(57)【要約】  産業設備（例えば、パイプ、洗濯機及び他の金属製の、例えばステンレス鋼の表面）又は産業設備と接触しているプロセス水を、１又は複数のハロペルオキシダーゼ、好ましくはクロロペルオキシダーゼで、二酸化塩素関連の腐食を軽減するのに有効な量で処理することで、産業設備の二酸化塩素関連の腐食を阻害するための方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業プロセスにおける二酸化塩素関連の腐食を阻害する方法であって、二酸化塩素を含んで成る産業プロセスストリームを、二酸化塩素濃度を軽減するのに有効な量の１又は複数のハロペルオキシダーゼと接触させることを含んで成る方法。
【請求項２】
前記産業プロセスが紙パルププロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接触が二酸化塩素による漂白プロセス後に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記接触が二酸化塩素による消毒プロセス後に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記１又は複数のハロペルオキシダーゼがクロロペルオキシダーゼである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記クロロペルオキシダーゼが、ストレプトミセス・アウレオファシエンス、ストレプトミセス・リビダンス、シュードモナス・フルオレセンス、カルダリオミセス・フマゴ、カルバラリア・イナエクアリス又はコラリナ・オフィシナリス、から得られる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記クロロペルオキシダーゼがカルダリオミセス・フマゴから得られる、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
紙パルププロセスにおける二酸化塩素関連の腐食を阻害する方法であって、二酸化塩素を含んで成る産業プロセスストリームを、二酸化塩素濃度を軽減するのに有効な量の１又は複数のハロペルオキシダーゼと接触させることを含んで成る方法。
【請求項９】
前記接触が二酸化塩素による漂白プロセス後に実施される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記１又は複数のハロペルオキシダーゼがクロロペルオキシダーゼである、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記クロロペルオキシダーゼが、ストレプトミセス・アウレオファシエンス、ストレプトミセス・リビダンス、シュードモナス・フルオレセンス、カルダリオミセス・フマゴ、カルバラリア・イナエクアリス又はコラリナ・オフィシナリス、から得られる、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記クロロペルオキシダーゼがカルダリオミセス・フマゴから得られる、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハロペルオキシダーゼを用いて二酸化塩素関連の腐食を軽減するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業における腐食の直接的な費用は、２２００億ドルと推定されている(Hays, G. 11th International Symposium on Corrosion in the Pulp and Paper Industry, June 7-11, Charleston, SC, 2004)。例えば、パーツ及び装置の腐食は、紙パルプの製造工程の間に多くの攻撃的な化学物質を使用することから、紙パルプ産業が直面している主要な問題である。使用するこれらの化学物質の中でも、二酸化塩素は最も強い酸化還元能を有しており、産業界で使用される最も腐食性のある化学物質の１つである。
【０００３】
多くの紙パルプ工場が、水酸化ナトリウム、二酸化硫黄又は他の還元剤を使用して紙パルプのプロセス水から残留二酸化塩素を除去することで、二酸化塩素関連の腐食を軽減させている。しかしながら、水酸化ナトリウムは、高濃度で使用しなければ有効ではなく、この高いアルカリ度は、重大な装置及びエネルギーのコスト、並びに他の有害作用、例えば炭酸カルシウムスケールの発生、をもたらすことがある。二酸化硫黄は極めて費用効果があるが、これは安全性の問題及び潜在的な腐食の問題をそれ自身に加える。更に、二酸化硫黄は排水に硫黄を加え、これが臭気問題を引き起こすことがある。
【０００４】
当業界には、二酸化塩素関連の腐食を制御するための方法を改良する要求が存在している。
【０００５】
