專利名稱：一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消泡劑，特別涉及一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑及其制備方法。屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微生物發(fā)酵體系是一典型的水基體系，在發(fā)酵過程中，由于要補(bǔ)充大量無菌新鮮空氣來促進(jìn)菌體生長，供風(fēng)量增大，因此會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，發(fā)酵罐也常常被泡沫充滿。大量泡沫的存在不僅會(huì)使發(fā)酵罐內(nèi)的實(shí)際可用體積大大減少，造成培養(yǎng)液從發(fā)酵罐溢出，而且會(huì)影響微生物的新陳代謝過程，而使產(chǎn)物不均勻。因此，消除這些泡沫的危害十分重要。抑制這些泡沫常用的方法是添加聚醚消泡劑或有機(jī)硅消泡劑，但是單獨(dú)的使用聚醚消泡劑或者有機(jī)硅的消泡劑，往往并不能同時(shí)兼具即時(shí)消泡和抑泡持久性雙重性質(zhì)。因此有的廠家將有機(jī)硅消泡劑和聚醚消泡劑混合后出售，以期取得較好的綜合效果，但僅僅將兩種消泡劑簡單混合，不僅綜合性能仍不夠理想，而且這種消泡劑穩(wěn)定性往往存在問題，會(huì)導(dǎo)致分層 等現(xiàn)象的發(fā)生，添加時(shí)會(huì)造成不同時(shí)段消泡劑含量和性能不均勻情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為微生物發(fā)酵體系提供一種兼具優(yōu)良的消泡效果和抑泡持久性的用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑及其制備方法，它解決了發(fā)酵過程中由于通氣、攪拌所造成的發(fā)酵罐實(shí)用體積減少、泡沫溢出、產(chǎn)品質(zhì)量不均勻的問題。本發(fā)明的高效消泡劑具有良好的消抑泡性能，是一種高效的水基體系消泡劑。本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，其特征在于它由下列組分按下述質(zhì)量份組成有機(jī)聚硅氧烷為15-25份、疏水氣相白炭黑為
O.5-3份、聚醚改性硅油為5-15份、硅樹脂為O. 2-2份、食品級(jí)乳化劑為4_10份、食品級(jí)分散增稠劑為O. 2-2份、質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液為O. 2-2份和去離子水為40-80份。所述的有機(jī)聚硅氧烷，其硅氧鏈上與硅原子相連的可以是各種形式的烷基或羥基，一般選用與硅原子相連的烷基為甲基，并選用三甲基封端的二甲基硅油或羥基封端的二甲基硅油。所述的疏水氣相白炭黑，是經(jīng)過疏水處理的親水性白炭黑。所述的硅樹脂為MQ型硅樹脂。所述的食品級(jí)乳化劑包括非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑，其HLB值選用
7.0-10. 5。所述的食品級(jí)分散增稠劑可以為天然的食品級(jí)分散增稠劑，也可以是合成的食品級(jí)分散增稠劑。一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，它的制備方法包括下列步驟
I)按下述質(zhì)量份稱取原料
取有機(jī)聚硅氧烷為15-25份、疏水氣相白炭黑為O. 5-3份、聚醚改性硅油為5-15份、硅樹脂為O. 2-2份、食品級(jí)乳化劑為4-10份、食品級(jí)分散增稠劑為O. 2-2份、質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液為O. 2-2份和去離子水為40-80份；
2)將上述質(zhì)量份的有機(jī)聚硅氧烷、疏水氣相白炭黑和硅樹脂加入電加熱罐中，升溫至180-240°C下，維持?jǐn)嚢?-3小時(shí)，即得硅膏；
3)制備用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑既可以采用乳化劑加入水相法，也可以采用乳化劑加入油相法；有機(jī)聚硅氧烷粘度在20000CST以下，既可以采用乳化劑加在水相法，也可以采用乳化劑加在油相法，而有機(jī)聚硅氧烷粘度在20000CST以上，則采用乳化劑加入油相法制備；
