專利名稱：一種鼠李糖脂作為破乳劑的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物表面活性劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鼠李糖脂作為生物破乳劑、含油浮渣破乳脫水劑的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
生物表面活性劑是一類由微生物、動(dòng)物或植物產(chǎn)生的表面活性劑，因具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與基團(tuán)，比化學(xué)表面活性劑具有更好的表面活性，且本身易被生物降解，本身無(wú)毒，使其在三廢處理方面具有較大的環(huán)境安全性和生物相容性。鼠李糖脂作為一種生物表面活性劑，可被用于石油開(kāi)采、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥化工、食品以及農(nóng)業(yè)等各領(lǐng)域。這類生物表面活性劑基本是由1-2個(gè)鼠李糖為親水基團(tuán)，以1-2條脂肪酸 鏈為憎水基團(tuán)，既易溶于水，又極易溶于油。其具體作用如下(I)乳化類似于雙甘油月桂酸鈉、蓖麻油聚氧乙基醚等表面活性劑，可促使不相溶的兩相液體形成不透明或半透明乳濁液，當(dāng)表面活性劑濃度大于臨界膠束濃度(CMC)時(shí)，還能形成中間攜帶有機(jī)藥物的膠束，增加有機(jī)物的表觀溶解度；分散阻止分散體系中固體或液體粒子的聚并和保持其處于分散的穩(wěn)定狀態(tài)；(3)潤(rùn)濕促使一種液體(常見(jiàn)水)在另一種固體表面上的鋪展和吸收；(4)滲透促使藥物或營(yíng)養(yǎng)物等物質(zhì)穿過(guò)植物、動(dòng)物細(xì)胞膜以及其它有疏松毛細(xì)管的固體介質(zhì)，增加跨膜滲透性。各種采油、煉油、機(jī)械處理及農(nóng)產(chǎn)品加工中易產(chǎn)生各種含油污水和污油等膠體體系，其有機(jī)及無(wú)機(jī)物成分往往非常復(fù)雜，且有異味，易污染環(huán)境。類似地，伴隨各種污油或含油廢水的處理，在凈化階段經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)含懸浮顆粒的含油廢水，該高含水的油-水-固三相體系通常也被習(xí)慣稱為浮渣，因?yàn)楣腆w顆粒和乳化劑的存在，雖然化學(xué)合成表面活性劑具有破乳作用，但由于有效基團(tuán)少，其破乳能力有限，往往需要結(jié)合離心和超聲等機(jī)械手段才能破壞穩(wěn)定的膠體體系。而且，相當(dāng)一部分化學(xué)表面活性劑對(duì)微生物有毒性且難以被微生物降解，因此其本身也是極大的污染源，嚴(yán)重時(shí)甚至破壞下游水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。另夕卜，化學(xué)破乳劑的油水分層界面不清晰，導(dǎo)致部分油隨水相進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，造成無(wú)謂的浪費(fèi)。目前，很多污油或浮渣難以用常規(guī)化學(xué)破乳劑或脫水劑處理，使現(xiàn)有的污油和浮渣處理方法無(wú)法得到有效處理，構(gòu)成嚴(yán)重的環(huán)境污染。雖然鼠李糖脂具有潛在的廣泛用途，但未出現(xiàn)作為破乳劑的應(yīng)用報(bào)道。本發(fā)明采用環(huán)境、友好的生物表面活性劑鼠李糖脂，替代化學(xué)表面活性劑用于各污油的破乳和含油浮渣的破乳脫水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鼠李糖脂作為破乳劑的應(yīng)用。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種鼠李糖脂作為破乳劑的應(yīng)用，具體如下
