一种脂肽的两步法高效破乳方法技术

本发明专利技术公开了一种脂肽的两步法高效破乳方法，该方法采用pH敏感型的绿色生物表面活性剂脂肽作为破乳剂，先通过简单的混合使其与乳液中的乳化剂协同稳定乳液，然后加酸让脂肽从油水界面析出，导致乳液失稳并实现高效破乳和油相分离。脂肽可以是枯草芽孢杆菌的去菌体发酵液，也可以是该发酵液的酸沉浓缩物，也可以是通过萃取的浓缩物或纯化的脂肽纯品。本发明专利技术提供的破乳方法能高效地实现乳液中油水分离，而且操作简单、具有环境和生物友好特性，在原油乳液破乳及污油资源化回收等方面具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种脂肽的两步法高效破乳方法
本专利技术涉及一种破乳新方法，尤其涉及基于生物表面活性剂脂肽(surfactin)的两步法破乳新方法。
技术介绍
随着我国社会经济的不断发展，对石油资源的依赖也越来越大，近年来也出现了石油供需矛盾的紧张局面。因此，国家提倡工业发展过程中必须走资源节约型之路。大量产生于石油开采及加工过程中的污油(原油含量高达50％的乳液)，直接排放不仅危害环境，更严重地造成石油资源的浪费。我国年加工1000万吨原油的炼油厂，每年即可产生约10万吨的污油，如何妥善处理如此大量的污油已成为炼油企业普遍存在的难题。此外，随着石油资源日益枯竭、石油品质逐年下降，原油加工过程中污油的产生量会更大、污油的组成也更复杂多变，从而导致污油的处理难题越发严峻。借助破乳手段实现油相分离，可回收其中的油相，不仅实现废弃物的资源化，更有利于环境保护。因此，建立高效、简便、绿色环保的高效破乳技术已成为相关领域急需解决的重大难题。常规的物理破乳方法包括重力沉降、电场破乳、超声破乳、离心、膜分离、冷冻/复温等，但大多数都效率低且能耗高。而化学破乳是当前研究最多也是使用最广泛的方法。化学破乳剂从发展伊始已历经三代，分别为脂肪酸类阴离子表面活性剂、聚氧乙烯烷基醇醚和聚醚。目前广泛使用的化学破乳剂大多为石油基聚合物，较难降解，对生态环境危害大，而且存在处理效率低，普适性差等问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有破乳方法的不足和缺陷，提出一种脂肽的两步法高效破乳方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种脂肽的的两步法高效破乳方法，包括以下步骤：(1)往待处理乳液中加入脂肽，脂肽与待处理乳液的质量体积比为0.1-1g/L。(2)加入脂肽的待处理乳液通过剪切、摇晃、搅拌、旋混、超声等方式混合均匀。(3)混合后的乳液，加入一定量的酸调节pH至2-5。(4)加酸后的乳液，在10-50℃下静置0.5～24小时，即可实现高效的油相分离。进一步地，所述脂肽与待处理乳液的质量体积比优选为0.4-0.6g/L。进一步地，所述脂肽可以是经过柱层析分离的纯品也可以是包含多种脂肽混合物的发酵液、浓缩物；所述经过柱层析分离的纯品包括surfactinA、surfactinB、surfactinC、surfactinD。进一步地，所述步骤2中，所述剪切采用高速剪切机在12000rpm下剪切5min。进一步地，所述步骤3中，所述酸为无机酸或有机酸，所述无机酸选自盐酸、硫酸、磷酸等，所述有机酸选自乙酸、草酸等。进一步地，所述步骤3中，优选调节pH至2-3。本专利技术的有益效果是，1、本专利技术的方法为两步法，即先将脂肽与乳液中存在的乳化剂协同稳定乳液(共乳化)，然后调节pH至酸性，从而实现乳液体系的高效破乳。2、本专利技术采用pH敏感型的生物表面活性剂脂肽作为破乳剂，脂肽具有卓越的表/界面活性及良好的绿色环境友好特性。3、本专利技术操作简单，绿色环保，不会产生次级污染；且具有破乳活性高、分离油相速度快、节省能耗等特点，可用于众多工业领域内的破乳。附图说明图1为脂肽乳化活性随pH的变化图。具体实施方式生物表面活性剂脂肽(surfactin，又称表面活性素)是一类由枯草芽孢杆菌代谢产生的生物表面活性剂，主要包含四种结构：surfactinA、surfactinB、surfactinC、surfactinD，surfactinA、surfactinB、surfactinC、surfactinD的结构式如下：本专利技术的脂肽可以是枯草芽孢杆菌的去菌体发酵液，也可以是该发酵液的酸沉浓缩物，也可以是通过萃取的浓缩物或纯化的脂肽纯品。脂肽具有高效的表/界面活性，在搅拌、剪切或摇匀作用下，可快速地吸附于乳液的油-水界面上，并与乳液中的乳化剂协同稳定乳液。但surfactin为阴离子型生物表面活性剂，在酸性环境下(pH<5)，其溶解度会随着羧基端被质子化后而显著降低，然后迅速从乳液界面上脱附下来，从而导致乳液微粒失稳，并发生油水相分离。在操作过程中，脂肽加入量越多，越易实现共乳化。