采用乳化劑加入水相法
3-1)將上述質(zhì)量份的去離子水與上述質(zhì)量份的食品級(jí)分散增稠劑在50-60°C下攪拌化開，加入上述質(zhì)量份的質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液溫升至75°C，加入上述質(zhì)量份的食 品級(jí)乳化劑的攪拌混合均勻；
3-2)將步驟2的硅膏和上述質(zhì)量份的聚醚改性硅油加入到步驟3-1)混合物中在溫度75°C下乳化攪拌1-3小時(shí)，得乳化物；
3-3)將乳化物在低于55°C溫度下進(jìn)行高剪切均質(zhì)或膠體磨均質(zhì)O. 5-1. 5小時(shí)，得成
品;
采用乳化劑加入油相法
3-a)將步驟2硅膏、上述質(zhì)量份的聚醚改性硅油和食品級(jí)乳化劑在75°C溫度下攪拌混合1-3小時(shí)；
3-b)將占上述質(zhì)量份1/3-1/2去離子水加入步驟3-a的混合物中在75°C乳化攪拌1_3小時(shí)，得乳化物；
3-c)將乳化物在低于55°C溫度下進(jìn)行高剪切均質(zhì)或膠體磨均質(zhì)O. 5-1. 5小時(shí)，使乳液粒徑處于2_30um ；
3-d)將上述質(zhì)量份的食品級(jí)分散增稠劑在50-60°C下溶于剩余的去離子水中攪拌化開，加入上述質(zhì)量份的質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉攪拌均勻，得增稠水；
3_e)將增稠水在攪拌狀態(tài)下緩慢加入步驟3-c的乳液中，維持?jǐn)嚢?0-30分鐘，直至混合均勻；得成品。所述的非離子表面活性劑為斯盤、吐溫、brij72乳化劑或brij721乳化劑；陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉；HLB值選用7. 0-10. 5。所述的天然的食品級(jí)分散增稠劑為海藻酸鈉，合成的食品級(jí)分散增稠劑為如漢生膠或羧甲基纖維素。所述聚醚改性硅油的制備方法是用含氫基質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.2-2. 0%的含氫硅油，含氫硅油占反應(yīng)原料的質(zhì)量百分比30%與端基含雙鍵的聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合的聚醚，聚醚占反應(yīng)原料的質(zhì)量百分比70%，將上述原料加入燒瓶中，升溫至60度，加入占反應(yīng)原料的質(zhì)量IOOppm的鉬氯酸或三氟乙酸進(jìn)行催化，然后在100-120度溫度下，經(jīng)硅氫加成反應(yīng)，4-5小時(shí)而制得；
所述的聚醚改性硅油也可以直接購買，主要技術(shù)指標(biāo)外觀淺黃色透明油狀液體；溫度在25°C時(shí)，密度為1.03 g/cm3 ;粘度為150(T4000CS ；濁點(diǎn)為47°C ;有效成份彡 99. 5%。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的這種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，從活性物質(zhì)的組成設(shè)計(jì)上和制備方法上，都充分考慮了其消泡的快速性、抑泡的持久性以及乳液的穩(wěn)定性等諸方面因素。并使各因素得到極佳的組合。本發(fā)明所制得的消泡劑在大多數(shù)水性體系中都有很好的效果。尤其在微生物發(fā)酵體系，不僅可以迅速消除由于通氣、攪拌所造成的泡沫，還可持續(xù)抑制體系在整個(gè)生產(chǎn)過程中泡沫的再次產(chǎn)生。消泡、抑泡效果均十分優(yōu)異。
具體實(shí)施例方式下面通過給出的具體實(shí)施例進(jìn)一步清楚的說明本發(fā)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例I 一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，它的制備方法包括下列步驟
O按下述質(zhì)量份稱取原料
取有機(jī)聚硅氧烷為15kg、疏水氣相白炭黑為O. 5 kg、聚醚改性硅油為5 kg、硅樹脂為