(O鼠李糖脂可以是銅綠假單胞菌的去菌體發(fā)酵液，也可以是該發(fā)酵液的酸沉濃縮產(chǎn)物，也可以是質(zhì)量百分比濃度超過(guò)90%的鼠李糖脂純品；其中，酸沉濃縮產(chǎn)物為去菌體發(fā)酵液經(jīng)酸化后的底部酸沉降物，一般含鼠李糖脂質(zhì)量百分比40%以上。(2)穩(wěn)定乳液的破乳在穩(wěn)定乳液中，加入鼠李糖脂至含量100_1500mg/L，并可適當(dāng)調(diào)節(jié)PH至4-11，攪拌1-30分鐘，靜置1-24小時(shí)后，乳液發(fā)生破乳，油層與水層有清晰界面。(3)浮渣穩(wěn)定膠體的破乳脫水在基本不分層的穩(wěn)定油-水-固三相懸濁液中，力口入鼠李糖脂至含量100-1500 mg/L，并可適當(dāng)調(diào)節(jié)pH至4-11，攪拌1_30分鐘，靜置1_24小時(shí)后，懸濁液穩(wěn)定性被破壞，共分三層上層為油層，中部為水層，下層為浮渣。本發(fā)明具有的有益效果是
I、本發(fā)明所提出的鼠李糖脂作為生物破乳劑，具有比化學(xué)表面活性劑更好的破乳作用，且環(huán)境和生物友好。2、鼠李糖脂用于含油浮渣的破乳脫水劑，大幅度降低浮渣的含水率，效果顯著。
具體實(shí)施例方式申請(qǐng)人:在研究中發(fā)現(xiàn)，由于鼠李糖脂分子量小，極易通過(guò)界面吸附于各種乳滴表面，破壞其穩(wěn)定性，達(dá)到破乳的作用。對(duì)于因乳化劑和油類物質(zhì)較多而造成固體顆粒呈穩(wěn)定懸浮的浮渣體系，鼠李糖脂亦可通過(guò)界面吸附于穩(wěn)定顆粒表面，破壞穩(wěn)定膠體體系，從而脫除顆粒表面的乳化水層，達(dá)到脫水作用。本發(fā)明提供了一種鼠李糖脂發(fā)酵液產(chǎn)品作為多種穩(wěn)定乳液及含固體雜質(zhì)的浮渣穩(wěn)定膠體體系的破乳劑。該鼠李糖脂的使用方法，具體步驟如下
I.鼠李糖脂產(chǎn)品形式不限，可以是銅綠假單胞菌的去菌體發(fā)酵液，也可以是該發(fā)酵液的酸沉濃縮產(chǎn)物，也可以是質(zhì)量百分比濃度超過(guò)90%的鼠李糖脂純品。其中，酸沉濃縮糖脂為去菌體發(fā)酵液經(jīng)酸化(如加鹽酸或硫酸至PH4-5)后的底部酸沉降物，一般含糖脂質(zhì)量百分比40%以上。2.穩(wěn)定乳液的破乳在穩(wěn)定乳液中，加入鼠李糖脂至含量100-1500mg/L,并可適當(dāng)調(diào)節(jié)PH至4-11，攪拌1-30分鐘，靜置1-24小時(shí)后，乳液發(fā)生破乳，油層與水層有清晰界面。3.浮渣穩(wěn)定膠體的破乳脫水，在基本不分層的穩(wěn)定油-水-固三相懸濁液中，加入鼠李糖脂至含量100-1500 mg/L，并可適當(dāng)調(diào)節(jié)pH至4-11，攪拌1_30分鐘，靜置1_24小時(shí)后，懸濁液穩(wěn)定性被破壞，共分三層上層少量油層、中部大量水層以及下層為較密實(shí)的浮渣。下面結(jié)合具體實(shí)施例詳述本發(fā)明具體內(nèi)容及其所帶來(lái)的顯著效果。實(shí)施例I :采用鼠李糖脂進(jìn)行煉油廠污油破乳
