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(jī)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(jī)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(duì)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(qiáng)，且具有在水中易乳化的特點(diǎn)，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(diǎn)。聚醚改性有機(jī)硅消泡劑是將有機(jī)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(qiáng)、表面張力低、揮發(fā)性低、無毒、和生理惰性等特點(diǎn)和聚醚類消泡劑的耐高溫、耐酸堿性等優(yōu)勢。同時(shí)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(fèi)、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(shí)間，這將影響后續(xù)的工序，降低生產(chǎn)進(jìn)度和效率；同時(shí)，發(fā)酵過程泡沫多會(huì)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(shí)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(jià)格高昂，增加了成本。

技術(shù)實(shí)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(shí)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?dú)夥諊拢尤肴谆h(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?dú)夥諊?，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(duì)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(jì)，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?cái)嚢瑁玫交旌衔铮?/p>

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(shí)間為1-3h；第二次加熱溫度為120-130℃，保溫時(shí)間為4-6h；第三次加熱溫度為140-160℃，保溫時(shí)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(shí)間為40-80min；反應(yīng)溫度為50-70℃，反應(yīng)時(shí)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(shí)間為3-5h。

17、優(yōu)選地，步驟(2)中，聚醚含氟硅油、丙烯酸和對(duì)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(shí)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(kuò)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(huì)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(shí)現(xiàn)快速鋪展，抑泡效果好，作用時(shí)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(kuò)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(shí)間為1-3h；第二次加熱溫度為120-130℃，保溫時(shí)間為4-6h；第三次加熱溫度為140-160℃，保溫時(shí)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(shí)間為40-80min；反應(yīng)溫度為50-70℃，反應(yīng)時(shí)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(shí)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(duì)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(shí)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(xiàng)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?cái)嚢?，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