一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂及其制备方法，属于食品添加剂领域。本发明专利技术的消泡剂如下质量份数的组分，聚醚20～35份，有机硅10～20份，交联聚丙烯酸树脂调和剂45～60份，白炭黑1～3份；其制备方法为：将烷基丙烯酸酯交联树脂溶于无离子水中，搅拌均匀后向其中加入三乙醇胺即得交联聚丙烯酸树脂调和剂；然后向容器中依次加入白炭黑和聚醚，开启搅拌同时加热升温至70～80℃，搅拌20～30分钟使白炭黑充分溶解于聚醚中；然后降温至40～55℃，加入有机硅，搅拌25～35分钟后，再加入制备好的交联聚丙烯酸树脂调和剂，搅拌20～30分钟即可。本发明专利技术的发酵用消泡剂制备工艺简单，且其消泡、抑泡及高温稳定性优良。

A combined polyether organosilicon defoamer for fermentation and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂及其制备方法
本专利技术属于食品添加剂领域，更具体地说，涉及一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂及其制备方法。
技术介绍
谷氨酸钠俗称味精，在发酵的过程中，由于培养基中存在蛋白类表面活性剂，在通气的条件下，培养液中容易形成泡沫。泡沫是由于气体被分解在少量液体中形成的胶体体系，气液之间被一层液膜隔开，彼此不相连通。而形成的泡沫主要可分为两种类型：一种是发酵液液面上的泡沫，气相所占的比例特别大，与液体有较明显的界限，如发酵前期的泡沫；另一种是发酵液中的泡沫，又称流态泡沫，分散在发酵液中，比较稳定，与液体之间无明显的界限。发酵时起泡会带来许多不利因素，如发酵罐的装料系数减少、氧传递系统减小等。泡沫过多时，影响更为严重，容易造成大量逃液，即发酵液从排气管路或轴封逃出，从而增加发酵液染菌机会等，严重时会导致通气搅拌无法进行，进而阻碍菌体呼吸，导致菌体代谢异常或菌体自溶。对于泡沫的控制，工业生产上主要采用两种途径：一种为采用机械消泡的方法来消除已形成的泡沫；另一种为加入消泡剂进行消泡。目前，大多数厂家均使用消泡剂进行消泡，而用于发酵的消泡剂主要可分为两大类，一类为有机硅消泡剂，另一类为聚醚型消泡剂。有机硅消泡剂消泡速度快，但是抑泡性能不足；聚醚型消泡剂抑泡性能较好，但是其消泡能力较弱，且用量很大。针对这些问题，现有技术中通常对有机硅进行聚醚改性来改善其消泡性能和抑泡性能，虽然性能有所提高，但是其稳定性相对较差，长期放置容易分层破乳，尤其是其在高温条件下的使用效果及稳定性难以满足谷氨酸钠的发酵使用要求。如，中国专利申请号：201210486285.5，申请日：2012年11月26日，专利技术创造名称为：一种用于生物发酵体系的高效消泡剂及其制备方法。该申请案中原料配比为：有机聚硅氧烷为15～25份、疏水气相白炭黑为0.5～3份、聚醚改性硅油为5～15份、硅树脂为0.2～2份、食品级乳化剂为4～10份、食品级分散增稠剂为0.2～2份、质量浓度为10％氢氧化钠溶液为0.2～2份和去离子水为40～80份；其制备过程为：第一步，采用乳化剂加在水相法或乳化剂加在油相法来制备有机聚硅氧烷，第二步，有机聚硅氧烷与疏水气相白炭黑、硅树脂的高温键合。该申请案制备的消泡剂消泡速度快，抑泡能力强，尤其适用于微生物发酵体系中的消、抑泡，且对生产不产生副作用，但是其高温下的稳定性还有待进一步提高。又如，中国专利申请号：201811110818.3，申请日：2018年09月22日，专利技术创造名称为：一种发酵消泡剂及其制备方法。该申请案中公开的发酵消泡剂包括以下重量份数的原料：蓖麻油40～50份、端环氧基硅油26～34份、聚乙二醇18～22份、聚醚胺8～12份、异丙醇12～16份、疏水白炭黑2～6份、乳化剂4～8份。该申请案通过采用上述原料，并对硅油同时进行聚醚改性和蓖麻油改性处理，从而在一定程度上能够提高所得消泡剂的消泡性能和抑泡性能，并减少消泡剂的使用量，但是其制备过程中的反应时间较长，生产成本较高，且其高温条件下的消、抑泡效果有待进一步提高。
技术实现思路
1.要解决的问题本专利技术的目的在于克服现有发酵用消泡剂的消泡抑泡效果和稳定性相对较差，放置一定时间后易发生破乳分层，尤其是其在高温下的消泡抑泡效果及稳定性难以满足谷氨酸钠的发酵使用要求的不足，提供了一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂。采用本专利技术的消泡剂可以有效解决上述问题，且其制备工艺操作简单，可大大降低生产成本。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，包括如下质量份的组分：聚醚：20～35份；有机硅：10～20份；交联聚丙烯酸树脂调和剂45～60份；白炭黑：1～3份。更进一步的，所述的聚醚为聚醚多元醇、多羟基聚醚和嵌段聚醚的任一种。更进一步的，所述的聚醚优选为环氧乙烷/环氧丙烷嵌段聚醚。更进一步的，所述的有机硅为乙氧基硅油。更进一步的，所述的白炭黑为疏水型气相二氧化硅。更进一步的，所述交联聚丙烯酸树脂调和剂由0.1～0.5份的烷基丙烯酸酯交联树脂、0.1～0.3份的三乙醇胺和40～50份的无离子水复配而成。