一種發(fā)酵用消泡劑的合成與效能

關(guān)鍵詞:發(fā)酵；消泡劑

發(fā)酵工業(yè)用消泡劑一般有：天然油脂、長鏈醇、硅油、聚醚等，本文利用蓖麻油合成了一種發(fā)酵用消泡劑．我國蓖麻的產(chǎn)量僅次于印度和巴西，居世界第三位，因此，研究開發(fā)蓖麻油的綜合利用是十分必要的。長久以來，蓖麻油、大豆油等天然油脂被用作發(fā)酵工、世用消泡劑，雖然價(jià)格低廉，但其消泡力并不很強(qiáng)，本文嘗試將蓖麻油與聚甘油反應(yīng)生成聚甘油酯，得到消泡性能良好的發(fā)酵用消泡劑

1、實(shí)驗(yàn)部分

l.l蓖麻油基聚甘油酯的合成

原料：蓖麻油f化學(xué)純試劑)、聚甘油(自制)．

催化劑：混合堿(自制)．

原理：蓖麻油與聚甘油在堿催化劑的作用下發(fā)生酯交換反應(yīng)．

方法：先將蓖麻油加人三口燒瓶中預(yù)熱至100℃， 同時(shí)進(jìn)行攪拌，再依次加入聚甘油、催化劑，接著繼續(xù)加熱至160～200℃，恒溫3—4h，停止加熱．降溫、倒出產(chǎn)物。

1.2消泡性能測試方法

將100ml發(fā)酵液加熱至37℃，倒人500ml量筒內(nèi)， 用一氣泵鼓泡至500m1處，停止鼓泡，注入1m1消泡物水溶液，記錄泡沫由500m1處F

降至液面的時(shí)間。根據(jù)F降時(shí)間和破泡厚度可算出平均消泡速度．然后，再鼓泡，記錄泡沫升高的時(shí)問和高度，由此判斷消泡物的抑泡性，半小時(shí)內(nèi)泡沫升高達(dá)300ml的為極差，達(dá)200m1的為差，達(dá)looml為中，50一70m1為良，<50m1為優(yōu)．每次試驗(yàn)，應(yīng)以兩至三種不同來源的發(fā)

酵液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2、結(jié)果與討論

2．l反應(yīng)物配比對(duì)產(chǎn)物消泡力的影響．

恒溫溫度為200℃， 恒溫時(shí)間5h，改變聚甘油與蓖麻油的質(zhì)量比，進(jìn)行反應(yīng)，將所得產(chǎn)物做消泡實(shí)驗(yàn)，消泡劑用量為333ppm，得到如下結(jié)果(表l)。

由上述數(shù)據(jù)可見，聚甘油與蓖麻油的質(zhì)量比為l：2，即摩爾比約為l：2時(shí)，消泡效果最好資料顯示，該種消泡劑由于聚甘油端基被醋化

后親水性進(jìn)一步降低，親油性增加，消弱了原來聚氧乙烯鏈與水分子間的氫鍵而有利于表面張力的降低，使泡沫液膜局部的表面張力降低而消泡。另一方面，該種消泡劑的分子結(jié)構(gòu)以及其端基疏水性使之呈折疊狀平臥在泡沫液膜上，由于它的折疊卷曲不利于液膜的穩(wěn)定而提

高了消泡能力．但是，該醋化反應(yīng)可有三種產(chǎn)物：單酯．雙酯和三酯，酯化程度越高，在水體系中分散性就越差．以上實(shí)驗(yàn)證明在化

學(xué)計(jì)量比為l：2，即反應(yīng)產(chǎn)物多為部分酯化(單酯和雙酯，且以雙酯為主)時(shí)，消泡效果最好，增大或減少該比值都會(huì)減弱消泡效果．

2．2反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物消泡力的影響

反應(yīng)物配比為聚甘油： 蓖麻油=1：2，恒溫溫度為200℃， 改變恒溫時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)．所得產(chǎn)物進(jìn)行消泡性能比較，消泡劑用量為333ppm

所得結(jié)果如表2．

該酯化反應(yīng)的產(chǎn)物為混合酯，其組分因反應(yīng)條件的變化而不同， 由l的討論可知產(chǎn)物為部分酯化時(shí)，消泡效果較好；從上面對(duì)反應(yīng)時(shí)間的測試，證明恒溫3 5h既可得到令人滿意的產(chǎn)物組分．

3、效能測試f與常用發(fā)酵用消泡劑PPE的比較

消泡劑用量為333ppm，使用不同的發(fā)酵液做消泡試驗(yàn)．以所記錄的消泡時(shí)間和池沫體積作圖，可以形象地看到消泡時(shí)，泡沫隨時(shí)間破滅下降的過程．

(1)    以本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物Bm～6與PPE為消泡劑，分別用酒精廠發(fā)酵液a與食用酵母廠發(fā)酵液b作消泡試驗(yàn)，見圖3、4

{2)以BM7～9與PPE2為消泡劑，酒精發(fā)酵液c與自制發(fā)酵液d做消泡實(shí)驗(yàn)，見圖5、6

由以上四圖可見， PPE的消泡速度比蓖麻油酯慢，在實(shí)驗(yàn)過程中觀察到兩種消泡劑的消泡方式不同，前者在加人后，泡沫迅速由小變

大，然后逐漸破滅下降：后者加人后，泡沫迅速破滅下降。

4、結(jié)論

利用蓖麻油合成了一種發(fā)酵過程用的消泡劑實(shí)驗(yàn)證明用聚甘油與蓖麻油(質(zhì)量比為1：2在混合堿的催化下， 在200℃恒溫3 5h后，冷卻，所得產(chǎn)物對(duì)發(fā)酵液的消泡、抑泡有良好的作用．另一方面，充分利用了豐富的資源，開發(fā)了一項(xiàng)蓖麻油的綜合利用，在實(shí)際應(yīng)用方面有一定的推廣價(jià)值。