一種發酵用消泡劑的合成與效能

一種發酵用消泡劑的合成與效能

關鍵詞:發酵；消泡劑

發酵工業用消泡劑一般有：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酵用消泡劑．我國蓖麻的產量僅次于印度和巴西，居世界第三位，因此，研究開發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酵工、世用消泡劑，雖然價格低廉，但其消泡力并不很強，本文嘗試將蓖麻油與聚甘油反應生成聚甘油酯，得到消泡性能良好的發酵用消泡劑

1、實驗部分

l.l蓖麻油基聚甘油酯的合成

原料：蓖麻油f化學純試劑)、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生酯交換反應．

方法：先將蓖麻油加人三口燒瓶中預熱至100℃， 同時進行攪拌，再依次加入聚甘油、催化劑，接著繼續加熱至160～200℃，恒溫3—4h，停止加熱．降溫、倒出產物。

1.2消泡性能測試方法

將100ml發酵液加熱至37℃，倒人500ml量筒內， 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

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

酵液進行實驗。

2、結果與討論

2．l反應物配比對產物消泡力的影響．

恒溫溫度為200℃， 恒溫時間5h，改變聚甘油與蓖麻油的質量比，進行反應，將所得產物做消泡實驗，消泡劑用量為333ppm，得到如下結果(表l)。

由上述數據可見，聚甘油與蓖麻油的質量比為l：2，即摩爾比約為l：2時，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構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定而提

高了消泡能力．但是，該醋化反應可有三種產物：單酯．雙酯和三酯，酯化程度越高，在水體系中分散性就越差．以上實驗證明在化

學計量比為l：2，即反應產物多為部分酯化(單酯和雙酯，且以雙酯為主)時，消泡效果最好，增大或減少該比值都會減弱消泡效果．

2．2反應時間對產物消泡力的影響

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

所得結果如表2．

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

3、效能測試f與常用發酵用消泡劑PPE的比較

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

(1)    以本實驗產物Bm～6與PPE為消泡劑，分別用酒精廠發酵液a與食用酵母廠發酵液b作消泡試驗，見圖3、4

{2)以BM7～9與PPE2為消泡劑，酒精發酵液c與自制發酵液d做消泡實驗，見圖5、6

由以上四圖可見， PPE的消泡速度比蓖麻油酯慢，在實驗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、結論

利用蓖麻油合成了一種發酵過程用的消泡劑實驗證明用聚甘油與蓖麻油(質量比為1：2在混合堿的催化下， 在200℃恒溫3 5h后，冷卻，所得產物對發酵液的消泡、抑泡有良好的作用．另一方面，充分利用了豐富的資源，開發了一項蓖麻油的綜合利用，在實際應用方面有一定的推廣價值。