專利名稱：金屬加工液抑制細菌方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種抑制細菌方法及系統，特別是一種金屬加工液抑制細菌方法及系統。
背景技術：
金屬加工液被活性微生物分解過程常伴隨質量損失、氧氣消耗、水及二氧化碳生成，以及出現游離酸與新物質等現象，動植物油雖為環境友好及具生物分解優勢的原料，然而其操作使用過程的低溫環境適用度、耐氧化性及抗菌性等尚有改善空間。通常金屬加工液(例如潤滑油)的微生物分解涉及酯的水解、長鏈碳水化合物的氧化及酶分解后芳香環開環等三步驟歷程；不同的金屬加工液的微生物分解難易程度不同，即使是相同類型，因為分子結構差異，其分解反應的活化能也不同，其雖與多種參數有關，但先決條件為大量細菌群、充足的氧氣及合宜的系統環境溫度。由于細菌數超過管制值IO5易導致金屬加工液腐敗，造成加工液品質特性異常，易發生酸堿值變動，使得分散乳化系統走樣或影響乳液粒徑(EPS)與分布及油析出性能，而引起磨潤性能不均或不足的問題，其均可能致使潤滑軋延或金屬加工質量產生缺陷。在現有技術中，通過監測觀察加工乳液系統菌數狀況、酸堿值、塑性加工質量及塑性加工件表面質量等，若發現有異常則須添加殺菌劑、酸堿值緩沖劑等添加劑，甚至停車排放槽內加工乳液，并調配及追補新加工液以調降系統菌數至目標值以下，若系統狀況嚴重，可能停車并排空槽內加工乳液，并調配新加工液。其中，須經常定期檢測或停車追查確認及改善系統狀況，易造成生產壓力及作業安全潛在危機?，F有技術文獻I (US 5，198，440)
作法金屬加工液內添加復合配方殺菌劑，以發揮加成效果并調控霉菌及細菌數量于管制值內。缺點所用復合配方殺菌劑為2-(氰硫基甲硫基)_苯并噻唑(2_(thiocyanomethylthio) -benzothiazole)與六氫-I, 3, 5_ 三(2_ 輕乙基)-S-三嗪(hexahydro-l, 3, 5~tris (2-hydroxyethyl) -s-triazine)化合物,其或多或少存在于油霧水氣內，對操作環境與人員身體造成危害及負擔?，F有技術文獻2 (US 7，115,461):
作法金屬加工液內添加不含甲醛的殺菌劑配方，劑量低于O. lwt%，可發揮調控霉菌及細菌數量于管制值的效果。缺點所用配方殺菌劑為惡唑烷/氨基甲酸碘丙炔丁酯(oxazolidine/iodopropyny 1-butyl carbamate)化合物,其或多或少存在于油霧水氣內，對操作環境與人員身體造成危害及負擔?，F有技術文獻3 (US 5，681，851)
作法金屬加工乳化液內添加殺菌劑1，4- 二(溴代乙酸基)-2- 丁烯(I, 4-bis (bromoacetoxy)-2-butene)化合物,可發揮調控霉菌及細菌數量于管制值的效果，并達防腐敗目的。缺點所用配方殺菌劑為1，4-二(溴代乙酸基)-2-丁烯化合物，其或多或少存在于油霧水氣內，對操作環境與人員身體造成危害及負擔。現有技術文獻4 (US 7，455，851)
作法金屬加工乳化液內添加殺菌劑輕基批唳硫酮(Pyrithione)化合物,可發揮調控霉菌及細菌數量于管制值的效果，若有銀、銅、鋅等離子時則效果增強。缺點所用配方殺菌劑為羥基吡啶硫酮化合物，其或多或少存在于油霧水氣內，對操作環境與人員身體造成危害及負擔。現有技術文獻5 (JP 2003-012413)