0.2 kg、食品級(jí)乳化劑為4 kg、食品級(jí)分散增稠劑為O. 2 kg、質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液為O. 2 kg和去離子水為40 kg ；
2)將15kg的有機(jī)聚娃氧燒、O.5 kg的疏水氣相白炭黑和O. 2娃樹脂加入電加熱iil中，升溫至180-240°C下，維持?jǐn)嚢?-3小時(shí)，即得硅膏；
3)有機(jī)聚硅氧烷粘度在20000CST以下，采用乳化劑加在水相法，也可以采用乳化劑加在油相法，
本實(shí)施例采用乳化劑加入水相法
3-1)將40 kg去離子水與O. 2 kg食品級(jí)分散增稠劑在50-60°C下攪拌化開，加入O. 2kg的質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液溫升至75°C，加入4 kg的食品級(jí)乳化劑的攪拌混合均勻；
3-2)將步驟2的硅膏和5 kg的聚醚改性硅油加入到步驟3-1)混合物中在溫度75°C下乳化攪拌1-3小時(shí)，得乳化物；
3-3)將乳化物在低于55°C溫度下進(jìn)行高剪切均質(zhì)或膠體磨均質(zhì)O. 5-1. 5小時(shí)，得成
品;
所述的有機(jī)聚硅氧烷，其硅氧鏈上與硅原子相連的是各種形式的烷基或羥基，選用三甲基封端的二甲基硅油或羥基封端的二甲基硅油。所述的疏水氣相白炭黑，是經(jīng)過疏水處理的親水性白炭黑。疏水處理時(shí)，疏水劑選用HDMS、DMC類物質(zhì)，選白炭黑比表面積在150-300M2/g。所述的硅樹脂為MQ型硅樹脂。MQ型硅樹脂是由四官能度硅氧烷縮聚鏈節(jié)與單官能度硅氧烷封閉鏈節(jié)構(gòu)成的一類特種硅樹脂。MQ型硅樹脂的摩爾質(zhì)量一般為100(T8000g/mol。分子結(jié)構(gòu)中的M鏈節(jié)的摩爾比及M鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)決定樹脂的性質(zhì)與應(yīng)用范圍。選擇MQ硅樹脂中n(M)/n(Q)的比值為0. 1-1. O。所述的食品級(jí)分散增稠劑為海藻酸鈉；所述的食品級(jí)乳化劑為斯盤，它屬于非離子表面活性劑。所述聚醚改性娃油的制備方法是用含氫基質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 2-2. 0%的含氫娃油,含氫硅油占反應(yīng)原料的質(zhì)量百分比30%與端基含雙鍵的聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合的聚醚，聚醚占反應(yīng)原料的質(zhì)量百分比70%進(jìn)行反應(yīng)，方法是將上述原料加入燒瓶中，升溫至60度，加入占反應(yīng)原料的質(zhì)量IOOppm的鉬氯酸或三氟乙酸進(jìn)行催化，然后在100-120度溫度下，經(jīng)娃氫加成反應(yīng),4-5小時(shí)而制得。實(shí)施例2
同實(shí)施例I基本相同，不同之處是有機(jī)聚硅氧烷為25kg、疏水氣相白炭黑為3kg、聚醚改性硅油為15kg、硅樹脂為2kg、食品級(jí)乳化劑為10kg、食品級(jí)分散增稠劑為2kg、質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液為2kg和去離子水為80kg。所述的食品級(jí)分散增稠劑為漢生膠；所述的食品級(jí)乳化劑為吐溫，它屬于非離子表面活性劑。所述的聚醚改性硅油購自青島興業(yè)有機(jī)硅新材料有限公司，地址青島市萊西 經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)珠江路電話86-0532-88431918。所述的聚醚改性硅油主要技術(shù)指標(biāo)外觀淺黃色透明油狀液體；溫度在25°C時(shí)，密度為1.03 g/cm3 ;粘度為150(T4000CS ；濁點(diǎn)為47°C ;有效成份彡99. 5%。實(shí)施例3
同實(shí)施例I基本相同，不同之處是有機(jī)聚硅氧烷為20kg、疏水氣相白炭黑為I. 5kg、聚醚改性硅油為10kg、硅樹脂為1kg、食品級(jí)乳化劑為8kg、食品級(jí)分散增稠劑為1kg、質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液為I. 2kg和去離子水為50kg。所述的食品級(jí)分散增稠劑為羧甲基纖維素；所述的食品級(jí)乳化劑為十二烷基硫酸鈉，它屬于陰離子表面活性劑。所述的有機(jī)聚硅氧烷粘度在20000CST以上，則采用乳化劑加入油相法制備
