CN104176207B - 一种抑制船舶微生物生长的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制船舶上微生物生长的方法，将船用热管冷凝器表面放在船弦侧壁上与海水接触，船用热管蒸发端放入船舱内，采用梯度加热的方式在船用热管蒸发端进行加热至50～70℃，通过热管将热量传送到船用热管冷凝器表面的弦外海水中，从而抑制船舶上微生物生长，梯度加热包括低温加热和中温加热两个阶段；低温加热阶段加热至30～40℃；中温加热阶段为将保温结束后，持续加热至50～70℃。本发明采用梯度的方式直接加热，低温加热阶段先将海水中附着在船舶上的微生物聚集在船用热管冷凝器表面；在中温加热阶段控制可以杀灭99%的微生物，杀灭效果显著，且方法简单，节约了能源；还有涂层，解决了涂层容易降解，且持续时间不长的问题，防污效果达到99～99.8%。
Description
技术领域
本发明公开了一种抑制船舶微生物生长的方法，属于抑制海洋污损生物研究领域。
背景技术
海洋污损生物也称海洋附着生物（marine fouling organism），是生长在船底和海中一切设施表面的动物、植物和微生物。这些生物一般是有害的。
污损生物是包括以固着生物为主体的复杂群落，其种类繁多，包括细菌、附着硅藻和许多大型的藻类以及自原生动物至脊椎动物的多种门类。据统计世界海洋污损生物约2000种左右，我们沿海主要污损生物约200种，其中危害性最大的有藤壶、牡蛎、贻贝、盘管虫等种类。
在海水浸泡中的无特殊保护的船底常常会发现大量的海洋生物聚集，这种现象被称为海洋生物污损，这些栖息或附着于该表面的生物被称为海洋污损生物。全世界每年因生物污损所造成的损失及其巨大，以船舶为例，海洋生物污损会提高船舶航行阻力、降低航行速度而延长相同航线的货物中转周期，缩短船舶维修周期，提高船底除污费用、延长船舶占坞时间以及缩短有效航行时间，提高燃料消耗以及对应的污染排放，降低船舶有效载重，加速船体腐蚀，缩短船舶使用寿命等等。
为了防止海洋生物的附着，铅、铜或有机锡涂料的应用取得了良好的防污效果；但是在发挥良好房屋效果的同时，也带来了严重的环境问题。它不仅对目标生物有极大的毒性，对海洋环境中的非目标生物也产生了不良的影响，从而对水产养殖、捕捞以及人类的健康都构成了巨大的威胁。有关研究表明，海水中有机锡的存在会干扰牡蛎的钙代谢，使其贝壳畸形加厚，含肉量下降，降低或丧失牡蛎的市场价值，引起海产腹足类的性畸变，及雌性个体的特征，甚至导致雌性个体生殖失败，还会影响到鱼类血液内氧气的运输，使其处于缺氧状态，阻碍鱼类的生长。此外，有机物的毒素可以通过蓄积在鱼类、贝类、海洋鸟类、海洋哺乳动物体内，进而进入人类食物链。
我国各地主要航线包括近洋航线和远洋航线中均发现了高浓度的有毒化合物，具有高度的危害性。
因此，寻找一个快速、经济有效的防污措施显得尤为重要，目前，对于可以有效降解涂层的设置，抑制海洋污损生物效果作用明显且实现了无污染，但是涂层容易降解，且持续时间不长，对于航线较长的船舶上面如果使用涂料涂层的方式进行抑制海洋污损生物，那么涂层的厚度必须能维持整个航线的航行，但是对于海洋中涂层的降解速度和航行速度以及预定的航行时间都是不确定的，甚至临时会产生更改，因此如何更有效的进行维持整个航线的航行过程中有效抑制海洋污损生物，是目前存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种抑制船舶微生物生长的方法，保证了防污效果的发挥，同时节约了原材料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种抑制船舶上微生物生长的方法，其创新点在于：将船用热管冷凝器表面放在船弦侧壁上与海水接触，船用热管蒸发端放入船舱内，采用梯度加热的方式在船用热管蒸发端进行加热至50～70℃，通过热管将热量传送到船用热管冷凝器表面的弦外海水中，从而抑制船舶上微生物生长。