作法冷卻水循環槽、紙漿場、金屬加工液等領域利用添加殺菌劑馬來酸酐基的(maleic anhydride-based)化合物、噻吩基的(thiophene-based)化合物及/或齒代酸胺基的(halogenated amide-based)化合物,可發揮調控霉菌、酵母菌及細菌數量于管制值的效果。缺點所用配方殺菌劑為馬來酸酐基的化合物、噻吩基的化合物及/或鹵代酰胺基的化合物，其或多或少存在于油霧水氣內，對操作環境與人員身體造成危害及負擔。因此，有必要提供一創新且具進步性的金屬加工液抑制細菌方法及系統，以解決上述問題。

發明內容
本發明提供一種金屬加工液抑制細菌方法，其在加工系統進行加工作業之前或之后，以65°C以上的溫度加熱一金屬加工液至少I分鐘。本發明另提供一種金屬加工液抑制細菌系統，包括金屬加工液供應單元、菌數檢測單元及數據處理及控制單元。該金屬加工液供應單元連接加工系統且提供金屬加工液至該加工系統，該金屬加工液供應單元在加工系統進行加工作業之前或之后，以65°C以上的溫度加熱該金屬加工液至少I分鐘。該菌數檢測單元用以檢測該金屬加工液所含的菌數。該數據處理及控制單元連接該菌數檢測單元及該金屬加工液供應單元，用以記錄菌數以及調控加熱溫度及加熱時間。本發明的金屬加工液抑制細菌方法及系統可使金屬加工液的菌數低于管制值，并且依需求設置該殺菌裝置的位置，于全產能生產時不需在線額外添加殺菌劑或停車加熱升溫殺菌，即可穩定金屬加工液的菌數控管要求，且不會影響金屬加工液的品質特性。


圖I顯示本發明金屬加工液抑制細菌系統應用于加工系統的方塊示意圖2顯示本發明另一實施例的金屬加工液抑制細菌系統應用于加工系統的方塊示意
圖3顯示本發明金屬加工液抑制細菌方法的應用的第一實施例的流程圖；及圖4顯示本發明金屬加工液抑制細菌方法的應用的第二實施例的流程圖。
具體實施例方式
5
參考圖1，其顯不本發明金屬加工液抑制細菌系統應用于加工系統的方塊不意圖。本發明的金屬加工液抑制細菌系統I包括金屬加工液供應單元11、菌數檢測單元12及數據處理及控制單元13。該金屬加工液供應單元11連接加工系統2且提供金屬加工液至該加工系統2。該金屬加工液供應單元11在加工系統2進行加工作業之前或之后，以65°C以上的溫度加熱該金屬加工液至少I分鐘。在本實施例中，該金屬加工液供應單元11包括加工液槽111、中間槽112、收納槽113、殺菌裝置114及清潔裝置115。該加工液槽111連接該加工系統2，該中間槽112設置于該加工液槽111與該收納槽113之間。該金屬加工液供應至該加工系統2，加工后的金屬加工液另經過凈化以移除其中的雜質，接著該金屬加工液再進入該金屬加工液供應單元11。在本實施例中，該殺菌裝置114連接該加工液槽111，在其它實施例中，該殺菌裝置114可連接該收納槽113 (如圖2所示)。該殺菌裝置114包括加熱裝置1141及溫控裝置1142，該加熱裝置1141用以容納并加熱該金屬加工液，該溫控裝置1142用以調控該加熱裝置1141加熱該金屬加工液的溫度及時間。要說明的是，若無產量壓力狀況時，該殺菌裝置114可選擇連接該加工液槽111，如此，可停車于該加工液槽114完成加熱殺菌；若有產量壓力狀況時，該殺菌裝置114可連接該收納槽113，于該收納槽113完成加熱殺菌，不須停車，如此可連續操作使用。其中，加工后的金屬加工液具有較高的溫度，因此于加工后對金屬加工液進行加熱殺菌所需的能源較少，故可降低能源消耗。在圖2所示的實施例中，該殺菌裝置114對凈化后的金屬加工液進行加熱殺菌，殺菌后的金屬加工液再由該收納槽113收納。該金屬加工液經該收納槽113及該中間槽112后進入該加工液槽111。其中，該收納槽113及該中間槽112對于該金屬加工液可具有進一步的凈化作用。該清潔裝置115用以清潔該金屬加工液的傳輸路徑。該清潔裝置115可為高壓水設備。舉例說明，該殺菌裝置114連接該收納槽113，加工后的金屬加工液經凈化后，通過該殺菌裝置114進行加熱殺菌再至該收納槽113中。