3-a)將步驟2硅膏、IOkg的聚醚改性硅油和8kg食品級(jí)乳化劑在75°C溫度下攪拌混合
1-3小時(shí)；
3-b)將25kg去離子水加入步驟3-a的混合物中在75°C乳化攪拌1_3小時(shí)，得乳化物；去離子水的用量取去離子水總量1/3-1/2都可以；
3-c)將乳化物在低于55°C溫度下進(jìn)行高剪切均質(zhì)或膠體磨均質(zhì)O. 5-1. 5小時(shí)，使乳液粒徑處于2_30um ；
3-d)將Ikg食品級(jí)分散增稠劑在50-60°C下溶于剩余的25kg去離子水中攪拌化開，力口入I. 2kg的質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉攪拌均勻，得增稠水；
3_e)將增稠水在攪拌狀態(tài)下緩慢加入步驟3-c的乳液中，維持?jǐn)嚢?0-30分鐘，直至混合均勻；得成品。實(shí)施例4
I、按下述配方稱取原料取1000CST聚二甲基硅氧烷232. 5KG ；
取比表面積為200M2/g的疏水氣相白炭黑12. 5KG ;取n(M)/n(Q)的比值為O. 8硅樹脂5KG ;取聚醚改性硅油80KG(聚醚改性硅油可按前述發(fā)明內(nèi)容中介紹的方法提前制得，也可以在市場上選購滿足要求的聚醚改性硅油商品)；取8 &1160共33. 8KG ;tween60共16. 2KG ；取RHODICARE H食品增稠劑O. 8KG ;取10%氫氧化鈉I. 3KG ;取去離子水619. IKG02、該消泡劑的制備方法包括下列步驟(本實(shí)例采用乳化劑加在水相法)
I)娃骨的制備將上述質(zhì)量份的聚_■甲基娃氧燒、疏水氣相白炭黑、MQ娃樹脂加入電加熱罐中，升溫至200°C，維持?jǐn)嚢?-3小時(shí)，制成硅膏。(MQ硅樹脂也可等溫度降至140-150°C左右加入，這樣制得的硅膏色澤更好)。2)將上述質(zhì)量份的去離子水、食品增稠劑RH0DICARE H加入釜內(nèi)在50_60°C下攪拌化開。加入10%氫氧化鈉溶液，將釜溫升至75°c，加入上述質(zhì)量份的乳化劑span60和tween60,攪拌均勻。再加入步驟I)制備的硅膏，進(jìn)行充分乳化1_3小時(shí)。3)將步驟2)制備的乳液導(dǎo)入高剪切均質(zhì)釜均質(zhì)15-20分鐘。然后檢驗(yàn)、稱重、包裝，制得本發(fā)明消泡劑。實(shí)施例5
I、按下述配方稱取原料取5000CST聚二甲基硅氧烷232. 5KG ；
取比表面積為200M2/g的疏水氣相白炭黑IOKG ^n(M)/n(Q)的比值為O. 8硅樹脂·7.5KG;取聚醚改性硅油90KG(聚醚改性硅油可按前述發(fā)明內(nèi)容中介紹的方法提前制得，也可以在市場上選購滿足要求的聚醚改性娃油商品)；取span60共33. 8KG ；tween60共16. 2KG ;取RHODICARE H食品增稠劑O. 8KG ;取10%氫氧化鈉I. 3KG ;取去離子水607. 9KG。2、制備方法同實(shí)施例4 (本實(shí)施例采用乳化劑加在水相法)。實(shí)施例6
I、按下述配方稱取原料取10000CST聚二甲基硅氧烷211. 6KG ；
取比表面積為200M2/g的疏水氣相白炭黑11.51 ;取11_/11(0)的比值為O. 8硅樹脂6. 9KG ;取聚醚改性硅油90KG(聚醚改性硅油可按前述發(fā)明內(nèi)容中介紹的方法提前制得，也可以在市場上選購滿足要求的聚醚改性娃油商品)；取span60共40. 6KG ；tween60共19. 4KG ;取RHODICARE H食品增稠劑O. 8KG ;取10%氫氧化鈉I. 3KG ;取去離子水617. 9KG。2、制備方法同實(shí)施例4 (本實(shí)施例采用乳化劑加在水相法)。實(shí)施例7
I、按下述配方稱取原料取30000CST聚二甲基硅氧烷180. 4KG ;取500CST聚二甲基硅氧烷22KG;取比表面積為200M2/g的疏水氣相白炭黑13. 2KG ^n(M)/n(Q)的比值為
O.8硅樹脂4. 4KG ;取聚醚改性硅油100KG (聚醚改性硅油可按前述發(fā)明內(nèi)容中介紹的方法提前制得，也可以在市場上選購滿足要求的聚醚改性硅油商品)；取span60共41. 7KG ;取Bri j721共18. 3KG ;取RHODICARE H食品增稠劑O. 8KG ;取10%氫氧化鈉I. 3KG ;取去離子水 617. 9KG。2、該消泡劑的制備方法包括下列步驟(本實(shí)例采用乳化劑加在油相法)
