 为了实现上述目的,本发明的特征在于在所附独立权利要求的特征部分中提出的内容。
[0007] 在下面进一步提出的从属权利要求中公开了根据本发明的一些优选实施方案。
[0008] 在本文中提到的实施方案在适用时涉及本发明的所有方面,即使这并不总是被单独提及。
[0009] 根据本发明的用于制造纤维幅例如纸、纸板、纸巾或类似物的纤维幅的典型方法包括:
[0010] -由一个或多个原料流形成包含纤维素纤维的水性纤维悬浮液,
[0011] -向水性纤维悬浮液或其至少一个原料流施加至少一种化学和/或物理控制措施(control measure),以控制在中间停留装置(intermediate residence entity),例如存储塔或损纸塔的入口之前的水性纤维悬浮液或原料流中的微生物活性,并获得水性纤维悬浮液的起始ORP值,所述中间停留装置具有至少1小时,优选至少2小时的最小延迟时间,[0012] -使所述水性纤维悬浮液在中间停留装置保持至少最小延迟时间,
[0013] -测量所述水性纤维悬浮液在所述中间停留装置的出口之后但在纤维幅形成之前的最终ORP值,
[0014] -计算起始ORP值和最终ORP值之间的ORP差值,并且如果所述ORP差值超过预定阈值,则调节所施加的化学和/或物理控制措施,直到ORP差值降至低于所述预定阈值,[0015] -将所述水性纤维悬浮液形成纤维幅并干燥纤维幅。
[0016] 现在令人惊讶地发现,当起始ORP和最终ORP值之间的ORP差值保持在低于预定阈值时,有效防止了内芽孢的形成。在实践中,这意味着在中间停留装置之前所施加的控制措施被调节到这样的水平,其抑制细菌过度生长但不完全消除营养细菌细胞。这样,工艺中的营养细菌不会受到环境应力的诱发而形成内芽孢,而是以营养细胞的形式保留下来,其很容易被干燥区的热量破坏。水性纤维悬浮液的起始和最终ORP值之间的ORP差值提供了一个参数,通过该参数可以确定、维持和(或在需要时)调节正确的控制措施水平。借助于在目标水平上施加的控制措施,在中间停留装置之后维持水性纤维悬浮液的最终ORP值,其中起始ORP值和最终ORP值之间的ORP差值优选为小于100mV。如果最终ORP值偏离目标水平,并且起始和最终ORP值之间的ORP差值超过了预定阈值,例如100mV,则可以在中间停留装置之前调节所施加的控制措施,以使最终ORP值返回到合适的目标水平,并且ORP差值降至阈值以下。
[0017] 因此,本发明旨在使中间停留装置中的细菌保持营养状态,从而使内芽孢的形成最小化。在中间停留装置之前,不需要完全破坏营养细菌。本发明使内芽孢的形成最小化,因为稳定的ORP差值确保了细菌在中间停留装置中不经受环境应力。以这种方式,细菌以营养形式保留而不是形成内芽孢。所施加的控制措施足以防止中间停留装置中细菌的过度生长,但是它们并不完全消除细菌。
[0018] 本发明还能够降低控制措施的成本。例如,可以减少所使用的杀生物组合物的量,因为它们没有被添加到处理系统中以用于完全或接近完全地破坏营养细菌细胞。此外,当可以避免添加过量的杀生物剂时,本发明改善了职业安全性并且促进了对杀生物剂法规的遵守。考虑到与杀生物剂的使用有关的一般性环境和消费者顾虑,本发明还提供了优点。
[0019] 在本文中,术语“ORP值”表示水性纤维悬浮液的化还原电位值。ORP值可以通过使用ORP探针(例如氧化还原电极)来确定或测量。这些设备对于本领域技术人员而言是已知的,并且在本申请中没有更详细地进行说明。