凈化后的金屬加工液至該收納槽113間的傳輸路徑(例如槽體內壁或/及管線)，其中的雜質可能會殘留于傳輸路徑上，此時即可利用該清潔裝置115 (例如高壓水設備)，進行傳輸路徑上的沖洗，以確保該金屬加工液供應單元操作運轉順暢。在圖I所示的金屬加工液抑制細菌系統I中，該菌數檢測單元12用以檢測該加工液槽111的金屬加工液所含的菌數，該數據處理及控制單元13連接該菌數檢測單元12及該加工液槽111，用以記錄菌數以及調控加熱溫度及加熱時間。在圖2所示的金屬加工液抑制細菌系統I’中，該菌數檢測單元12用以檢測凈化后進入該殺菌裝置114的金屬加工液所含的菌數，該數據處理及控制單元13連接該菌數檢測單元12及該殺菌裝置114，用以記錄菌數以及調控加熱溫度及加熱時間。其中，該數據處理及控制單元13具有菌數管制值，若該菌數檢測單元12檢測該金屬加工液所含的菌數大于該菌數管制值，該殺菌裝置114加熱該金屬加工液以進行殺菌，使該金屬加工液所含的菌數小于該菌數管制值。由于菌數的值超過IO5易導致金屬加工液腐敗，因此該菌數管制值較佳地被設定為105。
在應用上，本發明的金屬加工液抑制細菌系統I可用以調控鋼鐵加工或非鋼鐵加工的熱、溫、冷塑性加工液的菌數。冷塑性加工液例如是鋼鐵加工或非鋼鐵加工的熱、溫、冷塑性加工所使用的水性加工潤滑液，或合金的軋延或塑性加工所使用的潤滑液。鋼鐵或非鋼鐵例如包含鋼、鐵、鎂、鋁、銅、鈦等，但不以此為限。本發明金屬加工液抑制細菌方法是在加工系統進行加工作業之前或之后，以65°C以上的溫度加熱金屬加工液至少I分鐘。圖3顯示本發明金屬加工液抑制細菌方法的應用的第一實施例流程圖。配合參考圖I及圖3，在本實施例中，本發明的金屬加工液抑制細菌方法包括以下步驟首先參考步驟S31，在該加工系統2進行加工作業之前，利用該菌數檢測單元12先對加工液槽111內的金屬加工液進行菌數檢測步驟。要說明的是，在步驟S31中，加熱前的該加工液槽111內的金屬加工液保持5(T55°C的溫度。參考步驟S32，若該菌數檢測單元12檢測該金屬加工液所含的菌數大于菌數管制值(較佳地被設定為105)，該數據處理及控制單元13控制該殺菌裝置114加熱該金屬加工液以進行殺菌，使該金屬加工液所含的菌數小于該菌數管制值。在本發明的一實施例中，在該加工系統2進行加工作業之前，加熱儲存于加工液槽中的該金屬加工液，以65°C以上的溫度加熱該金屬加工液至少I分鐘。較佳地，加熱該金屬加工液的條件為65 70°C加熱至少120分鐘、7(T80°C加熱1 10分鐘或80°C以上加熱至少I分鐘。參考步驟S33，傳輸殺菌后的金屬加工液至該加工系統2進行加工作業。參考步驟S34，凈化加工后的金屬加工液，以移除其中的雜質。凈化后的金屬加工液另通過收納槽113及中間槽112。該收納槽113及該中間槽112對該金屬加工液可具有進一步的凈化作用。較佳地，本發明的方法在加熱殺菌之前更包括清潔該金屬加工液傳輸路徑的步驟，例如利用清潔裝置115(例如高壓水設備)，進行傳輸路徑(例如槽體內壁或/及管線)上雜質的沖洗，以確保該金屬加工液供應單元操作運轉順暢。參考步驟S35，傳輸凈化后的金屬加工液至該加工液槽111，如此完成金屬加工液抑制細菌的一個循環。圖4顯示本發明金屬加工液抑制細菌方法的應用的第二實施例流程圖。配合參考圖2及圖4，在本實施例中，本發明的金屬加工液抑制細菌方法包括以下步驟首先參考步驟S41，在該加工系統2進行加工作業之前，使儲存于加工液槽111中的該金屬加工液保持50 55°C的溫度。參考步驟S42，傳輸該金屬加工液至該加工系統2進行加工作業。參考步驟S43，凈化加工后的金屬加工液，以移除其中的雜質。凈化后的金屬加工液另通過收納槽113及中間槽112。