I)娃骨的制備將上述質(zhì)量份的聚_■甲基娃氧燒、疏水氣相白炭黑、MQ娃樹脂加入電加熱罐中，升溫至220°C，維持?jǐn)嚢?-3小時(shí)，制成硅膏。(MQ硅樹脂也可等溫度降至140-150°C左右加入，這樣制得的硅膏色澤更好)。2)將步驟I)制備的硅膏及上述質(zhì)量份的乳化劑、聚醚改性硅油
加入反應(yīng)釜，升溫至75°C進(jìn)行攪拌乳化1-3小時(shí)。然后緩慢加入乳化水(乳化水約占消泡劑質(zhì)量份的30份)，乳化攪拌1-2小時(shí)。降溫至55°C左右，過膠體磨均質(zhì)，使乳液粒徑處于 2_30um。3)提前配好增稠水(將上述質(zhì)量份的食品增稠劑在50_60°C時(shí)溶于剩余水中，加入上述質(zhì)量份的10%氫氧化鈉乳液，攪拌均勻)，并將增稠水在攪拌狀態(tài)下緩慢加入經(jīng)膠體磨均質(zhì)的乳液中，維持?jǐn)嚢?0-30分鐘，直至混合均勻。然后檢驗(yàn)、稱重、包裝，制得本發(fā)明消泡劑。
實(shí)施例8
I、按下述配方稱取原料取50000CST聚二甲基硅氧烷160KG ;取1000CST聚二甲基硅氧烷24KG ;取比表面積為200M2/g的疏水氣相白炭黑IOKG ;取11(10/11(0)的比值為O. 8硅樹脂6KG ;取聚醚改性硅油100KG(聚醚改性硅油可按前述發(fā)明內(nèi)容中介紹的方法提前制得，也可以在市場上選購滿足要求的聚醚改性硅油商品)；取span60共45. IKG ;取Bri j721共19. 9KG ;取RHODICARE H食品增稠劑O. 8KG ;取10%氫氧化鈉I. 3KG ;取去離子水632. 9KG。2、制備方法同實(shí)施例7 (本實(shí)例采用乳化劑加在油相法)。實(shí)施例9
I、按下述配方稱取原料取60000CST聚二甲基硅氧烷150KG ;取350CST聚二甲基硅氧烷34KG ;取比表面積為200M2/g的疏水氣相白炭黑IlKG ;取n(M)/n(Q)的比值為O. 8硅樹脂5KG ;取聚醚改性硅油110KG(聚醚改性硅油可按前述發(fā)明內(nèi)容中介紹的方法提前制得， 也可以在市場上選購滿足要求的聚醚改性硅油商品)；取Bri j72共46KG ;取Bri j721共19KG ;取RH0DICARE H食品增稠劑O. 8KG ;取10%氫氧化鈉I. 3KG ;取去離子水622. 9KG。2、制備方法同實(shí)施例7 (本實(shí)例采用乳化劑加在油相法)。實(shí)施例10
I、按下述配方稱取原料取100000CST聚二甲基硅氧烷126KG ;取500CST聚二甲基硅氧烷39. 6KG ;取比表面積為200M2/g的疏水氣相白炭黑9KG ;取n(M)/n(Q)的比值為O. 8硅樹脂5. 4KG;取聚醚改性硅油120KG(聚醚改性硅油可按前述發(fā)明內(nèi)容中介紹的方法提前制得，也可以在市場上選購滿足要求的聚醚改性硅油商品)；取span60共48. 6KG ;取Brij721共21. 4KG ;取RHODICARE H食品增稠劑O. 8KG ;取10%氫氧化鈉I. 3KG ;取去離子水 627. 9KG。2、制備方法同實(shí)施例7 (本實(shí)例采用乳化劑加在油相法)。實(shí)施例11
I、按下述配方稱取原料取100000CST聚二甲基硅氧烷126KG ;取1000CST聚二甲基硅氧烷39. 6KG ;取比表面積為200M2/g的疏水氣相白炭黑9KG ;取n(M)/n(Q)的比值為O. 8硅樹脂5. 4KG;取聚醚改性硅油120KG(聚醚改性硅油可按前述發(fā)明內(nèi)容中介紹的方法提前制得，也可以在市場上選購滿足要求的聚醚改性硅油商品)；取Bri j72共49. 5KG ;取Brij721共20. 5KG ;取RHODICARE H食品增稠劑O. 8KG ;取10%氫氧化鈉I. 3KG ;取去離子水 627. 9KG。2、制備方法同實(shí)施例7 (本實(shí)例采用乳化劑加在油相法)。上述實(shí)施例中的原料市場均有售，其中
各種規(guī)格的聚二甲基硅氧烷(二甲基硅油)美國道康寧公司生產(chǎn)，上海和氏璧化工有限公司經(jīng)銷；
乳化劑span60 (斯盤)、乳化劑tween60 (吐溫)江蘇省海安石油化工廠生產(chǎn)，該廠廠址江蘇省海安縣城?；?8號(hào)，郵政編碼226600 ；