本专利技术的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂的制备方法，包括如下步骤：(1)交联聚丙烯酸树脂调和剂的制备：将烷基丙烯酸酯交联树脂溶于无离子水中，搅拌均匀后向其中加入三乙醇胺即得交联聚丙烯酸树脂调和剂；(2)先向容器中依次加入白炭黑和聚醚，开启搅拌同时加热升温至70～80℃，搅拌20～30分钟使白炭黑充分溶解于聚醚中；然后降温至40～55℃，加入有机硅，搅拌25～35分钟后，再加入制备好的交联聚丙烯酸树脂调和剂，搅拌20～30分钟即可。更进一步的，所述步骤(1)中所得交联聚丙烯酸树脂调和剂的pH值为7～8。更进一步的，所述步骤(2)中白炭黑和聚醚的溶解反应温度优选为75℃。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，包括聚醚、有机硅、交联聚丙烯酸树脂调和剂和白炭黑，通过对消泡剂主要组分的选择及配比进行优化设计，利用各组分之间的协同作用，从而一方面能够提高消泡剂的消泡、抑泡效果，另一方面可以有效提高消泡剂的稳定性，尤其是提高其在高温下的消泡、抑泡效果及稳定性，保证该消泡剂在高温下稳定不破乳，从而能够满足谷氨酸钠的发酵使用要求。(2)本专利技术的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，具体的，通过聚醚、有机硅和白炭黑的复配，尤其是聚醚采用环氧乙烷/环氧丙烷嵌段聚醚、有机硅采用乙氧基硅油及白炭黑采用疏水型气相二氧化硅时，可以进一步保证消泡剂的消泡、抑泡效果；同时，白炭黑与聚醚的复配一方面有利于提高聚醚的抑泡性能，另一方面，白炭黑的针状晶体结构赋予它具有像针尖一样的效果，能够将发酵时产生的泡沫快速刺破，从而有利于进一步实现快速消泡。(3)本专利技术的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，其交联聚丙烯酸树脂调和剂主要由烷基丙烯酸酯交联树脂和三乙醇胺调和制备得到，添加至消泡剂中一方面能够使消泡剂中的有效成分分布更加均匀，从而使消泡剂形成一个稳定的乳液体系，常温下长期放置不易发生破乳分层，有利于提高其存放时间，尤其是能够有效提高消泡剂的高温稳定性；另一方面，通过交联聚丙烯酸树脂调和剂的添加还能够省略现有消泡剂中乳化剂、表面活性剂及分散剂等其他助剂的添加，大大简化了消泡剂的组分配方，有利于降低生产成本。(4)本专利技术的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，通过控制三乙醇胺与烷基丙烯酸酯交联树脂的复配比例，还能够对所得调和剂的pH值和粘稠度进行调节和控制，进而保证其使用效果，且不需额外添加酸碱调节剂。(5)本专利技术的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂的制备方法，通过对消泡剂主要组分的种类选择及对组分配比进行优化设计，在确保所得消泡剂具有优良的消泡、抑泡性能及高温稳定性的基础上，无需额外添加乳化剂、分散剂等其他助剂，大大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，其特征在于：该消泡剂包括如下质量份的组分：/n聚醚：20～35份；/n有机硅：10～20份；/n交联聚丙烯酸树脂调和剂45～60份；/n白炭黑：1～3份。/n

【技术特征摘要】
1.一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，其特征在于：该消泡剂包括如下质量份的组分：
聚醚：20～35份；
有机硅：10～20份；
交联聚丙烯酸树脂调和剂45～60份；
白炭黑：1～3份。


2.根据权利要求1所述的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，其特征在于：所述的聚醚为聚醚多元醇、多羟基聚醚和嵌段聚醚的任一种。


3.根据权利要求2所述的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，其特征在于：所述的聚醚优选为环氧乙烷/环氧丙烷嵌段聚醚。


4.根据权利要求1所述的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，其特征在于：所述的有机硅为乙氧基硅油。


5.根据权利要求1所述的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，其特征在于：所述的白炭黑为疏水型气相二氧化硅。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种发酵用组合型聚醚有机硅消泡剂，其特征在于：所述交联聚丙烯酸树脂调和剂由如下质量份的组分复配而成...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫世友，魏琪琪，赵强，马豪杰，冯文辉，
申请(专利权)人：乌鲁木齐市华泰隆化学助剂有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65