該收納槽113及該中間槽112對該金屬加工液可具有進一步的凈化作用。較佳地，本發明的方法在加熱殺菌之前更包括清潔該金屬加工液傳輸路徑的步驟，例如利用清潔裝置115(例如高壓水設備)，進行傳輸路徑(例如槽體內壁或/及管線)上雜質的沖洗，以確保該金屬加工液供應單元操作運轉順暢。參考步驟S44，利用該菌數檢測單元12對金屬加工液進行菌數檢測，若檢測該金屬加工液所含的菌數大于菌數管制值(較佳地被設定為105)，該數據處理及控制單元13控制該殺菌裝置114加熱該金屬加工液以進行殺菌，使該金屬加工液所含的菌數小于該菌數管制值。在本實施例中，利用該殺菌裝置114以65°C以上的溫度加熱凈化后的金屬加工液至少I分鐘，以進行金屬加工液的殺菌。在步驟S44中，可另包括補充水量至該金屬加工液的步驟，以補充不足的水分且降溫加熱殺菌后的金屬加工液。在本實施例中，該殺菌裝置114連接該收納槽113，于該收納槽113完成加熱殺菌，如此可連續操作使用，不須停車。其中，加工后的金屬加工液具有較高的溫度，因此于加工后對金屬加工液進行加熱殺菌所需的能源較少，故可降低能源消耗。參考步驟S45，傳輸加熱后的金屬加工液至該加工液槽111，如此完成金屬加工液抑制細菌的一個循環。下面以下列實例予以詳細說明本發明，但是這并不意謂本發明僅局限于這些實例所揭示的內容。實例
公知金屬加工液(如市售金屬加工液)于室溫靜置狀態的酸堿值及細菌數隨靜置時間增長而有惡化趨勢，但霉菌數則無影響，其追蹤檢測結果如表I所示。表I
酸堿值細菌數霉菌數當天檢測5. 85幾乎無菌幾乎無菌I天后檢測5. 55IO3幾乎無菌2天后檢測5. 14IO5幾乎無菌3天后檢測4. 84IO7幾乎無菌
取樣室溫靜置3天后市售金屬加工液經不同殺菌方法處理的細菌菌數追蹤檢測結果如表2所示。表 2
殺菌方法菌數添加殺菌劑< IO3加熱至40°c Xl小時IO7加熱至50°C Xl小時IO7加熱至60°C Xl小時IO6加熱至65°C Xl小時IO4加熱至70°C Xl小時< IO3加熱至80°C Xl小時幾乎無菌
投入殺菌劑的效果不錯，但添加殺菌劑劑量不易掌握管控，可能會造成現場操作環境或人員危害及負擔。溫度低于60°C時，幾乎無殺菌效果，無法達到菌數管制值低于IO5的目標。溫度為65°C時，已有殺菌成效，且時間增長效果較佳。溫度為70°C以上時，菌數皆小于IO3,甚至幾乎無菌，效果更佳。更高的溫度(如大于80°C )雖也有殺菌效果，然而會造成能源的浪費，甚至影響到金屬加工液的品質特性，因此較佳的殺菌溫度范圍為65 80°C。在實際應用上，更確認將金屬加工液在高溫80°C且持續6天以上的加熱攪拌操作環境狀態下，金屬加工液的品質特性并無變異，如表3所示，其中◎表示符合標準。表3
加熱時間酸價(AV)皂化價(SV)I天◎◎2天◎◎3天◎◎
權利要求
1.一種金屬加工液抑制細菌方法，在加工系統進行加工作業之前或之后，以65°c以上的溫度加熱金屬加工液至少I分鐘。
2.如權利要求I所述的金屬加工液抑制細菌方法，其中加熱該金屬加工液的條件為65 70°C加熱至少120分鐘、7(T80°C加熱1 10分鐘或80°C以上加熱至少I分鐘。
3.如權利要求I所述的金屬加工液抑制細菌方法，其中在該加工系統進行加工作業之前，另包括菌數檢測步驟。
4.如權利要求3所述的金屬加工液抑制細菌方法，其中若檢測該金屬加工液所含的菌數大于菌數管制值，加熱該金屬加工液以進行殺菌，使該金屬加工液所含的菌數小于該菌數管制值。
5.如權利要求4所述的金屬加工液抑制細菌方法，其中該菌數管制值為105。