疏水氣相白炭黑沈陽化工生產(chǎn)；
MQ硅樹脂山東大易化工有限公司生產(chǎn)；
RHODICARE H (漢生膠)食品增稠劑法國羅地亞生產(chǎn)，廣州晨茜化工有限公司經(jīng)銷； 乳化劑Brij72 [聚氧乙烯(2)硬脂基醚]、Brij721 [聚氧乙烯(21)硬脂基醚]:科寧公司生產(chǎn)，廣州祈升公司經(jīng)銷。本發(fā)明的效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)及結(jié)果
發(fā)泡體系以高溫下(80-90°C，維持30分鐘)10%豆柏濾液作為發(fā)泡體系。消泡劑釆用實(shí)施例1-11的成品。消泡、抑泡效果評(píng)價(jià)方法在500ml量筒中，加入IOOml發(fā)泡液，然后以50L/h速度通過布滿微孔的鼓氣頭從量筒底部鼓氣，當(dāng)泡沫達(dá)到500ml，向其中加入O. Olg消泡劑，觀察其消泡效果；在通氣10分鐘后，測量泡沫的量，做為抑泡性能的評(píng)價(jià)依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，其特征在于它由下列組分按下述質(zhì)量份組成有機(jī)聚硅氧烷為15-25份、疏水氣相白炭黑為O. 5-3份、聚醚改性硅油為5-15份、硅樹脂為O. 2-2份、食品級(jí)乳化劑為4-10份、食品級(jí)分散增稠劑為O. 2-2份、質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液為O. 2-2份和去離子水為40-80份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，其特征是所述的有機(jī)聚硅氧烷，其硅氧鏈上與硅原子相連的可以是各種形式的烷基或羥基，一般選用與硅原子相連的烷基為甲基，并選用三甲基封端的二甲基硅油或羥基封端的二甲基硅油。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，其特征是所述的疏水氣相白炭黑，是經(jīng)過疏水處理的親水性白炭黑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，其特征是所述的硅樹脂為MQ型娃樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，其特征是所述的食品級(jí)乳化劑包括非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑，其HLB值選用7. 0-10. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生物發(fā)酵體系用高效消泡劑，其特征是所述的食品級(jí)分散增稠劑可以為天然的食品級(jí)分散增稠劑，也可以是合成的食品級(jí)分散增稠劑。
7.一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，它的制備方法包括下列步驟 1)按下述質(zhì)量份稱取原料 取有機(jī)聚硅氧烷為15-25份、疏水氣相白炭黑為O. 5-3份、聚醚改性硅油為5-15份、硅樹脂為O. 2-2份、食品級(jí)乳化劑為4-10份、食品級(jí)分散增稠劑為O. 2-2份、質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液為O. 2-2份和去離子水為40-80份； 2)將上述質(zhì)量份的有機(jī)聚硅氧烷、疏水氣相白炭黑和硅樹脂加入電加熱罐中，升溫至180-240°C下，維持?jǐn)嚢?-3小時(shí)，即得硅膏； 3)制備用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑既可以采用乳化劑加入水相法，也可以采用乳化劑加入油相法；有機(jī)聚硅氧烷粘度在20000CST以下，既可以采用乳化劑加在水相法，也可以采用乳化劑加在油相法，而有機(jī)聚硅氧烷粘度在20000CST以上，則采用乳化劑加入油相法制備； 采用乳化劑加入水相法 3-1)將上述質(zhì)量份的去離子水與上述質(zhì)量份的食品級(jí)分散增稠劑在50-60°C下攪拌化開，加入上述質(zhì)量份的質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液溫升至75°C，加入上述質(zhì)量份的食品級(jí)乳化劑的攪拌混合均勻； 3-2)將步驟2的硅膏和上述質(zhì)量份的聚醚改性硅油加入到步驟3-1)混合物中在溫度75°C下乳化攪拌1-3小時(shí)，得乳化物； 3-3)將乳化物在低于55°C溫度下進(jìn)行高剪切均質(zhì)或膠體磨均質(zhì)O. 5-1. 