进一步的，所述梯度加热包括低温加热和中温加热两个阶段；所述低温加热阶段为先将热管蒸发端加热至30～40℃，停止加热，保温15～30min；所述中温加热阶段为将保温结束后，持续加热至50～70℃，控制升温时间为3～5min，保温10～15min。
进一步的，所述中温加热阶段中的加热至温度为65℃。
进一步的，所述船用热管冷凝器表面的表面还涂覆有一层耐热抑制涂层，控制涂层厚度为0.5～0.8µm；所述涂层从内到外依次包括成膜物质丙烯酸树脂层和热缓释剂层，热缓释剂层包括防污抑制剂层内层和琼脂外层；所述热缓释剂层中琼脂的重量百分含量为7～11%，防污抑制剂的重量百分含量为63～67%，丙烯酸树脂层中丙烯酸树脂的重量百分含量为20～30%。
进一步的，所述防污抑制剂包括丙烯酸类-辣椒素类酯、3-氯-2，5-二羟基苯甲醇、琥珀酸衍生物和纳米银。
进一步的，所述丙烯酸类-辣椒素类酯、3-氯-2，5-二羟基苯甲醇、琥珀酸衍生物和纳米银的质量百分比为4.5～5.2%：36.6～37.8%：38.9～39.7%：18～19.3%。
进一步的，所述琼脂为温度在50～60℃时熔化，温度在20～30℃时凝固的琼脂。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明采用直接加热的方式，尤其是采用梯度的方式直接加热，低温加热阶段先将海水中附着在船舶上的微生物聚集在船用热管冷凝器表面；在中温加热阶段控制温度在50～70度，最佳为65度时可以杀灭99%的微生物，杀灭效果显著，且方法简单，不需要高温即可以达到杀灭良好效果，节约了能源。
（2）本发明还可以在船用热管冷凝器表面的表面还涂覆有一层新型耐热抑制涂层，涂层外表面加入了琼脂，在50～60℃时熔化，温度在30～40℃时凝固，配合梯度加热的方式，海洋污损生物凝聚在外表面的琼脂层上，通过加热至50～70℃时，琼脂层熔化，防污抑制层发挥作用杀灭微生物，热管不工作或低温凝聚微生物时，可以将琼脂自然冷却成固体，保护防污抑制层免受污染。
（3）本发明成膜物质层、热缓释剂层中物质的重量百分比的配比选择，恰到好处的既保证了防污效果的发挥，同时节约了原材料，减少了不必要的浪费。
（3）本发明通过特定的制备方法进行防污涂层的制备，省时高效，涂层方式的确定使得得到的涂层更加稳固，涂层性能更加优越，防污效果好且对海洋环境友好，值得推广使用。
（4）本发明特定的涂层，解决了涂层容易降解，且持续时间不长，对于航线较长的不确定因素的影响下如何更有效的进行维持整个航线的航行过程中有效抑制海洋污损生物的问题，防污效果达到99～99.8%，当加热温度控制在65度时，防污效果最好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。
实施例1
一种抑制船舶上微生物生长的方法：
将船用热管冷凝器表面放在船弦侧壁上与海水接触，船用热管蒸发端放入船舱内，采用梯度加热的方式在船用热管蒸发端进行加热至50～70℃，通过热管将热量传送到船用热管冷凝器表面的弦外海水中，从而抑制船舶上微生物生长。
其中，梯度加热包括低温加热和中温加热两个阶段；低温加热阶段为先将热管蒸发端加热至30℃，停止加热，保温15min；中温加热阶段为将保温结束后，持续加热至50～70℃，控制升温时间为3min，保温10min。
本实施例采用直接加热的方式，尤其是采用梯度的方式直接加热，低温加热阶段先将海水中附着在船舶上的微生物聚集在船用热管冷凝器表面；在中温加热阶段控制温度在50～70度时，可以杀灭99%的微生物，杀灭效果显著，且方法简单，不需要高温即可以达到杀灭良好效果，节约了能源。
实施例2