[0020] ORP的起始值和/或最终值可以连续地,周期性地或以预定的时间间隔进行测定或测量。根据本发明的一个实施方案,最终ORP值是连续地或者以比获得的起始ORP值更频繁地进行测量,即,以比获得的起始ORP值更短的间隔进行测量。根据另一个实施方案,起始和最终ORP值都是连续测量的。
[0021] 通常通过简单地从起始ORP值(通常是从最后一个测量的起始ORP值)中减去最终的ORP值,来将测得的起始和最终ORP值用于计算ORP差值。对于ORP差值是预定的阈值,并且目的是将ORP差保持在阈值以下。
[0022] 根据本发明的方法特别适用于生产卫生纤维幅,例如纸、纸板、纸巾或类似物的卫生纤维幅。在本文中,术语“卫生纤维幅”包括包含纤维素纤维的纤维幅,其中干燥的纤维幅中的细菌内芽孢含量为小于约1000CFU/g,优选小于约500CFU/g,更优选小于约250CFU/g。内芽孢含量优选为≤1000CFU/g,优选≤500CFU/g,更优选≤250CFU/g。根据一个实施方案,卫生纤维幅在干燥的纤维幅中具有的细菌内芽孢含量为<100CFU/g,优选<75CFU/g,更优选
50CFU/g。
[0023] 水性纤维悬浮液由多个原料流形成,其通常是多种原料流,例如水流和包含纤维素纤维的各种纸浆流。原料流被合并在一起并形成水性纤维悬浮液,其被进料至中间停留装置。通过对水性纤维悬浮液和/或流经的至少一个原料流施加至少一种化学和/或物理控制措施,控制水性纤维悬浮液和/或其至少一个原料流的微生物活性。例如,可以向水性纤维悬浮液中加入杀生物剂,其抑制了水性纤维悬浮液中微生物的过度生长。此外或可替代地,可以对水性纤维悬浮液和/或其原料流进行物理控制措施,例如超声或紫外线辐射。控制措施可以减少水性纤维悬浮液中营养细菌细胞的数量,但不完全消除它们。所施加的控制措施也可能仅抑制营养细胞的活性或繁殖,而不会减少其实际数量。在水性纤维悬浮液进入中间停留装置之前,施加控制措施。
[0024] 在中间停留装置的出口之后,但在水性纤维悬浮液离开流浆箱等并形成纤维幅之前,测量在工艺控制中使用的水性纤维悬浮液的最终ORP值。中间停留装置可以是任何纸浆、水或损纸的存储塔或储罐或相应的实体,其最小延迟时间为至少一小时,优选至少两小时。延迟时间在此理解为水性纤维悬浮液在中间停留装置中的平均停留时间。内芽孢的形成通常需要尽可能短的时间,这意味着从内芽孢形成的度而言,尤其是具有长的延迟时间的中间停留装置尤其容易受到伤害。中间停留装置的延迟时间可以在1-12小时的范围内,通常为1-8小时,更通常为2-7小时。这意味着水性纤维悬浮液在中间停留装置中保持1-12小时,通常为1-8小时,更通常为2-7小时。通常,在中间停留装置中的水性纤维悬浮液的稠度为至少2g/l,优选10-100g/l。
[0025] ORP起始值是在中间停留装置的入口之前或最迟在该入口处测定的。如果水性纤维悬浮液是通过混合多个原料流(例如水流)和各种包含纤维素纤维的纸浆流而获得的,则起始ORP通常在所有原料流混合后并且优选在中间停留装置的入口之前进行测定。根据本发明的一个实施方案,在工艺包括串联布置的多个中间停留装置,例如存储塔的情况下,可以在第一中间停留装置的入口之前或在入口处测定起始ORP值,并且最终ORP值是在串联的最后一个中间停留装置的出口之后进行测量的,由此在整个串联的中间停留装置中计算ORP差值。串联中的中间停留装置可以彼此不同或相似。可替代地,可以在每个中间停留装置的入口之前测定起始ORP值,并且在串联中的每个中间停留装置的出口之后测定最终ORP值,并分别计算每个中间停留装置的ORP差值,并且使每个中间停留装置的最终ORP值都分别维持在目标水平上。根据另一替代方案,识别和选择串联中的关键的中间停留装置,例如具有最长延迟时间或最有利于孢子形成的条件,然后可以仅在串联中关键的中间停留装置的入口之前测定起始ORP值,且仅在关键的中间停留装置的出口之后测定最终的ORP值,计算该关键的中间停留装置的ORP差值,并将最终ORP值维持在关键的中间停留装置的目标水平上。
