一种发酵用消泡剂的合成与效能

关键词:发酵；消泡剂

发酵工业用消泡剂一般有：天然油脂、长链醇、硅油、聚醚等，本文利用蓖麻油合成了一种发酵用消泡剂．我国蓖麻的产量仅次于印度和巴西，居世界第三位，因此，研究开发蓖麻油的综合利用是十分必要的。长久以来，蓖麻油、大豆油等天然油脂被用作发酵工、世用消泡剂，虽然价格低廉，但其消泡力并不很强，本文尝试将蓖麻油与聚甘油反应生成聚甘油酯，得到消泡性能良好的发酵用消泡剂

1、实验部分

l.l蓖麻油基聚甘油酯的合成

原料：蓖麻油f化学纯试剂)、聚甘油(自制)．

催化剂：混合碱(自制)．

原理：蓖麻油与聚甘油在碱催化剂的作用下发生酯交换反应．

方法：先将蓖麻油加人三口烧瓶中预热至100℃， 同时进行搅拌，再依次加入聚甘油、催化剂，接着继续加热至160～200℃，恒温3—4h，停止加热．降温、倒出产物。

1.2消泡性能测试方法

将100ml发酵液加热至37℃，倒人500ml量筒内， 用一气泵鼓泡至500m1处，停止鼓泡，注入1m1消泡物水溶液，记录泡沫由500m1处F

降至液面的时间。根据F降时间和破泡厚度可算出平均消泡速度．然后，再鼓泡，记录泡沫升高的时问和高度，由此判断消泡物的抑泡性，半小时内泡沫升高达300ml的为极差，达200m1的为差，达looml为中，50一70m1为良，<50m1为优．每次试验，应以两至三种不同来源的发

酵液进行实验。

2、结果与讨论

2．l反应物配比对产物消泡力的影响．

恒温温度为200℃， 恒温时间5h，改变聚甘油与蓖麻油的质量比，进行反应，将所得产物做消泡实验，消泡剂用量为333ppm，得到如下结果(表l)。

由上述数据可见，聚甘油与蓖麻油的质量比为l：2，即摩尔比约为l：2时，消泡效果最好资料显示，该种消泡剂由于聚甘油端基被醋化

后亲水性进一步降低，亲油性增加，消弱了原来聚氧乙烯链与水分子间的氢键而有利于表面张力的降低，使泡沫液膜局部的表面张力降低而消泡。另一方面，该种消泡剂的分子结构以及其端基疏水性使之呈折叠状平卧在泡沫液膜上，由于它的折叠卷曲不利于液膜的稳定而提

高了消泡能力．但是，该醋化反应可有三种产物：单酯．双酯和三酯，酯化程度越高，在水体系中分散性就越差．以上实验证明在化

学计量比为l：2，即反应产物多为部分酯化(单酯和双酯，且以双酯为主)时，消泡效果最好，增大或减少该比值都会减弱消泡效果．

2．2反应时间对产物消泡力的影响

反应物配比为聚甘油： 蓖麻油=1：2，恒温温度为200℃， 改变恒温时间进行反应．所得产物进行消泡性能比较，消泡剂用量为333ppm

所得结果如表2．

该酯化反应的产物为混合酯，其组分因反应条件的变化而不同， 由l的讨论可知产物为部分酯化时，消泡效果较好；从上面对反应时间的测试，证明恒温3 5h既可得到令人满意的产物组分．

3、效能测试f与常用发酵用消泡剂PPE的比较

消泡剂用量为333ppm，使用不同的发酵液做消泡试验．以所记录的消泡时间和池沫体积作图，可以形象地看到消泡时，泡沫随时间破灭下降的过程．

(1)    以本实验产物Bm～6与PPE为消泡剂，分别用酒精厂发酵液a与食用酵母厂发酵液b作消泡试验，见图3、4

{2)以BM7～9与PPE2为消泡剂，酒精发酵液c与自制发酵液d做消泡实验，见图5、6

由以上四图可见， PPE的消泡速度比蓖麻油酯慢，在实验过程中观察到两种消泡剂的消泡方式不同，前者在加人后，泡沫迅速由小变

大，然后逐渐破灭下降：后者加人后，泡沫迅速破灭下降。

4、结论

利用蓖麻油合成了一种发酵过程用的消泡剂实验证明用聚甘油与蓖麻油(质量比为1：2在混合碱的催化下， 在200℃恒温3 5h后，冷却，所得产物对发酵液的消泡、抑泡有良好的作用．另一方面，充分利用了丰富的资源，开发了一项蓖麻油的综合利用，在实际应用方面有一定的推广价值。