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一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制作方法

文檔序號:39728696發(fā)布日期:2024-10-22 13:32閱讀:1來源:國知局
一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制作方法

本發(fā)明涉及消泡劑,具體涉及一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑。


背景技術(shù):

1、消泡劑從組成上可簡單分為有機硅型、聚醚型和非硅型三類,廣泛用于紡織、涂料、發(fā)酵和石油化工領(lǐng)域,具有消除泡沫和抑制泡沫產(chǎn)生的作用。有機硅消泡劑不僅具有優(yōu)秀的去泡力,還兼?zhèn)鋬?yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和耐高低溫性能,但抑泡能力差,在微酸性條件下效果差,對菌絲發(fā)育有一定的抑制作用,在發(fā)酵業(yè)上的應(yīng)用受到了一定的限制。聚醚型消泡劑抑泡能力強,且具有在水中易乳化的特點,也被稱為“自乳化消泡劑”,可用于二乙醇胺脫硫體系、切削液和水性油墨中的消泡,但聚醚型消泡劑存在破泡率低和消泡緩慢不徹底的缺點。聚醚改性有機硅消泡劑是將有機硅消泡劑和聚醚消泡劑的結(jié)合起來的一種消泡劑,兼具聚硅氧烷類消泡劑消泡效力強、表面張力低、揮發(fā)性低、無毒、和生理惰性等特點和聚醚類消泡劑的耐高溫、耐酸堿性等優(yōu)勢。同時硫酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等金屬鹽,它們可以影響表面張力并抑制泡沫。

2、在生產(chǎn)過程中,大量的泡沫易限制生產(chǎn)能力、造成原料浪費、影響產(chǎn)品品質(zhì),甚至污染環(huán)境和引起事故。在發(fā)酵過程中,大量的泡沫因無法快發(fā)消泡而需要更多的時間,這將影響后續(xù)的工序,降低生產(chǎn)進(jìn)度和效率;同時,發(fā)酵過程泡沫多會使氣體交換受阻,影響生產(chǎn)菌株的生長代謝。消滅有害的泡沫的方法包括靜置、減壓、加溫和加壓等,而消泡劑無疑是在短時間內(nèi),迅速而有效地消除泡沫的首要選擇。美國陶氏cp-1266消泡劑和美國邁圖公司的sag-471消泡劑均可用于發(fā)酵行業(yè)中,但是價格高昂,增加了成本。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑,解決了消泡劑滿足在發(fā)酵行業(yè)中快速消泡性能、抑泡性能且低成本的要求。

2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明公開了一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法,包括以下步驟:

3、步驟(1)制備聚醚多元醇;

4、在無氧環(huán)境下,將丙三醇和氫氧化鉀混合,加熱,保溫,脫水至水含量小于

5、0.03%;加入環(huán)氧丙烷,加熱,保溫;加入環(huán)氧乙烷,加熱,保溫,反應(yīng)結(jié)束后,抽濾,得到聚醚多元醇;

6、步驟(2)制備聚醚改性硅油;

7、s1、將六甲基環(huán)硅氧烷攪拌,第一次加熱,減壓脫水,加入四甲基二硅氧烷和催化劑,在氮氣氛圍下,加入三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷,加熱反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束,減壓抽濾,得到含氟硅油;

8、s2、在氮氣氛圍下,將烯丙醇聚醚、含氟硅油和氯鉑酸混合,加熱,反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后,減壓蒸餾,得到聚醚含氟硅油;

9、s3、將聚醚含氟硅油、丙烯酸和對甲苯磺酸混合,加熱,反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后,減壓蒸餾,得到聚醚改性硅油;

10、步驟(3)制備發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑;

11、以質(zhì)量份數(shù)計,10-30份聚醚多元醇、40-60份聚醚改性硅油、2-4份白炭黑和0.4-2.4份增稠劑混合,升溫攪拌,得到混合物;

12、將混合物與5-10份乳化劑攪拌混合;加入40-80份水,攪拌,得到發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑。

13、優(yōu)選地,步驟(1)中,丙三醇、氫氧化鉀、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為(80-120):(2.4-4.8):(10-30):(20-48);第一次加熱溫度為105-120℃,保溫時間為1-3h;第二次加熱溫度為120-130℃,保溫時間為4-6h;第三次加熱溫度為140-160℃,保溫時間為40-60min。

14、優(yōu)選地,步驟(2)中,六甲基環(huán)硅氧烷、四甲基二硅氧烷、催化劑和三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷的質(zhì)量比為(16-28):(80-140):(3-6):(200-360);第一次加熱溫度為20-40℃,脫水時間為40-80min;反應(yīng)溫度為50-70℃,反應(yīng)時間為70-90min。

15、優(yōu)選地,步驟(2)中,催化劑為濃硫酸、三氟甲磺酸中的任意一種。

16、優(yōu)選地,步驟(2)中,烯丙醇聚醚、含氟硅油和氯鉑酸的質(zhì)量比為(150-300):(200-400):(0.07-0.09);反應(yīng)溫度為110-130℃,反應(yīng)時間為3-5h。