如图1所示，酸的加入量越大，破乳效率、油相回收速率及效率越高。本专利技术先共乳化后破乳的新方法是基于脂肽的高效表/界面活性，以及其在酸性环境下无法溶解(或分散)的特性，不需要特殊的装置，仅通过剂量和pH调节即可实现高效的破乳及油相分离，可应用于多个工业领域内的破乳。下面结合附图和实施例对本专利技术予以进一步详细说明。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种生物表面活性剂脂肽的两步法高效破乳新方法，包括以下步骤：(1)往待处理乳液中加入一定剂量的surfactin。剂量为0.1-1g/L，根据乳液中的含水率不同而略有差别，以0.4-0.6g/L为佳；surfactin可以是经过柱层析分离的纯品(例如：surfactinA、surfactinB、surfactinC、surfactinD)，也可以是包含多种surfactin混合物的发酵液、浓缩物等；(2)加剂后的乳液通过高速剪切、摇晃、搅拌、旋混、超声等方式混合均匀。一般而言，在实验室规模下，采用高速剪切机在12000rpm下剪切5min即可实现高效的混合；在实际工业应用时，可借助离心泵、静态混合器等实现良好的混合；(3)混合后的乳液，加入一定量的酸调节pH至2-5。酸可以是盐酸、硫酸、磷酸等无机酸，也可是乙酸、草酸等有机酸；调节后的pH介于2-5之间，又以2-3之间更佳；(4)加酸后的乳液，静置一段时间，即可实现高效的破乳和油相分离。加酸后的乳液，可以在10-50度环境下静置，温度越高处理效果越好；静置时间随静置温度的不同略有差异，温度越高，所需静置时间越短；室温(25度)下静置1-2h即可实现高效的油相分离。下面根据实施例详细描述本专利技术，本专利技术的目的和效果将变得更加明显。实施例1将煤油和水按照4:6的体积比混合，加入17.9g/L的Span80乳化剂，借助高速剪切机，在15000rpm下高速剪切5min，制备标准的煤油-水乳液，该乳液十分稳定，在室温下静置24h，破乳率低于5％。往上述乳液中分别加入0.2、0.4、0.6g/L的surfactin。Surfactin为枯草芽孢杆菌的发酵液(包含多种surfactin的混合物，含量为2g/L)。然后置于15000rpm下剪切1min，加入1％(v/v)的1M的H2SO4，室温下静置0.5h。结果表明，上述处理均可实现高效的油分离。surfactin剂量(g/L)油相回收率(％)0.288.6±2.00.490.5±1.60.695.5±2.4实施例2将煤油和水按照4:6的体积比混合，加入17.9g/L的Span80乳化剂，借助高速剪切机，在15000rpm下高速剪切5min，制备标准的煤油-水乳液，该乳液十分稳定，在室温下静置24h，破乳率低于5％。往上述乳液中分别加入0.4g/L的surfactin。Surfactin为枯草芽孢杆菌的发酵液(包含多种surfactin的混合物，含量为2g/L)。然后置于15000rpm下剪切1min，加入不同量的硫酸溶液(1M的H2SO4)，室温下静置0.5h。结果表明，上述处理均可高效实现油的分离。水相的pH油相回收率(％)5.076.8±1.34.089.3±1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脂肽的两步法高效破乳方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)往待处理乳液中加入脂肽，脂肽与待处理乳液的质量体积比为0.1‑1g/L。(2)加入脂肽的待处理乳液通过剪切、摇晃、搅拌、旋混或超声等方式混合均匀。(3)混合后的乳液，加入酸，调节pH至2‑5。(4)加酸后的乳液，在10‑50℃下静置0.5～24小时，即可实现高效的油相分离。

【技术特征摘要】
1.一种脂肽的两步法高效破乳方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)往待处理乳液中加入脂肽，脂肽与待处理乳液的质量体积比为0.1-1g/L。(2)加入脂肽的待处理乳液通过剪切、摇晃、搅拌、旋混或超声等方式混合均匀。(3)混合后的乳液，加入酸，调节pH至2-5。(4)加酸后的乳液，在10-50℃下静置0.5～24小时，即可实现高效的油相分离。2.根据权利要求1所述的脂肽的破乳方法，其特征在于，所述脂肽与待处理乳液的质量体积比优选为0.4-0.6g/L。3.根据权利要求1所述的脂肽的破乳方法，其特征在于，所述脂肽可以是经过柱层析分...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙旭伟，马科锋，金明杰，朱孟婕，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32