CN109876731A - 一种胞外多糖发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂，包括浓缩混合发酵废液和槐糖脂，二者的重量比为100:3～5。本发明中，以浓缩混合发酵废液和槐糖脂为原料，按一定比例混合、冷却后制得成品，该成品能用于处理高粘度、重质烃类污染的油泥，乳化活性可以达到80％以上，对液体石蜡的乳化稳定性在30d后可以保持70％以上，同时该成品对油泥具有很好的脱油效果，能使油泥中的含油量由原来的27％降低到8％，原料来源易得，变废为宝，具有良好的经济和生态效益。
Description
技术领域
本发明属于乳化剂制造技术领域，尤其是一种胞外多糖发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂及制备方法和应用。
背景技术
当前随着石油资源的日益短缺和勘探费用的不断增加，单纯注水的二次采油技术由于效率低下，已经不能满足人们对石油资源有增无减的需求。近年来，通过真菌或微生物产生的一些生物大分子，如多糖蛋白、脂多糖、或这些聚合物的混合物等，它们虽不能显著降低表面张力，但对油水界面表现出很强的亲和力，能够吸附在分散的油滴表面，防止油滴凝聚，从而使这种乳化状液得以稳定，这种效应使得烷烃呈胶状分散，因此可以乳化原油，降低原油粘度，提高原油采收率，这类生物大分子统称为生物乳化剂，具有可降解性、对环境无污染、安全无毒、价格低廉、高乳化活性等优点，对原油中的烷烃有良好的乳化性能和促进其降解的特性。
中国专利CN106701835A公开了一种生物乳化剂及其应用，从保藏号为CGMCCNo.9430的地衣芽孢杆菌属XS2-450菌株中制备的。中国专利CN106589081A公开了一种具有乳化活性的蛋白及其应用，乳化蛋白的氨基酸序列为SEQ ID NO:1。中国专利CN107523517A公开了一种油藏本源微杆菌及其在石油开采中的应用，油藏本源微杆菌为油藏本源微杆菌Microbacterium saccharophilum ORF-0001，其菌种保藏编号为：CGMCC No.14243。
2003年第06期的《微生物学通报》公开了《生物乳化剂产生菌及其产乳化剂条件初步研究》的文献，从胜利油田原油污染土壤边分离得到一株能降解多种石油芳烃和烷烃且能产生物乳化剂的细菌Em1,经生理生化及16S rRNA基因序列分析鉴定为赤红球菌(Rhodococcus ru-ber)。
由上述专利文献和期刊文献可知，目前较为常用的生物乳化剂主要是各种菌类的产物和乳化蛋白，其可以改变油泥中的含油量，能够有效的完成脱油处理。但是，经过检索，未发现与本发明相同的专利文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供利用液体深层发酵法生产香菇菌多糖后的发酵废液与槐糖脂复配得到且在处理高粘度、重质烃类污染油泥时的乳化活性高、稳定性好的一种胞外多糖发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂。
本发明采取的技术方案是：
一种发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂，其特征在于：包括浓缩混合发酵废液和槐糖脂，二者的重量比为100:3～5。
本发明的另一个目的是提供一种如权利要求1所述的发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴将提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液混合制成混合发酵废液；
⑵将混合发酵废液进行浓缩后制成浓缩混合发酵废液；
⑶在浓缩混合发酵废液中加入槐糖脂后制得成品。
再有，步骤⑴所述的提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液的体积比为3：1～1.5。
再有，步骤⑵所述的浓缩为低温真空浓缩，浓缩过程中液体温度不超过75～80℃，浓缩后的浓缩比为1:2～2.5。
再有，步骤⑶所述的加入过程中的步骤⑵的产物温度为50～60℃，加入过程中不断搅拌。
再有，步骤⑶所述的加入槐糖脂后冷却至室温制得成品。
本发明的另一个目的是提供一种发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂在油泥处理中的应用。
本发明的优点和积极效果是：
本发明中，以浓缩混合发酵废液和槐糖脂为原料，按一定比例混合、冷却后制得成品，该成品能用于处理高粘度、重质烃类污染的油泥，乳化活性可以达到80％以上，对液体石蜡的乳化稳定性在30d后可以保持70％以上，同时该成品对油泥具有很好的脱油效果，能使油泥中的含油量由原来的27％降低到8％，原料来源易得，变废为宝，具有良好的经济和生态效益。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂，本发明的创新在于：包括浓缩混合发酵废液和槐糖脂，二者的重量比为100:3～5。