6.如權利要求I所述的金屬加工液抑制細菌方法，另包括以下步驟 (a)在該加工系統進行加工作業之前，加熱儲存于加工液槽中的該金屬加工液以進行殺菌； (b)傳輸該金屬加工液至該加工系統進行加工作業； (C)凈化加工后的金屬加工液，以移除其中的雜質 '及 (d)傳輸凈化后的金屬加工液至該加工液槽。
7.如權利要求6所述的金屬加工液抑制細菌方法，其中在步驟(a)中，加熱前的該金屬加工液保持5(T55°C的溫度。
8.如權利要求6所述的金屬加工液抑制細菌方法，其中在步驟(c)之后，凈化后的金屬加工液另通過收納槽及中間槽。
9.如權利要求I所述的金屬加工液抑制細菌方法，另包括以下步驟 (a)在該加工系統進行加工作業之前，使儲存于加工液槽中的該金屬加工液保持50 55°C的溫度； (b)傳輸該金屬加工液至該加工系統進行加工作業； (c)凈化加工后的金屬加工液，以移除其中的雜質； (d)加熱凈化后的金屬加工液以進行殺菌；及 (e)傳輸殺菌后的金屬加工液至該加工液槽。
10.如權利要求9所述的金屬加工液抑制細菌方法，其中在步驟(c)之后，加熱后的金屬加工液另通過收納槽及中間槽。
11.如權利要求9所述的金屬加工液抑制細菌方法，其中在步驟(d)中以加熱裝置加熱該金屬加工液。
12.如權利要求9所述的金屬加工液抑制細菌方法，其中在步驟(d)中，另包括補充水量至該金屬加工液的步驟。
13.如權利要求9所述的金屬加工液抑制細菌方法，其中在步驟(d)之前另包括清潔該金屬加工液傳輸路徑的步驟。
14.如權利要求I所述的金屬加工液抑制細菌方法，其用以調控鋼鐵加工或非鋼鐵加工的熱、溫、冷塑性加工液的菌數。
15.一種金屬加工液抑制細菌系統，包括 金屬加工液供應單元，連接加工系統且提供金屬加工液至該加工系統，該金屬加工液供應單元在加工系統進行加工作業之前或之后，以65°C以上的溫度加熱該金屬加工液至少I分鐘； 菌數檢測單元，用以檢測該金屬加工液所含的菌數 '及 數據處理及控制單元，連接該菌數檢測單元及該金屬加工液供應單元，用以記錄菌數以及調控加熱溫度及加熱時間。
16.如權利要求15所述的金屬加工液抑制細菌系統，其中該金屬加工液供應單元另包括殺菌裝置，該殺菌裝置包括加熱裝置及溫控裝置，該加熱裝置用以容納該金屬加工液，該溫控裝置用以調控加熱溫度及加熱時間。
17.如權利要求16所述的金屬加工液抑制細菌系統，其中該數據處理及控制單元具有菌數管制值，若該菌數檢測單元檢測該金屬加工液所含的菌數大于該菌數管制值，該殺菌裝置加熱該金屬加工液以進行殺菌，使該金屬加工液所含的菌數小于該菌數管制值。
18.如權利要求17所述的金屬加工液抑制細菌系統，其中該菌數管制值為105。
19.如權利要求15所述的金屬加工液抑制細菌系統，其中該金屬加工液供應單元另包括清潔裝置，用以清潔該金屬加工液的傳輸路徑。
20.如權利要求15所述的金屬加工液抑制細菌系統，其用以調控鋼鐵加工或非鋼鐵加工的熱、溫、冷塑性加工液的菌數。
全文摘要
本發明涉及一種金屬加工液抑制細菌方法及系統，其中，金屬加工液供應單元連接加工系統且提供金屬加工液至該加工系統，該金屬加工液供應單元在加工系統進行加工作業之前或之后，以65℃以上的溫度加熱該金屬加工液至少1分鐘，菌數檢測單元用以檢測該金屬加工液所含的菌數，數據處理及控制單元連接該菌數檢測單元及該金屬加工液供應單元，用以記錄菌數以及調控加熱溫度及加熱時間。由此，可使金屬加工液的菌數低于管制值，不需額外添加殺菌劑或停車加熱升溫殺菌，且不會影響金屬加工液的品質特性。
文檔編號A61L2/04GK102921024SQ201110231079
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月12日 優先權日2011年8月12日
發明者賴志雄, 楊本全, 卓俊逸 申請人:中國鋼鐵股份有限公司