CN1029240C - 提高一种作为辅助回收石油用的含多糖发酵液过滤性的处理方法 - Google Patents

Abstract

处理含一种多糖发酵液以获得优良过滤性的方法。该方法是由使多糖液经受一超滤作用，然后又进行加热组成的。曲线II表明所获得的多糖液的过滤性是优异的。可应用于作辅助回收石油。

Description

本发明涉及一种含多糖的发酵液提高其过滤性的处理方法。同时也涉及所形成的改良发酵液以及用它做为增稠剂用于石油的辅助回收。

多糖液是由熟知的一种发酵方法获得，是多糖的微生物作用产物，例如生产属于黄单胞杆菌属（Xanthomonas）的呫吨（夹氧杂蒽）（Xanthane），则是在含一种碳水化合物，尤其是葡萄糖的营养性含水的介质中培养的。

为了培养呫吨，可采用野油菜黄单胞菌（Xanthomonas    Campestris）。为了培养硬葡聚糖（Scleroglacane）可采用齐整小核菌（Sclero-tium    Rolfsii）;而为了培养裂褶菌素（Schizophyllane），可采用裂褶菌真菌（Schizophyllum    Commune）。

在发酵期间，可获得一种约含0.5至4%（重量）的多糖发酵液，此外还有盐类，残余的营养成分，细胞或者真菌的残渣以及其他不溶性的成分。

去除呈存在于未经加工的多糖液中的不溶性粒子，可采用过滤的方法。不过，还存在着一些大分子的聚集体，它们是一些具有假塑性性能、难于过滤的物质，在进行石油辅助回收操作时趋向于堵塞地下结构的孔隙。消除这类聚集体或者至少降低它们的危害性是很重要的。

关于这一方面的建议已经有很多了，大量专利文献有所反映即是一个例子。

例如美国专利3，355，447建议对呫吨液进行加热，再经过过滤。美国专利4，299，825建议进行加热，接着进行超滤，以便得到净化又浓缩的糖液。欧洲专利EP0，049，012建议进行附带有酶处理或者不经酶处理的超滤，以获得浓缩的呫吨溶液。

欧洲专利EP0，140，724和0，140，725建议进行加热，接着通过超滤或附有反渗透（diafiltration）来加以浓缩。这些专利指出，超滤对呫吨溶液的过滤性或可注入性没有效果。

上述这些方法所获得的性能是不能令人满意的，因此还应有可获得具有优良过滤性发酵液的方法，尤其是随时间流逝而稳定的过滤性。

本发明处理多糖液的方法依次包括以下两个步骤：

A）、以一种切割分子量为10，000至100，000之间、但最好是在10，000至30，000之间的滤膜进行超滤，超滤过程中对每一体积的多糖液至少加入一体积的水（或盐水），再过滤这一至少含一体积的水相，并收集没有透过滤膜的那一部分多糖液（截留液）。

B）、对A）步骤所取得的截流液进行加热，加热温度至少为60℃，例如可在60-130℃之间。

透过滤膜的杂质可以抛弃。

在以上的超滤中，杂质同水透过超滤膜，所获得的截流液可把它浓缩成比处理前更有效的多糖。不过这不是本发明的目的，本发明的做法是加入水，最好是盐水，使截流液中的多糖与处理前的糖液有相同的浓度。一种较好的处理方式是对每一体积被处理的多糖液，在连续超滤过程中逐渐地加入至少一体积的水或盐水（例如每升含1-100克的碱金属盐，以NaCl计），例如可以是1至10体积的水，但最好是5至10体积，然后再让其过滤至少一体积的水，例如可以是1至10 体积的水，但最好是与加入的液体相差不多的同一体积。为了取得这一结果，可让溶液以连续或间歇的方式，通过多个超滤室和/或使溶液多次地在同一超滤室再循环。这种操作处理方式通常称为反渗透法（diafiltration）。

不过，经过了所述的反渗透法以后，可以由各种典型的一种浓缩方法来结束这一操作，其中包括超滤浓缩法。

以下叙述实施本发明的优先条件：

在超滤过程中，多糖聚合物的浓度以每升含5至100克为宜，最好是含15-30克/升。较低的浓度，例如至少100ppm也可以。滤膜的选用并不是决定的因素，都可以取得优良的结果，例如可采用醋酸纤维膜，乙醚纤维膜，聚酰胺膜，聚烯烃膜，聚苯乙烯膜，磺化聚苯乙烯或类似的膜等，本发明并不限定使用它们中的那一种。

多糖液在经受超滤时，如含有一种或多种碱金属则更为有利，例如每升中含1至100克，而最好是每升含5至50克，以NaCl计，就更为相宜。

多糖液可以先经受一次传统的预过滤，用以除去尺寸大于20微米、最好是尺寸大于1微米的细胞残渣。

超滤过程中，pH值选定在4至11之间是有利的，温度可在10至50℃之间，最好是在20至40℃之间。

加热过程中聚合物的浓度可选在上述的界限范围内，即每升含5至100克，而最好是每升含15至30克。浓度稍低些，正如以上所指出的也可以。

最优的加热延续时间，是与所要求的结果以及多糖的特性有关，往往是在1至60分钟之间，对于呫吨最好是在5至15分钟之间，对于 硬葡聚糖和裂褶菌素是在1至24小时之间。