5小時(shí)，得成品; 采用乳化劑加入油相法 3-a)將步驟2硅膏、上述質(zhì)量份的聚醚改性硅油和食品級(jí)乳化劑在75°C溫度下攪拌混合1-3小時(shí)； 3-b)將占上述質(zhì)量份1/3-1/2去離子水加入步驟3-a的混合物中在75°C乳化攪拌1_3小時(shí)，得乳化物；3-c)將乳化物在低于55°C溫度下進(jìn)行高剪切均質(zhì)或膠體磨均質(zhì)O. 5-1. 5小時(shí)，使乳液粒徑處于2_30um ； 3-d)將上述質(zhì)量份的食品級(jí)分散增稠劑在50-60°C下溶于剩余的去離子水中攪拌化開，加入上述質(zhì)量份的質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉攪拌均勻，得增稠水； 3_e)將增稠水在攪拌狀態(tài)下緩慢加入步驟3-c的乳液中，維持?jǐn)嚢?0-30分鐘，直至混合均勻；得成品。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑，其特征是所述的非離子表面活性劑為斯盤、吐溫、brij72乳化劑或brij721乳化劑；陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉；HLB值選用7. 0-10. 5。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生物發(fā)酵體系用高效消泡劑，其特征是所述的天然的食品級(jí)分散增稠劑為海藻酸鈉，合成的食品級(jí)分散增稠劑為漢生膠或羧甲基纖維素。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或7所述的一種生物發(fā)酵體系用高效消泡劑，其特征是所述聚醚改性娃油的制備方法是用含氫基質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 2-2. 0%的含氫娃油,含氫娃油占反應(yīng)原料的質(zhì)量百分比30%與端基含雙鍵的聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合的聚醚，聚醚占反應(yīng)原料的質(zhì)量百分比70%，將上述原料加入燒瓶中，升溫至60度，加入占反應(yīng)原料的質(zhì)量IOOppm的鉬氯酸或三氟乙酸進(jìn)行催化，然后在100-120度溫度下，經(jīng)硅氫加成反應(yīng)，4-5小時(shí)而制得; 所述的聚醚改性硅油也可以直接購買，主要技術(shù)指標(biāo)外觀淺黃色透明油狀液體；溫度在25°C時(shí)，密度為1.03 g/cm3 ;粘度為150(T4000CS ；濁點(diǎn)為47°C ;有效成份≥ 99. 5%。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種用于生物發(fā)酵體系的高效消泡劑及其制備方法。其組成包括有機(jī)聚硅氧烷為15-25份、疏水氣相白炭黑為0.5-3份、聚醚改性硅油為5-15份、硅樹脂為0.2-2份、食品級(jí)乳化劑為4-10份、食品級(jí)分散增稠劑為0.2-2份、質(zhì)量濃度為10%氫氧化鈉溶液為0.2-2份和去離子水為40-80份。該消泡劑的制備方法包括有機(jī)聚硅氧烷與疏水氣相白炭黑、硅樹脂的高溫鍵合。有機(jī)聚硅氧烷粘度在20000CST以下，既可以采用乳化劑加在水相法，也可以采用乳化劑加在油相法，而有機(jī)聚硅氧烷粘度在20000CST以上，則采用乳化劑加入油相法制備。本發(fā)明的消泡劑消泡速度快，抑泡能力強(qiáng)。特別在微生物發(fā)酵體系中消、抑泡效果十分優(yōu)異，并且對(duì)生產(chǎn)不產(chǎn)生副作用。
文檔編號(hào)B01D19/04GK102940982SQ20121048628
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者杜偉鋒, 公會(huì)良, 馬玉慧 申請(qǐng)人:西安道爾達(dá)化工有限公司