17、優(yōu)選地,步驟(2)中,聚醚含氟硅油、丙烯酸和對甲苯磺酸的質(zhì)量比為(200-600):(80-100):(0.1-0.3);反應(yīng)溫度為135-155℃,反應(yīng)時間為2-4h。

18、優(yōu)選地,所述增稠劑為聚乙烯醇、聚乙烯醚和羥甲基纖維素中的任意一種。

19、優(yōu)選地,白炭黑為疏水型白炭黑。

20、優(yōu)選地,乳化劑為甜菜堿、聚甘油脂肪酸脂和磷脂的任一種。

21、優(yōu)選地,所述的發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法制備得到的發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:

23、1.本發(fā)明中,采用聚醚多元醇和聚醚改性硅油協(xié)同消泡,而疏水型白炭黑加入泡沫體系后,將原吸附于液膜表面的表面活性劑從液膜表面拉下來進(jìn)入液膜的水相中,使液膜表面的表面活性劑濃度降低,從而全面的增加了泡沫的不穩(wěn)定性,降低了液膜的表面黏度,其液膜透氣性增加,氣體擴散速度增加,大幅縮短了泡沫的壽命而導(dǎo)致消泡。本發(fā)明制備的發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑綜合性能優(yōu),具有消泡效率高、自乳化、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢。

24、2.本發(fā)明中,將原料為丙三醇、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷在催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng),得到聚醚多元醇,在加入水中后可快速處于疏水基團(tuán)卷曲在內(nèi)部、親水基團(tuán)伸展在外部的分散狀態(tài),且可在水中形成膠團(tuán),而乳化劑的加入會促進(jìn)其快速形成膠團(tuán)。其帶有良好的自乳化性,在水中具有很好的分散穩(wěn)定性,實現(xiàn)快速鋪展,抑泡效果好,作用時間持久。

25、3.本發(fā)明中制備的含氟硅油中的氟位于側(cè)鏈的位置,具有疏水性,低表面張力低于硅油。含氟硅油經(jīng)烯丙醇聚醚處理后,消泡速率得到提升,且易于分散及乳化,穩(wěn)定性好。聚醚含氟硅油中的羥基和丙烯酸中的羧基發(fā)生酯化后,水分子與聚醚含氟硅油之間的氫鍵被削弱,親油性增加,親水性降低,利于降低表面張力,提高活性,增加消泡能力;且兩者通化學(xué)法接枝,穩(wěn)定性增加,可直接加入水稀釋作為消泡劑使用,應(yīng)用范圍得到擴大。



技術(shù)特征:

1.一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,丙三醇、氫氧化鉀、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為(80-120):(2.4-4.8):(10-30):(20-48);第一次加熱溫度為105-120℃,保溫時間為1-3h;第二次加熱溫度為120-130℃,保溫時間為4-6h;第三次加熱溫度為140-160℃,保溫時間為40-60min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,六甲基環(huán)硅氧烷、四甲基二硅氧烷、催化劑和三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷的質(zhì)量比為(16-28):(80-140):(3-6):(200-360);第一次加熱溫度為20-40℃,脫水時間為40-80min;反應(yīng)溫度為50-70℃,反應(yīng)時間為70-90min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,催化劑為濃硫酸、三氟甲磺酸中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,烯丙醇聚醚、含氟硅油和氯鉑酸的質(zhì)量比為(150-300):(200-400):(0.07-0.09);反應(yīng)溫度為110-130℃,反應(yīng)時間為3-5h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,聚醚含氟硅油、丙烯酸和對甲苯磺酸的質(zhì)量比為(200-600):(80-100):(0.1-0.3);反應(yīng)溫度為135-155℃,反應(yīng)時間為2-4h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法,其特征在于,所述增稠劑為聚乙烯醇、聚乙烯醚和羥甲基纖維素中的任意一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法,其特征在于,白炭黑為疏水型白炭黑。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法,其特征在于,乳化劑為甜菜堿、聚甘油脂肪酸脂和磷脂的任一種。

10.一種采用如權(quán)利要求1-9任一項所述的發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑的制備方法制備得到的發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑,屬于消泡劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明用于解決現(xiàn)有技術(shù)消泡劑無法滿足在發(fā)酵行業(yè)中的快速消泡性能、抑泡能力和不影響發(fā)酵物的問題,包括將10?30份聚醚多元醇、40?60份聚醚改性硅油、2?4份白炭黑和0.4?2.4份增稠劑混合,升溫攪拌,得到混合物;后與5?10份乳化劑攪拌混合;加入40?80份水,攪拌,得到發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑;本發(fā)明制備得到的發(fā)酵行業(yè)用自乳化型消泡劑不僅具有優(yōu)異的消泡速率和抑泡能力,還具有良好的穩(wěn)定性,該消泡劑適用于發(fā)酵行業(yè)。

技術(shù)研發(fā)人員:孟任遠(yuǎn),相國,孟慶偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者:河北福廣新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/10/21
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