一种生物发酵用的高效、低毒性消泡剂的制备方法及应用与流程

本发明属于微生物发酵助剂领域，涉及一种适用于生物发酵赤藓糖醇的消泡剂制备方法及应用，具体涉及一种有机硅、聚醚复合型乳液消泡剂的制备方法及其应用。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、赤藓糖醇是糖醇行业中唯一一种通过好氧发酵法生产的多元糖醇。近几年随着市场需求量的增加，其产能已逐步扩张至60万吨左右。受菌种生长代谢和通风搅拌的影响，发酵过程中易产生大量的爆发性泡沫且泡沫持久极难消除(如图1所示)。发酵进行中少量的泡沫产生有利于提高料液溶氧效果，但如果泡沫量较大又不加以控制的话，就会造成逃料、染菌等风险，严重威胁生产安全。目前，添加消泡剂是一种既简便、又经济的消泡方式，已广泛应用于赤藓糖醇发酵领域，但是存在消耗量过大、影响细胞生长等问题。目前，适用于赤藓糖醇发酵的消泡剂品类众多，性能也存在较大差异，主要可分为有机硅和聚醚两种类型，但有机硅型水溶性差，乳液易破乳。聚醚型的缺点是破泡率低，当发泡体系瞬间产生大量泡沫时，不能快速地消除泡沫。与此同时，聚醚水溶性较强，在发酵过程种对发酵效率具有抑制作用，以上缺点极大的限制了消泡剂在行业内的应用。近几年，随着复配组分协同效应研究的不断深入，发现复合型消泡剂不但可以融合两种消泡剂的优点，同时有能够提高发酵效率及减少用量，降低消泡剂对于发酵进程的副作用。目前，市面上效果单一、经济效益较差的单类型消泡剂也逐渐被多功能、高效率的复合型消泡剂取代，但是存在成本过高，添加量较大的问题。于是迫切需要开发一款专一的特效赤藓糖醇发酵消泡剂，解决目前行业内的普遍难题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种适用于赤藓糖醇发酵行业的高效、低毒性消泡剂的制备方法及应用技术。该消泡剂中主要含有有机硅与聚醚乳液两种常用的消泡剂，避免了单一消泡剂的缺点；经过发酵验证，发现其发酵效率方面优于目前市售的消泡剂，且对菌株的毒性较小；同时，该复合型消泡剂具有耐高温、不易分层的优点，满足了纯种发酵及使用便捷的需求；在使用过程中，可以进行1：3的大比例稀释，极大的降低了产品成本；在消泡剂单耗方面，可减少15-20％的消耗，适用于糖醇的工业化生产，极大的降低了生产成本。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面，提供了一种有机硅聚醚乳液型消泡剂，由如下重量份数的原料组成：硅膏30-80份、聚醚30-80份、乳化剂10-30份、增稠剂1-5份、去离子水60-100份、防腐剂0.5‰份；

4、所述硅膏由硅油和疏水性二氧化硅高温反应得到。

5、本发明的第二个方面，提供了一种有机硅聚醚乳液型消泡剂的制备方法，包括：

6、将二甲基硅油和疏水性二氧化硅在120℃～180℃下，于300-500r/min搅拌240-360min，得到硅膏；

7、将去离子水、乳化剂、增稠剂、防腐剂混合均匀，得到水相混合物；

8、将硅膏、聚醚类消泡剂及水相混合物混合后于75～80℃下搅拌120-180min，静置90min，即得。

9、本发明的有益效果

10、(1)本发明的特殊作用在于，通过将聚醚和硅膏混合制备成均一消泡剂，该消泡剂对解脂耶氏酵母发酵泡沫具有较好的消泡和抑泡性能，且毒性小、制备方法简单、条件温和，适合大规模的工业化生产。

11、(2)本发明制备方法简单、实用性强，易于推广。

技术特征：

1.一种有机硅聚醚乳液型消泡剂，其特征在于，由如下重量份数的原料组成：硅膏30-80份、聚醚30-80份、乳化剂10-30份、增稠剂1-5份、去离子水60-100份、防腐剂0.5‰份；

2.如权利要求1所述的有机硅聚醚乳液型消泡剂，其特征在于，所述硅油粘度为500cs，1000cs，12500cs中的一种。

3.如权利要求1所述的有机硅聚醚乳液型消泡剂，其特征在于，所述聚醚为聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚聚醚类消泡剂中任意一种。

4.如权利要求1所述的有机硅聚醚乳液型消泡剂，其特征在于，所述乳化剂为tween、span中至少一种。

5.如权利要求1所述的有机硅聚醚乳液型消泡剂，其特征在于，所述防腐剂为脱氧乙酸钠。

6.一种有机硅聚醚乳液型消泡剂的制备方法，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的有机硅聚醚乳液型消泡剂的制备方法，其特征在于，所述有机硅聚醚乳液型消泡剂的制备方法为：在70～75℃下，以300-500r/min的转速搅拌120-180min，再对乳液进行均质处理，即得。

8.如权利要求6所述的有机硅聚醚乳液型消泡剂的制备方法，其特征在于，所述消泡剂在使用时用水稀释使用，稀释浓度比例在1：1-1：3。

9.如权利要求6所述的有机硅聚醚乳液型消泡剂的制备方法，其特征在于，聚醚消泡剂用水稀释后，应继续冷却到“浊点”以下，使其全部溶解，然后把消泡剂的温度再回升到“浊点”以上，形成微细的乳状粒子。

10.如权利要求6所述的有机硅聚醚乳液型消泡剂的制备方法，其特征在于，消泡剂前期在使用时采用预加的方式进行泡沫控制。

技术总结
本发明属于微生物发酵助剂领域，涉及一种生物发酵用的高效、低毒性消泡剂的制备方法及应用，由如下重量份数的原料组成：硅膏30‑80份、聚醚30‑80份、乳化剂10‑30份、增稠剂1‑5份、去离子水60‑100份、防腐剂0.5‰份；硅膏由硅油和疏水性二氧化硅高温反应得到。该消泡剂中主要含有有机硅与聚醚乳液两种常用的消泡剂，避免了单一消泡剂的缺点；经过发酵验证，发现其发酵效率方面优于目前市售的消泡剂，且对菌株的毒性较小；同时，该复合型消泡剂具有耐高温、不易分层的优点，满足了纯种发酵及使用便捷的需求；在使用过程中，可以进行1：3的大比例稀释，极大的降低了产品成本；在消泡剂单耗方面，可减少15‑20％的消耗，适用于糖醇的工业化生产，极大的降低了生产成本。

技术研发人员：韩墨,刘丽萍,韩延雷,李瑞国,张家祥,赵祥颖,姚明静
受保护的技术使用者：山东省食品发酵工业研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13