[0026] 根据本发明的一个优选实施方案,ORP差值在24小时观察期的至少90%内为低于预定阈值。例如,在24小时的观察期的至少90%内,最终ORP值保持在目标水平,即初始ORP值与最终ORP值之差为小于100mV的水平。实际上,这意味着在任何24小时的观察期内,如果工艺正常运行,排除工艺启动,工艺关闭,清洗周期,则ORP起始值和最终值之间的计算差不会长期偏离和/或定期超过预定阈值,例如100mV。优选地,在24小时观察期的至少95%,更优选至少97.5%内,ORP差值保持在预定阈值以下。
[0027] 基于计算的ORP差值,基于所测得的水性纤维悬浮液的最终ORP值,必要时可以在中间停留装置之前调节水性纤维悬浮液或其至少一个原料流所经受的化学和/或物理控制措施。可以施加化学和/或物理控制措施,直到ORP差值降到预定阈值以下。
[0028] 根据本发明的一个优选实施方案,最终ORP值可以为0至+350mV,优选0至+200mV,更优选+50至+175mV,甚至更优选+100至+150mV。该值是通过使用传统的ORP电极获得的,该ORP电极在一个体(one body)内包括一个铂氧化还原感测电极和一个/氯化银参比电极。已经观察到,在这些预定范围内的最终ORP值提供了将微生物活性控制在合适水平的条件,避免了厌氧条件、孢子形成和/或过度的微生物生长。如果最终的ORP值在预定范围内,并且ORP差未超过阈值,则无需对控制措施进行调节,但是如果根据其他工艺参数认为有必要,也可以进行调节。
[0029] 此外,可以在水性纤维悬浮液进入中间停留装置之前,即在中间停留装置的入口之前,或最晚在入口处,测量获得的水性纤维悬浮液的起始ORP值。起始ORP值不仅为测定起始ORP值与最终ORP值之间的ORP差值提供了起始水平,而且可以使用起始ORP值获得有关施加在水性纤维悬浮液上和/或其原料流的控制措施效果,和/或水性纤维悬浮液本身的性能变化的初步信息。例如,起始ORP值可以提供关于控制措施的效果和/或控制措施的适当水平的初步信息。
[0030] 中间停留装置入口之前的起始ORP值和中间停留装置出口之后测量的最终ORP值用于确定ORP值之间的差,即ORP差值。ORP差值指示中间停留装置中普遍存在的条件。ORP差值的预定阈值可以优选地小于100mV。ORP差值的预定阈值为小于100mV,优选小于90mV,优选75mV,更优选小于50mV。起始ORP值与最终ORP值之间的差越小,中间停留装置中的条件就越稳定,并且压力环境导致内芽孢形成的险也越小。
[0031] 根据本发明的一个实施方案,在中间停留装置之后测定水性纤维悬浮液中细菌内芽孢的含量。以这种方式,可以保证在中间停留装置中不发生或只有尽可能少的内芽孢形成,并且在中间停留装置之前施加的控制措施处于适当水平。根据本发明的一个实施方案,在中间停留装置之后,水性纤维悬浮液的细菌内芽孢含量可以为小于400CFU/ml,优选小于200CFU/ml,更优选小于100CFU/ml。
[0032] 水性纤维悬浮液的pH也可以在中间停留装置之前和/或之后进行测量。优选地,水性纤维悬浮液的pH是稳定的,大约在pH 7-9,并且测量的pH值之间的最大差是±1pH单位。稳定的pH降低了环境应力因素的风险,并使ORP值保持在预定范围内。