在实施例1的基础上，船用热管冷凝器表面的表面先涂覆有一层耐热抑制涂层，控制涂层厚度为0.5µm；涂层从内到外依次包括成膜物质丙烯酸树脂层和热缓释剂层，热缓释剂层包括含有丙烯酸类-辣椒素类酯、3-氯-2，5-二羟基苯甲醇、琥珀酸衍生物和纳米银的防污抑制剂层内层和琼脂外层；热缓释剂层中琼脂的重量百分含量为7%，防污抑制剂的重量百分含量为63%，丙烯酸树脂层中丙烯酸树脂的重量百分含量为20%。
其中，丙烯酸类-辣椒素类酯、3-氯-2，5-二羟基苯甲醇、琥珀酸衍生物和纳米银的质量百分比为4.5%：36.6%：38.9%：18%。
接着，再采用梯度加热的方式进行加热杀灭微生物，具体的低温加热阶段为先将热管蒸发端加热至40℃，停止加热，保温30min；中温加热阶段为将保温结束后，持续加热至65℃，控制升温时间为5min，保温15min。
本实施例中特定方法制备的涂层，解决了涂层容易降解，且持续时间不长，对于航线较长的不确定因素的影响下如何更有效的进行维持整个航线的航行过程中有效抑制海洋污损生物的问题，配合梯度加热，当加热温度控制在65度时，防污效果达到99.3%，防污效果较实施例1好。
实施例3
在实施例2的基础上，改变涂层厚度为0.8µm；改变热缓释剂层中琼脂的重量百分含量为11%，防污抑制剂的重量百分含量为67%，丙烯酸树脂层中丙烯酸树脂的重量百分含量为30%；改变丙烯酸类-辣椒素类酯、3-氯-2，5-二羟基苯甲醇、琥珀酸衍生物和纳米银的质量百分比为5.2%：37.8%：39.7%：19.3%。
本实施例中特定方法制备的涂层，解决了涂层容易降解，且持续时间不长，对于航线较长的不确定因素的影响下如何更有效的进行维持整个航线的航行过程中有效抑制海洋污损生物的问题，配合梯度加热，当加热温度控制在65度时，防污效果达到99.8%，防污效果较实施例1和2最好。
Claims (6)
1.一种抑制船舶上微生物生长的方法，其特征在于：将船用热管冷凝器表面放在船舷侧壁上与海水接触，船用热管蒸发端放入船舱内，采用梯度加热的方式在船用热管蒸发端进行加热至50～70℃，通过热管将热量传送到船用热管冷凝器表面的舷外海水中，从而抑制船舶上微生物生长；所述船用热管冷凝器表面的表面还涂覆有一层耐热抑制涂层，控制涂层厚度为0.5～0.8µm；所述涂层从内到外依次包括成膜物质丙烯酸树脂层和热缓释剂层，热缓释剂层包括防污抑制剂层内层和琼脂外层；所述热缓释剂层中琼脂的重量百分含量为7～11%，防污抑制剂的重量百分含量为63～67%，丙烯酸树脂层中丙烯酸树脂的重量百分含量为20～30%。
2.根据权利要求1所述的抑制船舶上微生物生长的方法，其特征在于：所述梯度加热包括低温加热和中温加热两个阶段；所述低温加热阶段为先将热管蒸发端加热至30～40℃，停止加热，保温15～30min；所述中温加热阶段为将保温结束后，持续加热至50～70℃，控制升温时间为3～5min，保温10～15min。
3.根据权利要求2所述的抑制船舶上微生物生长的方法，其特征在于：所述中温加热阶段中的加热至温度为65℃。
4.根据权利要求1所述的抑制船舶上微生物生长的方法，其特征在于：所述防污抑制剂包括丙烯酸类-辣椒素类酯、3-氯-2，5-二羟基苯甲醇、琥珀酸衍生物和纳米银。
5.根据权利要求4所述的抑制船舶上微生物生长的方法，其特征在于：所述丙烯酸类-辣椒素类酯、3-氯-2，5-二羟基苯甲醇、琥珀酸衍生物和纳米银的质量百分比为4.5～5.2%：36.6～37.8%：38.9～39.7%：18～19.3%。
6.根据权利要求1所述的抑制船舶上微生物生长的方法，其特征在于：所述琼脂为温度在50～60℃时熔化，温度在30～40℃时凝固的琼脂。
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| PB01 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |