[发明专利]评估纸缺陷和机毡中的微生物的生物量的核酸的检测和定量

说明书

交叉参考相关申请

不适用的。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

不适用的。

发明背景

本发明总地来说涉及，用于检测和鉴定引起机毡(machine felt)和纸缺陷(paper defects)或存在于机毡中和纸缺陷上的微生物的物质组合物、装置和方法。

如例如美国专利7,306,702和5,928,875中所述，纸以连续的方式从通常由水和纤维素纤维制成的纤维悬浮液(纸浆(pulp furnish))产生。典型的造纸过程由3个阶段组成：成型、压榨和干燥。在成型阶段，将稀释的纸浆置于网上或2个网之间。大部分水从纸浆排出，通过网，从而产生湿纸幅(paper web)。在压榨阶段，纸幅与一个或通常更多个用于从纸幅汲取大量剩余水的多孔机毡接触。引纸毛毡(pickup felt)通常是湿纸幅接触的第一毛毡，其用于通过位于毛毡后的真空领纸辊将纸幅从网中取出，随后将纸幅传输至压榨部分的其余部分。随后纸幅通常通过一个或多个彼此靠近的压榨机(这通常称为压区(press nip))，所述压榨机各自由旋转压辊和/或静止元件例如压榨靴组成。在每一个压区中，纸幅与一个或两个机毡接触，在所述机毡中通过压力和/或真空将水从纸幅压入压榨毛毡。在单毛毡压区中，纸幅在一侧与压辊接触，且在另一侧与毛毡接触。在双毛毡压区中，纸幅在两个毛毡之间通过。在压榨部分后，通常通过穿过一系列蒸汽加热的干燥器罐来干燥纸幅以除去剩余的水。

机毡通常由羊毛或尼龙底布组成，所述底布通常由1至4个以编织模式排列的细丝单层制成。挤压聚合物膜或网也可被包含作为底布层的一层或多层。具有比底布细丝更小的直径的棉絮纤维(Batt fiber)被缝入底布两侧，从而赋予毛毡厚的毯子样外观。机毡被设计用于快速地从压区中的纸幅吸取水并保持水，以便当纸和毛毡退出压区时水不会重新吸入纸片。机毡通常是传送带，其通过在纸片接触阶段与返回阶段之间连续循环的无限环路。在压区被从纸幅吸入毛毡的水通常在毛毡返回阶段过程中在通常也称为吸水箱(uhle box)的物体上通过真空从毛毡中去除。

造纸系统利用了几种将微生物引入机械系统的原材料。这包括未使用过的木质纤维、再循环纤维、淡水、淀粉、染料和其它化学添加剂。微生物在存在于造纸系统中的许多或全部温暖、营养丰富的环境中增殖，且产生不同的微生物群落。微生物生长的控制不足导致形成脱落的表面沉着物，从而导致滤器或喷嘴阻塞和纸缺陷(例如斑点或洞)或纸片的破裂。微生物还可在毛毡和机器织物中增殖，负面地影响了水的去除以及机器或操作效率。

造纸系统中的微生物生长可以是相当有害的和花费昂贵的。微生物在设备表面上的生长可导致沉积物的形成，其脱落并使纸张产生裂缝和洞。被污染的喷水处理或加工水可导致微生物在毛毡上的生长，这通常导致在毛毡上形成毡塞。这些毡塞反过来引起许多问题，最明显地导致水从纸幅去除的削弱。因此，微生物生长可导致对毛毡或其它造纸设备的多次煮沸和清洁的过度和昂贵的需要。当错误地测定微生物时，这些问题可更加严重，因为这可导致进一步降低纸的质量，进一步影响加工设备和/或甚至可能不能控制潜在的微生物感染的处理。此外，错误地区分生物引起的问题与机械或化学引起的问题可进一步导致不充分的、浪费的以及可能地适得其反的努力。

许多用于鉴定哪种微生物存在于造纸系统中的现有技术方法是已知的。然而，这些方法，当用于纸张或毛毡时，是特别有缺陷的。一些现有技术方法例如美国专利8,012,758、7,981,679和7,949,432检测由活微生物在造纸系统的液体中产生的各种效应。其它方法例如US5,281,537依赖于获得活微生物污染物的样品和使其生长，以进行各种分析。然而，在纸张和毛毡的背景中，这些方法特别不合适，因为在获取毛毡或纸的样品时，它们不再包含充足(或任何)活生物体(用于培养)或它们产生的任何化学产物。此外，加热或干燥部分的下游的造纸系统物件(例如纸张和毛毡)也将使得所有引起缺陷的微生物在微生物已造成缺陷后被杀光。不依赖于活生物体的存在的备选方法也倾向于是有缺陷的，因为它们通常产生假阳性。例如茚三酮(其用于检测伯胺或仲胺)和IR光谱法通常产生假阳性或阴性，因为它们检测可具有非生物来源(例如化学添加剂或污染)的材料。