[0033] 根据一个实施方案,在中间停留装置之后的水性纤维悬浮液的rH值为21-32,优选21-27,更优选22-26,甚至更优选24-26。水性纤维悬浮液的rH值在中间停留装置之前和之后的差可以为优选小于3,优选小于2.5,更优选小于1.5rH单位。可以使用式(1)由pH和氧化还原电位来计算rH值:
[0034] rH=2*pH+2*Eh*F/(c.R.T)   (1)
[0035] 其中
[0036] F=法拉第常数,9.64853399(24)×104C mol-1;
[0037] c=ln 10;
[0038] T=温度,以开尔文为单位;
[0039] Eh=用标准氢电极测得的氧化还原电位,和
[0040] R=通用气体常数,8.314472(15)J·K-1 mol-1。
[0041] 可以测定中间停留装置之前和之后的水性纤维悬浮液的细菌内芽孢含量值,由此测定的内芽孢含量值之间的差为优选小于100CFU/ml,更优选小于75CFU/ml。通过测定中间停留装置之前和之后的细菌内芽孢含量的值及其差,可以获得有关中间停留装置中实际孢子形成的信息。如果计算的ORP差接近预定阈值,或者测量的ORP值和/或其他参数接近预定的边界值,或者对中间停留装置中普遍的实际状况存在怀疑,则此测定特别有用。
[0042] 水性纤维悬浮液由纤维素或木质纤维素纤维,任选的造纸添加剂和水形成。纤维素纤维可以是通过任何已知的制浆方法获得的原始纤维,和/或它们可以是再循环纤维和/或它们可以源自损纸。例如,纤维原料可包括通过机械制浆、化学制浆、化学热电机械制浆或通过再制浆再循环或回收的纤维而获得的纤维素纤维。纤维素纤维可以是精制的或未精制的,漂白的或未漂白的。纤维素纤维可以是再循环的未漂白或漂白的皮纸浆纤维、硬木半化学纸浆纤维、草浆纤维或其任何混合物。
[0043] 水性纤维悬浮液可以通过组合两种或更多种原料流形成,所述原料流可以包含来自不同来源和/或淡水和/或循环的工艺水的纤维素纤维。可以将化学和/或物理控制措施施加至这些原料流中的一个或多个,或者在水性纤维悬浮液形成后施加于水性纤维悬浮液中。
[0044] 水性纤维悬浮液可包含一种或几种已知的用于纸浆和造纸的化学添加剂。
[0045] 根据本发明的一个实施方案,化学控制措施包括将微生物控制化学品进料到水性纤维悬浮液或其至少一个原料流中。微生物控制化学品可以是杀生物剂,还原性化学品或氧化性化学品。
[0046] 根据一个实施方案,该杀生物剂是非氧化性杀生物剂。合适的非氧化性杀生物剂可以选自戊二;2,2-二溴-3-氰基丙酰胺(DBNPA);2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇(Bronopol);甲酸酯;5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-(CMIT);2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT);1,2-二溴-2,4-二氰基丁烷;双(三氯甲基)砜;2-溴-2-硝基苯乙烯;4,5-二氯-1,2-二硫醇-3-酮;2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮;1,2-苯并异噻唑啉-3-酮;邻苯二甲醛;季铵化合物(=“quats”);例如正烷基二甲基苄基氯化铵,二癸基二甲基氯化铵(DDAC)或烯基二甲基乙基氯化铵;胍;双胍;吡啶硫(pyrithiones);3-碘丙炔基-N-丁基氨基甲酸酯;鏻盐,例如四羟甲基硫酸鏻(THPS);隆;2-(硫氰基甲硫基)苯并噻唑;亚甲基双硫氰酸酯(MBT)及其组合。优选地,非氧化性杀生物剂选自戊二醛,5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)。