試驗(yàn)所用污油采自于煉油廠常減壓電脫鹽中產(chǎn)生的重污油，含水高且難以破乳，室溫靜置半年無(wú)分層?；?zé)掃@些重污油容易造成電脫鹽裝置電流超高，嚴(yán)重影響電脫鹽的操作。污油樣品按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB260-77進(jìn)行含水量分析，得到含水體積百分率達(dá)45. 8%。采用10 mL帶刻度玻璃離心管進(jìn)行鼠李糖脂的破乳試驗(yàn)。在裝有5mL污油的離心管中，添加鼠李糖去菌體發(fā)酵液(含鼠李糖脂40g/L)，使鼠李糖脂濃度達(dá)0-1500mg/L，通過(guò)滴加氫氧化鈉和硫酸調(diào)節(jié)PH至4-11范圍，靜置lh，根據(jù)分層體積比，扣除所加藥劑體積，可得出如表I結(jié)果的底部脫除水層所占的體積比，進(jìn)一步計(jì)算脫除水占原總水體積的質(zhì)量百分率，得到脫水率，見(jiàn)表I。該脫除水可視等同于破乳率。表I :鼠李糖脂的破乳處理效果
編號(hào)破乳條件底部水層所占的體脫水率
鼠李糖脂用量，mg/L pH積百分比(％，v/y) (% v/V)
η οη %m
"2# 500 ο"23%51%^
"3# ΟΟΙο"1 3 ^
"4# 00094 8S^
"5# 000735%77%^ "6#1500η45%9m^
上述結(jié)果顯示，當(dāng)其使用濃度為100 mg/L時(shí)，破乳率(脫水率)達(dá)到30%，而當(dāng)其使用濃度為1500 mg/L時(shí)，破乳率(脫水率)更是高達(dá)99%，可見(jiàn)鼠李糖脂的破乳效果突出。實(shí)施例2:
對(duì)煉油廠提供的污油樣品，采用GB260-77分析方法進(jìn)行了水含量分析，測(cè)得含水體積百分率約16%。對(duì)該污油采用鼠李糖脂酸沉物(質(zhì)量濃度約50%)進(jìn)行破乳處理。在250mL中放入200mL污油,加入鼠李糖脂至1000mg/L ,并用氫氧化鈉溶液調(diào)pH至9,在200rpm下攪拌10分鐘，然后置于20°C室溫下。靜置24小時(shí)后，油水分層且界面清晰。取上部油層50mL按GB260-77進(jìn)行含水量分析，得到含水體積百分率約0. 3%，說(shuō)明經(jīng)破乳處理后的原油符合原油回?zé)拰?duì)含水率不高于0. 5%的質(zhì)量要求。以脫水率表征破乳率，得到98%的破乳率?？梢?jiàn)，鼠李糖脂對(duì)水包油型的乳液也具有很好的破乳效果。實(shí)施例3 :添加鼠李糖脂對(duì)含機(jī)械潤(rùn)滑油穩(wěn)定乳液的破乳
高含水潤(rùn)滑油乳液取自北京某機(jī)械切割廠，穩(wěn)定性極好，室溫下放置2個(gè)月沒(méi)有分層。量取IOmL含油乳液到25 mL具塞試管中，加入鼠李糖脂至800mg/L，并加硫酸溶液調(diào)節(jié)pH至4，在渦流旋混儀中混合，室溫下放置過(guò)夜。上層有浮油分層，下部水較清澈。參照國(guó)標(biāo)GB11914-89 (重鉻酸鉀法水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定)方法，分析下層水及初始乳液的化學(xué)需氧量C0D，計(jì)算其COD下降百分率為85%。從結(jié)果可以看出，鼠李糖脂通過(guò)破乳，使含油廢水COD顯著下降。實(shí)施例4 :添加鼠李糖脂對(duì)煤油乳液的破乳
煤油乳液取自化妝品原料生產(chǎn)企業(yè)，煤油用于萃取植物中護(hù)膚成分，經(jīng)處理后的煤油因含油植物中天然表面活性劑而呈穩(wěn)定狀態(tài)。量取IOmL含油乳液到25 mL具塞試管中，力口入鼠李糖脂1000mg/L，并加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至11，在渦流旋混儀中混合，室溫下放置過(guò)夜。上層有油分出，底部水較清澈,水層體積較少,油相體積約占總體積的85%，而水層體積約占15%。上層油用卡爾費(fèi)休儀測(cè)定上層煤油的含水率，得到含水率約0.2%。以脫水率表征破乳率，得到98%以上的破乳率。可見(jiàn)，鼠李糖脂對(duì)煤油乳液也具有很好的破乳效果。實(shí)施例5 :添加鼠李糖脂對(duì)煉油廠氣浮浮渣上層污油的破乳