以下的对比例子可阐明本发明的实施。

例1

采用由野油菜黄单胞菌的未经加工的发酵糖液，并且把它稀释至380ppm重量浓度，碱金属的浓度，以NaCl计，调至每升含5克NaCl。

由所得的溶液（30℃下的粘度为2×10^-8帕·秒;浓度：380ppm重量比）抽取三个试样。

第一个试样十分钟内加热到110℃，然后冷却至30℃，再进行过滤性的试验。

第二个试样按照本发明方法，使溶液与一切割分子量为20，000的醋酸纤维滤膜接触，在30℃下进行超滤;在每一体积待过滤的第二个试样中陆续地补入每升含NaCl5克的水溶液五体积，再过滤五体积这样的液体。所得的截留液实施与第一个试样同样的加热和冷却，然后再进行过滤性的试验。

第三个试样先与第一个试样那样加热和冷却，然后和第二个试样一样在30℃下进行超滤，最后进行过滤性的试验。

在上述的处理过程中，第一和第三试样溶液均具有相同的粘度，即在30℃下为7×10^-3帕·秒，而第二试样溶液在30℃下的粘度为7.7×10^-3帕·秒。

过滤性的试验是在30℃下和轻微的剪切梯度（γ＝5秒^-1）下，把聚合物溶液喷经三个平均孔径为5微米的微孔过滤器中，然后测定滤过体积（V）和在过滤器中的流动性下降比率（R）的关系。

曲线Ⅰa，Ⅱa和Ⅲa分别与第一、二、三个试样相对应。（图1）

流动性下降比率是聚合物的△p和水的△p的比值，其中聚合物△p是多糖溶液的压力损失，水的△p是没有含相应的多糖盐水相的压力损失。

例2

重复制备例1中第一、二个试样的相同溶液，但是盐水的浓度以NaCl计是每升100克。

经过处理后所得的溶液（分别为Ⅰb和Ⅱb曲线）其粘度为8.5×10^-3帕·秒。

对这两个溶液进过滤性的试验（图2）。结果表明按本发明方法处理的仅第二个试样没有出现淤塞现象。

例3

试验是在硬葡聚糖的未经加工的糖液上进行的。未经加工的齐整小核菌发酵液经过过滤去掉尺寸大于20微米的真菌残渣，然后用每升含20克氯化钠的溶液，将发酵液稀释至浓度为600ppm重量比。

所获得的溶液（溶液Ⅰc）接着在30℃下与切割分子量为20，000的一种醋酸纤维膜接触进行超滤，如同例1所述。截留液（Ⅲc）则在大气压下加热至90℃保持48小时。在冷却到30℃时所取得的溶液（Ⅱc），则按例1所述进行同样的过滤性试验。溶液经过三个平均孔径为5微米的微孔过滤器后，测定其流动性下降率与滤过体积的关系。

图3分别示出了未经处理的溶液（Ⅰc）、只经超滤的溶液（Ⅲc）和按本发明方法（超滤接着进行加热）处理的溶液的试验结果。可以看出，头两个溶液很快就把过滤器堵死了，而按本发明方法处理的溶液其R值是很恒定的，也即是有优良的过滤性。

例4

一种浓度为15克/升的野油菜黄单胞菌的发酵液在110℃下加热10分钟，然后冷却到30℃。发酵液（试样1）用5克/升NaCl的水溶液稀释到浓度为550ppm重量比。这一溶液的粘度为9.7×10^-3帕·秒。

第二个试样的制备，是在发酵液中加入5克/升NaCl的水溶液，并按例1第二个试样的相同条件进行超滤。然后实施与本例的试样1同样的加热和冷却。发酵液同样也用5克/升NaCl的水溶液稀释到浓度为550ppm重量比。这一溶液的粘度为10.4×10^-3帕·秒。

从试样1和试样2制备的这两个溶液都进行过滤性的试验（分别为图4的Ⅰd和Ⅱd曲线）。按照本发明方法处理的发酵液可用于制备不产生淤塞的溶液，而不经处理的溶液则不是这种情况。

Claims (9)

1、一种目的在于提高其过滤性的含多糖的发酵液的处理方法，其特征在于：

a).发酵液首先以一种切割分子量为10，000至100，000之间的滤膜进行超滤，在超滤过程中每一体积被超滤的发酵液要加入至少一体积的NaCl水溶液，并让它滤过至少一体积的液体，和

b).然后对a).步骤所取得的截留液进行加热到至少60℃。

2、根据权利要求1的方法，其中所采用的滤膜的切割分子量在10，000至30，000之间。

3、根据权利要求1的方法，其中经受超滤和加热的多糖液是呫吨多糖液。

4、根据权利要求1的方法，其中在a）.步骤中，每一体积经受超滤的多糖液要加入1至10体积的NaCl水溶液，并让它滤过1至10体积的液体。

5、根据权利要求1的方法，其中经受超滤和加热的多糖液是硬葡聚糖。

6、根据权利要求1的方法，其中经受超滤和加热的多糖液，至少含有一种NaCl，其浓度为每升含1至100克。

7、根据权利要求4的方法，其中的多糖液是硬葡聚糖液或裂褶菌素糖液，加热的温度为60-130℃，时间为1至24小时。

8、根据权利要求3的方法，其中的多糖液是呫吨多糖液，加热温度为60-130℃，时间为5至15分钟。

9、根据权利要求1的方法，其中所采用的滤膜是醋酸纤维膜。

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