[0047] 根据另一种选择,该杀生物剂可以是氧化性杀生物剂,例如稳定化的活性氯化合物或过酸。在本发明的一个实施方案中,氧化性杀生物剂可包括氧化剂,其选自氯、金属和碱土金属的次氯酸盐;次氯酸;氯化异氰脲酸酯;溴;碱金属和碱土金属的次溴酸盐;次溴酸;氯化溴;二氧化氯;臭氧;过氧化氢;过氧化合物(例如过氧乙酸、过甲酸、过酸盐或过硫酸盐);卤代乙内酰脲,例如单卤代二甲基乙内酰脲(例如一氯二甲基乙内酰脲)或二卤代二甲基乙内酰脲(例如氯溴-二甲基乙内酰脲);一氯胺;一溴胺;二卤代胺;三卤代胺;或其任何组合。还可以在氧化性杀生物剂中将氧化剂,优选次氯酸盐与含氮化合物混合。合适的含氮化合物可以选自铵盐(例如硫酸铵、溴化铵、氯化铵或氨基甲酸铵)、氨、尿素、乙内酰脲、乙醇胺、吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、乙烯脲、N-羟甲基脲、N-甲基脲、乙酰脲、吡咯、吲哚、甲酰胺、苯甲酰胺、乙酰胺、咪唑啉或吗啉。根据一个优选的实施方案,氧化性杀生物剂包括与氧化剂例如次氯酸盐反应的脲或铵盐。例如,氧化性杀生物剂包括脲、溴化铵、氨基甲酸铵或硫酸铵,它们与氧化剂例如次氯酸盐反应。优选的氧化性杀生物剂选自一氯胺(MCA)、二氧化氯、过甲酸(PFA)、过乙酸、碱金属和碱土金属的次氯酸盐、与氧化剂,优选次氯酸盐组合的含氮化合物。更优选地,氧化性杀生物剂选自一氯胺(MCA)、二氧化氯、过甲酸或与氧化剂组合的含氮化合物,例如脲与氧化剂(例如次氯酸盐)反应。
[0048] 水性纤维悬浮液形成纤维幅并以任何合适的方式干燥。干燥期间的温度优选为至少100℃,优选至少110℃,持续至少0.3分钟,优选至少0.5分钟,有时至少1分钟。这确保了营养细菌细胞的终止并获得卫生的纤维幅。
[0049] 根据一个实施方案,用于制造纤维幅,例如纸、纸板、纸巾或类似物的纤维幅的方法包括:
[0050] -由一个或多个原料流形成包含纤维素纤维的水性纤维悬浮液,
[0051] -向水性纤维悬浮液或其至少一个原料流施加至少一种化学和/或物理控制措施,以控制在中间停留装置,例如存储塔或损纸塔的入口之前的水性纤维悬浮液或原料流中的微生物活性,并获得水性纤维悬浮液的起始ORP值,所述中间停留装置具有至少1小时,优选至少2小时的最小延迟时间,
[0052] -测量悬浮液在所述中间停留装置的出口之后但在纤维幅形成之前的最终ORP值,[0053] -任选通过调节所施加的化学和/或物理控制措施来将纤维悬浮液的最终ORP值保持在目标水平,其中起始ORP值与最终ORP值之间的差为小于100mV,
[0054] -将水性纤维悬浮液形成纤维幅并干燥纤维幅。
[0055] 实验
[0056] 实施例1
[0057] 该实验室测试比较了两种氧化性杀生物剂(即游离活性氯和稳定化的活性氯)在杀死营养细菌细胞和控制细菌孢子形成方面的功效。测试是用制造3层食品包装纸板的纸板机的扶辊坑(couch pit)中提取的损纸样品的真实细菌种群进行的。将损纸样品等分。原样保存两个参考样品,将“游离活性氯”样品用次氯酸钠处理,将“稳定化的活性氯”样品用由5,5-二甲基乙内酰脲稳定的次氯酸钠处理(以1:1摩尔比混合以形成一氯5,5-二甲基乙内酰脲,MCDMH)。两种形式的活性氯的剂量均为10ppm(=mg/l总活性氯Cl2计)。损纸样品在不混合的情况下存储在+45℃下。通过使用常规琼脂平板培养方法(平板琼脂,在+37℃下温育2天),对测试开始时(未经处理的参考样品)和接触1天和2天的时间后的总需氧细菌和需氧细菌孢子定量。还监测了损纸的pH和氧化还原电位(mV)值。结果示于表1。