本発明の要約
本発明は、二酸化塩素関連の腐食を阻害するための方法に関連する。本発明によれば、産業設備（例えば、パイプ、洗濯機及び他の金属製の、例えばステンレス鋼の表面）又は産業設備と接触しているプロセス水を、１又は複数のハロペルオキシダーゼ、好ましくはクロロペルオキシダーゼで、二酸化塩素関連の腐食を軽減するのに有効な量で処理することで、産業設備の二酸化塩素関連の腐食を阻害することができる。１つの態様において、本発明は、二酸化塩素処理後の産業設備又はプロセス水を、１又は複数のハロペルオキシダーゼ、好ましくはクロロペルオキシダーゼで、残留している二酸化塩素を不活性化するのに有効な量で処理することを包含する。
【０００６】
好ましい態様において、前記産業プロセスは紙パルププロセスである。好ましくは、ハロペルオキシダーゼ処理は、紙パルププロセスにおける二酸化塩素処理後、例えば二酸化塩素による漂白段階後に、残留に参加塩素を除去するために行われる。
【０００７】
本発明の詳細な説明
二酸化塩素は殺藻剤、殺真菌剤、殺菌剤、脱臭剤、漂白剤及び防腐剤として周知である。二酸化塩素は、強力な酸化剤であり、そして漂白剤及び／又は殺菌剤として幅広く使用されている。二酸化塩素は、紙パルプ及び水処理業界において一般的に使用されている。二酸化塩素は更に、農産物及び一部の医学的用途においてかなり少ない量で使用されている。二酸化塩素処理を使用する他の産業プロセスには、食品飲料生産工場及び製菓（例えば、チューインガム）工場が含まれる。
【０００８】
好ましい態様において、本発明は、紙パルプ工場における二酸化塩素関連の腐食を阻害するために適用される。通常、紙パルプ工場は、少なくとも１つの二酸化塩素処理プロセス、例えば二酸化塩素漂白プロセス段階を含む。
【０００９】
二酸化塩素関連の腐食に曝される産業設備又はプロセス水は、二酸化塩素関連の腐食を阻害又は予防するためにハロペルオキシダーゼで処理されうる。本明細書で使用する場合、産業プロセスストリームとは、産業設備（例えば、パイプ、洗濯機等）又はプロセス水を指す。二酸化塩素関連の腐食に曝される産業装置には、二酸化塩素と接触し、そして二酸化塩素により腐食されうる任意の金属製表面（例えば、ステンレス鋼）を指す。二酸化塩素により通常腐食されうる産業設備の例には、パイプ、洗濯機、導管及び接続金具が含まれる。
【００１０】
ハロペルオキシダーゼは、好ましくは、二酸化塩素処理段階直後に適用され、例えば、二酸化塩素処理が完了した後二酸化塩素含有プロセス水にハロペルオキシダーゼを適用することによる。更に好ましくは、ハロペルオキシダーゼは、腐食に曝される産業設備と接触しているプロセス水に適用される。
【００１１】
ハロペルオキシダーゼは、塩化物ペルオキシダーゼ（ＥＣ  １．１１．１．１０）、臭化物ペルオキシダーゼ、及びヨウ化物ペルオキシダーゼ（ＥＣ  １．１１．１．８）から成る群から選択される酵素を意味する。ハロペルオキシダーゼの例には、バナジウムハロペルオキシダーゼが含まれ、これはＷＯ９５／２７０４６において開示されている。ハロペルオキシダーゼは、種々の生物：哺乳類、海生動物、植物、藻類、地衣類、真菌類及び細菌類から単離されている（Biochimica et Biophysica Acta 1161, 1993, pp. 249-256を参照のこと）。ハロペルオキシダーゼは、実際にはハロゲン化化合物の形成に重要な酵素であると一般的に認められているが、他の酵素も包含しうる。
【００１２】
ハロペルオキシダーゼは、多数の異なる真菌、特に、黒色線菌綱(dematiaceous hyphomycetes)、例えば、カルダリオミセス(Caldariomyces)、例えばＣ．フマゴ、アルテルナリア(Alternaria)、カルバラリア(Curvularia)、例えばＣ．ベルクロサ(C. verruculos)及びＣ．イナギュアリス(C. inaegualis)、ドレクスレラ(Drechslera)、ウロクラジウム(Ulocladium)及びボツリチス(Botrytis)から単離されている（米国特許第4,937,192号を参照のこと）。ハロペルオキシダーゼはまた、細菌、例えばシュードモナス(Pseudomonas)、例えばＰ．ピロシニア(P. pyrrocinia)（The Journal of Biological Chemistry 263, 1988, pp. 13725-13732を参照のこと）から、そしてストレプトミセス(Streptomyces)、例えばＳ．アウレオファシエンス(S. aureofaciens)（Structural Biology 1 , 1994, pp. 532-537を参照のこと）から単離されている。
【００１３】