氣浮浮渣上層污油取自煉油廠凈化車間浮渣罐的上層，采用GB260-77進(jìn)行含水量分析，得到體積百分率38%。對(duì)該污油采用鼠李糖脂進(jìn)行破乳處理。在IOmL具塞帶刻度試管中放置5mL污油，加入鼠李糖脂至500mg/L ,并用硫酸溶液調(diào)pH至4,將試管上下倒置20次，然后置于室溫下靜置2小時(shí)，可觀察到清晰的油水分界面，測(cè)量上下層的體積，計(jì)算得到水體積百分率約占35%左右。可見(jiàn)，使用鼠李糖脂可以實(shí)現(xiàn)92%的破乳率，鼠李糖脂對(duì)該油品也具有很好的破乳效果。實(shí)施例6 :添加鼠李糖脂對(duì)煉油廠浮渣懸濁液的破乳
煉油廠浮渣呈黑色，產(chǎn)生于浮選處理裝置，是投加絮凝劑(通常是聚合氯化鐵)后用細(xì)·小的空氣泡攜帶上浮而形成。該浮渣主要由帶負(fù)電荷的親水性膠體粒子所組成，顆粒大小不一，內(nèi)部含有大量的水、污油和少量的污泥，穩(wěn)定性好，脫水困難。取IOml不同浮渣儲(chǔ)罐的中部新鮮浮渣樣品，放入15ml塑料試管中，然后加入不同劑量的鼠李糖脂和用稀硫酸溶液調(diào)節(jié)溶液PH在5-6，用玻璃棒或金屬棒輕輕攪拌，待混勻后，靜置3小時(shí)，記錄不同時(shí)間的脫水情況。由脫除水層高度與原浮渣(脫除水及浮渣)高度的百分率比值計(jì)算脫水率。
權(quán)利要求
1.一種鼠李糖脂作為破乳劑的應(yīng)用，其特征在于，具體如下 (1)鼠李糖脂可以是銅綠假單胞菌的去菌體發(fā)酵液，也可以是該發(fā)酵液的酸沉濃縮產(chǎn)物，也可以是質(zhì)量百分比濃度超過(guò)90%的鼠李糖脂純品；其中，酸沉濃縮產(chǎn)物為去菌體發(fā)酵液經(jīng)酸化后的底部酸沉降物，一般含鼠李糖脂質(zhì)量百分比40%以上； (2)穩(wěn)定乳液的破乳在穩(wěn)定乳液中，加入鼠李糖脂至含量100-1500mg/L，并可適當(dāng)調(diào)節(jié)pH至4-11，攪拌1-30分鐘，靜置1-24小時(shí)后，乳液發(fā)生破乳，油層與水層有清晰界面； (3)浮渣穩(wěn)定膠體的破乳脫水在基本不分層的穩(wěn)定油-水-固三相懸濁液中，加入鼠李糖脂至含量100-1500 mg/L,并可適當(dāng)調(diào)節(jié)pH至4-11，攪拌1_30分鐘，靜置1_24小時(shí)后，懸濁液穩(wěn)定性被破壞，共分三層上層為油層，中部為水層，下層為浮渣。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鼠李糖脂作為破乳劑的應(yīng)用，鼠李糖脂可以是銅綠假單胞菌的去菌體發(fā)酵液，也可以是該發(fā)酵液的酸沉濃縮產(chǎn)物，也可以是質(zhì)量百分比濃度超過(guò)90%的鼠李糖脂純品；其中，酸沉濃縮產(chǎn)物為去菌體發(fā)酵液經(jīng)酸化后的底部酸沉降物，一般含鼠李糖脂質(zhì)量百分比40%以上；鼠李糖脂作為生物破乳劑，具有比化學(xué)表面活性劑更好的破乳作用，且環(huán)境和生物友好；鼠李糖脂用于含油浮渣的破乳脫水劑，大幅度降低浮渣的含水率，效果顯著。
文檔編號(hào)C10G33/04GK102851059SQ20121020773
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者孟琴, 龍旭偉, 張國(guó)亮 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 湖州紫金生物科技有限公司