[0058] 表1中的结果表明,在实验开始时,未经处理的参考损纸样品1和2含有相对少量的2 3
需氧细菌(8×10和1×10CFU/ml),以及少量需氧细菌孢子(80和70CFU/ml)。在储存的两天中,参考样品1和2中的总需氧细菌水平增加至1–2×107CFU/ml,而需氧细菌孢子数下降至
10和30CFU/ml。令人惊讶地,这表明在典型的纸板机温度下的需氧存储条件(pH 7.5-7.9,氧化还原电位120-149mV)有利于营养细菌的生长,但不会引起细菌孢子的任何增加。储存了1天后,用游离活性氯(次氯酸钠,无稳定剂)处理的损纸样品显示出几乎相等的营养细菌含量。这表明在剂量水平为10ppm的情况下,游离活性氯在损纸样品中没有表现出任何较长期的杀灭作用。然而,由于游离活性氯引起的应力(stress),用游离活性氯处理导致需氧孢子数量增加了10倍(60CFU/ml→670CFU/ml)。用稳定化的氯(MCDMH,10mg/l活性氯)处理损纸,与游离氯(相比于4×105CFU/ml,6×104CFU/ml)相比,总需氧细菌含量在储存1天后显著地降低了1个log单位。此外,在两天的实验中,MCDMH在损纸中没有引起任何新的孢子形成,并且孢子计数保持在30-60CFU/ml的水平。储存2天后,所有样品均含有细菌1-2×107CFU/ml,表明上述氧化剂的处理都没有显示出持久的杀灭作用。
[0059] 表1.实施例1的结果
[0060]
[0061] 令人惊奇的是,实施例1表明杀生物剂处理对于防止机器损纸中细菌孢子的形成不是绝对必要的。测试表明,如果在合适的条件下存放来自纸板机的损纸,则可以最大程度地减少孢子的形成。该实施例还表明,如果用游离活性氯以不能完全杀死细菌细胞的剂量处理这样的需氧损纸,则会刺激剩余的细菌形成孢子。出人意料的是,用稳定化的活性氯以类似的方式处理损纸不会引起细菌孢子形成。
[0062] 实施例2
[0063] 该实验室测试是使用从生产3层食品包装纸板的碱性纸板机上提取的损纸样品进行的,样品中包含工厂的真实细菌种群。将样品分开至两个不同的容器中,一个原样保存,另一个用50mg/l的戊二醛作为活性剂的杀生物剂改性。密闭容器并在不混合的情况下将其保存在+45℃下,即模拟机器停机期间损纸存储塔中的情况的条件。在测试开始时和储存3天后,使用常规琼脂平板培养方法(平板计数琼脂,在+37℃下温育2天)测定总需氧细菌和需氧孢子含量,并进行pH和氧化还原电位测量。
[0064] 结果示于表2。
[0065] 表2.实施例2的结果
[0066]
[0067] 表2中的结果表明,在3天的存储时间内,未处理的损纸样品的pH值(7.9→6.9)和氧化还原电位值(+137mV→-23mV)显著下降,表明损纸中的条件在存储期间从需氧性变为发酵性。总需氧细菌数从2×107CFU/ml增加到5×107,需氧孢子的数量从125CFU/ml增加到850CFU/ml。
[0068] 储存3天后,用50mg/l戊二醛杀生物剂处理的损纸中总需氧细菌为2×107CFU/ml,即是未处理的参考的40%,表明该杀生物剂处理没有持久的杀灭效果。然而,该处理有效地防止了厌氧发酵条件的发展,即氧化还原电位(145mV)和pH(7.4)保持在高的水平。条件未触发损纸样品中的任何孢子形成,并且储存3天后,损纸仅包含少量(80CFU/ml)孢子。