本発明によると、ハロペルオキシダーゼは、カルバラリア、特にＣ．ベルクロサ、例えばＣ．ベルクロサＣＢＳ  １４７．６３又はＣ．ベルクロサＣＢＳ  ４４４．７０由来のハロペルオキシダーゼを含む。カルバラリア・ハロペルオキシダーゼ及びその組換え生産は、ＷＯ９７／０４１０２に記載されている。臭化物ペルオキシダーゼは、藻類から単離されている（米国特許第4,937,192号を参照のこと）。ハロペルオキシダーゼはまた、米国特許第6,372,465号に記載されている (Novozymes A/S)。
【００１４】
好ましい態様において、ハロペルオキシダーゼは、クロロペルオキシダーゼ（ＥＣ  １．１１．１．１０）である。クロロペルオキシダーゼは当業界で知られており、そしてストレプトミセス・アウレオファシエンス、ストレプトミセス・リビダンス(lividans)、シュードモナス・フルオレセンス(fluorescens)、カルダリオミセス・フマゴ、カルバラリア・イナエクアリス(inaequalis)、及びコラリナ・オフィシナリス(Corallina officinalis)から得ることができる。好ましいクロロペルオキシダーゼは、カルダリオミセス・フマゴ由来のクロロペルオキシダーゼである(SIGMA, C-0278として市販されている)。
【００１５】
ハロペルオキシダーゼの濃度は、所望の塩化物ペルオキシダーゼ還元を達成するために変更することができる。本発明によると、ハロペルオキシダーゼは、通常ＣｌＯ2１ｇ当たり０．０００１〜１００ｇのタンパク質の濃度、好ましくは通常ＣｌＯ2１ｇ当たり０．００１〜１０ｇの酵素タンパク質の濃度、更に好ましくは、通常ＣｌＯ2１ｇ当たり０．０１〜１ｇの酵素タンパク質の濃度で添加することができる。ハロペルオキシダーゼは、二酸化塩素処理プロセス後に存在している残留二酸化塩素（二酸化塩素濃度）を還元するのに有効な量で添加される。
【００１６】
ハロペルオキシダーゼ処理は、任意の適切な温度及びｐＨ（例えば、ｐＨ２〜１０）で実施することができ、そしてこのような温度及びｐＨは所望の実施条件に基づいて選択される。当該温度及びｐＨは、ハロペルオキシダーゼが適切な活性を有するように適切なものであるべきである。
【００１７】
処理時間は、プロセス条件に依存して変化する。好ましくは、当該処理は、少なくとも１分、更に好ましくは少なくとも３０分、そしてより更に好ましくは少なくとも１時間であるべきである。
【実施例】
【００１８】
実施例１：二酸化塩素分解
０．４ｍＭのＣｌＯ2を５ｍＬ、複数の試験管内に据えた。Ｈ2ＳＯ4を添加することでｐＨを２．５に調節した。カルダリオミセス・フマゴ由来のクロロペルオキシダーゼ（ＳＩＧＭＡ、Ｃ−０２７８）及びカルバラリア・ベルクロサ由来のハロペルオキシダーゼ（Ｎｏｖｏｚｙｍｅｓ）を各試験管に添加した。この溶液を混合し、そして周囲温度で１時間放置した。ＣｌＯ2の濃度は、ＵＶ−Ｖｉｓ分光器を用い３５９ｎｍで決定した。
【００１９】
表１に示すとおり、５ｍｇのクロロペルオキシダーゼは、５ｍＬの０．４ｍＭ  ＣｌＯ2を完全に分解することができた。０．４ｍＭは、２７ｐｐｍのＣｌＯ2に等しく、これは紙パルプ工場における漂白の間に通常見られる残留ＣｌＯ2（０．０２〜０．０５ｐｐｍ）よりも遥かに高い。カルバラリア・ベルクロサ由来のハロペルオキシダーゼも機能したが、クロロペルオキシダーゼよりも全く有効ではなかった。ラッカーゼや、ハロペルオキシダーゼ以外のものも試験したが、非常に大量であってもＣｌＯ2を分解することはできなかった（結果は示さない）。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
実施例２．金属クーポン腐食試験
ステンレス鋼で作った金属クーポン(Alabama Specialty Products, Inc. (ASPI))（３１６Ｌ）を２つのフラスコに据えた。２００ｍＬの０．４ｍＭ  ＣＩＯ2を各フラスコに添加した。ガラスビーズを２つのフラスコに据えた。Ｈ2ＳＯ4でｐＨを２．５に調節した。１つのフラスコを、コントロールとしてパラフィンでシールした。更に、ガラスビーズを含むフラスコもパラフィンでシールした。金属クーポンを含むその他のフラスコに対し、カルダリオミセス・フマゴ由来のクロロペルオキシダーゼ（ＳＩＧＭＡ、Ｃ−０２７８）を添加し、そしてこのフラスコをシールした。フラスコを周囲温度で２週間保存した。金属クーポンを蒸留水ですすぎ、そして生成した腐食ピットの数を数えた。一晩乾燥後の減量を続いて決定した。
【００２２】
表２に示すとおり、クロロペルオキシダーゼは金属クーポンの腐食を有効に防いだ。ＣＩＯ2処理したコントロールの試料は、２週間の処理後に金属の表面上に重大なピットを示した。
【００２３】
【表２】
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【国際調査報告】
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