[0069] 实施例2表明,只要杀生物剂处理成功地防止了损纸中厌氧条件的发展,不引起细菌细胞的强烈而持久的杀灭效果的杀生物剂处理就可以令人惊奇地很好地控制损纸中孢子的形成。
[0070] 实施例3
[0071] 本实施例比较了生产食品包装纸板的3层纸板机的损纸系统中两种不同杀生物剂程序的技术性能。损纸系统是纸板制造过程湿端的一部分。该纸板机为最终的纸板设定了卫生目标,即每克干纸板的需氧细菌孢子应少于1000CFU,优选少于250CFU。
[0072] 在该实验中,对于第一时间段(第1-10天),该机器运行的是由稳定化的活性氯(MCDMH)和戊二醛组成的杀生物剂程序。在第二时间段,该机器运行二氧化氯(一种未稳定化的氧化剂)作为杀生物剂。从停机开始(第15-25天),它运行了10天。第三时间段(第26-47天)使用与第一时间段相同的MCDMH和戊二醛程序进行。在该实验过程中,通过以下几种方式在选定的日期对两种不同的杀生物剂程序的技术性能进行监控:在线氧化还原电位监控系统,其每10分钟收集1次氧化还原电位值(结果显示为每日平均mV值);测量最终纸板样品的需氧孢子含量;并通过使用琼脂平板培养方法(在82℃下巴氏杀菌20分钟,然后在+37℃的平板计数琼脂上培养2天)测量来自不同工艺位置的需氧细菌孢子数量。
[0073] 结果示于表3。
[0074] 表3.实施例3的结果
[0075]
[0076] 表3中的结果表明,在第一时间段(第1-10天)中,生产的最终纸板的孢子含量始终为<250CFU/g,因此该纸板符合卫生指标。在第1至10天中,伏辊坑的氧化还原电位水平(=罐收集并将材料送至低稠度损纸塔)稳定在+190至200mV范围内。可以看出,在第1-10天中,损纸系统具有稳定的需氧条件,并且损纸系统中的Δ孢子含量(=入口和出口之间的差)通常很低,表明未发生新孢子的大量形成。此外,用稳定化的氧化剂MCDMH处理的该过程的其他区域通常含有较少量的孢子。例如,纸浆输送水(15CFU/ml)和输入的纸浆(30-80CFU/ml)具有少量的孢子,表明MCDMH杀生物剂程序不会触发大量的孢子形成。
[0077] 在第二时间段(第15-25天)中,系统用二氧化氯处理。计量加入这种未稳定化的氧化剂可显著提高系统中的氧化还原电位值,例如在损纸系统中从+190mV提高至+492mV。有趣的是,孢子的数量也显示出强劲的增长,例如在高稠度损纸塔中高达1100CFU/ml。最终纸板上的孢子含量也急剧增加,其值比最终纸板上的设定卫生目标高出一个数量级,最高值高达9580CFU/g。这表明由未稳定化的氧化剂引起的强氧化应力在该纸板机的损纸系统中引发了强烈的孢子形成。
[0078] 在第三时间段(第26-47天),与第一时间段类似,用MCDMH和戊二醛处理该工序。经过短暂的延迟,工序条件稳定回到了与第一实验期间相似的氧化还原电位范围,而且有趣的是,最终纸板上的孢子值也回到了目标水平。
[0079] 实施例3的结果支持了令人惊讶的发现,即对于生产具有低需氧细菌孢子含量的食品包装纸板而言,与采用氧化性杀生物剂处理系统并将在损纸系统中的+380至+500mV的氧化还原电位值作为目标相比,以提供稳定的需氧条件和中等氧化还原电位值的方式用杀生物剂例如稳定化的氧化剂和戊二醛处理该系统更为有效。
[0080] 即使参考目前似乎是最实用和优选的实施方案描述了本发明,但应理解,本发明不应限于上述实施方案,而是本发明也旨在涵盖落入所附权利要求范围内的不同修改和等同的技术方案。
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