上述发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂的制备方法包括以下步骤：
⑴将提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液混合制成混合发酵废液；
⑵将混合发酵废液进行浓缩后制成浓缩混合发酵废液；
⑶在浓缩混合发酵废液中加入槐糖脂后制得成品。
其中，步骤⑴所述的提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液的体积比为3：1～1.5。步骤⑵所述的浓缩为低温真空浓缩，浓缩过程中液体温度不超过75～80℃，浓缩后的浓缩比为1:2～2.5。步骤⑶所述的加入过程中的步骤⑵的产物温度为50～60℃，加入过程中不断搅拌。步骤⑶所述的加入槐糖脂后冷却至室温制得成品。
上述发酵废液是利用液体深层发酵法生产香菇菌多糖后的发酵废液。
利用液体深层发酵法生产香菇菌多糖，将菌丝体的胞内多糖和发酵液中的胞外多糖提取后会产生大量的废液，而这些废液中往往还含有多种不同含量的糖脂、磷脂、脂肽、脂肪酸、短肽、多糖蛋白、脂多糖等混合物，往往会当做废弃物进行处理，不仅造成资源浪费，还需要在污水处理站进行处理后才能外排，额外增加企业的排污费用。如果有途径对这些发酵废液进行合理利用，对企业和环境的友好性都将带来良好的经济和生态效益。而这些废液经过简单处理后完全能够用于进行生物乳化剂的复配。
槐糖脂是由假丝酵母菌以糖和植物油等为碳源，经一定条件的发酵工艺产生的微生物次级代谢产物。槐糖脂是一种糖脂类生物活性物质。具有表面活性剂所具有的增溶、乳化、润湿、发泡、分散、降低表面张力等通用性能，而且还具有无毒、100％可生物降解、耐温、耐高盐、适应PH范围广及对环境友好等特性。槐糖脂可应用于石油、环保、医药、洗涤等领域，可达到部分或完全替代化学合成表面活性剂使用。
上述发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂在油泥处理中的具体使用方法包括以下步骤：
将油泥通过恒温搅拌器搅拌使其均质化，调配油泥和复配生物乳化剂成品之间的重量比为2:3～3.5，加入油泥重量7～9倍的水，在55～65℃条件下充分搅拌，使复配生物乳化剂乳化油泥中的原油，乳化活性可以达到80％以上，使油泥中的含油量由原来的25％-35％降低到7-10％。
自某油品加工厂隔油池底泥获取油泥样品，含油量在25～35％。按照上述过程进行处理。
实施例1
⑴将提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液混合制成混合发酵废液，二者的体积比为3:1；
⑵将混合发酵废液进行浓缩后制成浓缩混合发酵废液。浓缩为低温真空浓缩，浓缩过程中液体温度为75℃，浓缩后的浓缩比为1:2。
⑶在浓缩混合发酵废液中按浓缩混合发酵废液重量的3％加入槐糖脂，不断搅拌且加入过程中的温度为60℃，搅拌均匀后冷却至室温制得成品。
⑷将油泥通过恒温搅拌器搅拌使其均质化，调配油泥和复配生物乳化剂成品的比例使其达到2:3，加入7倍于油泥的水，在55℃条件下充分搅拌，使其乳化油泥中的原油，乳化活性可以达到80％以上，使油泥中的含油量由原来的25～35％降低到7～10％。
实施例2
⑴将提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液混合制成混合发酵废液，二者体积比为3:1.5；
⑵将混合发酵废液进行浓缩后制成浓缩混合发酵废液。浓缩为低温真空浓缩，浓缩过程中液体温度为77℃，浓缩后的浓缩比为1:2.5。
⑶在浓缩混合发酵废液中按浓缩混合发酵废液重量的4％加入槐糖脂，不断搅拌且加入过程中的温度为55℃，搅拌均匀后冷却至室温制得成品。
⑷将油泥通过恒温搅拌器搅拌使其均质化，调配油泥和复配生物乳化剂成品的比例使其达到2:3.5，加入9倍于油泥的水，在65℃条件下充分搅拌，使其乳化油泥中的原油，乳化活性可以达到80％以上，使油泥中的含油量由原来的25～35％降低到7～10％。
实施例3
⑴将提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液混合制成混合发酵废液，二者体积比为3:1.25；
⑵将混合发酵废液进行浓缩后制成浓缩混合发酵废液。浓缩为低温真空浓缩，浓缩过程中液体温度为80℃，浓缩后的浓缩比为1:2。
⑶在浓缩混合发酵废液中按浓缩混合发酵废液重量的5％加入槐糖脂，不断搅拌且加入过程中的温度为50℃，搅拌均匀后冷却至室温制得成品。
⑷将油泥通过恒温搅拌器搅拌使其均质化，调配油泥和复配生物乳化剂成品的比例使其达到2:3.25，加入8倍于油泥的水，在60℃条件下充分搅拌，使其乳化油泥中的原油，乳化活性可以达到80％以上，使油泥中的含油量由原来的25～35％降低到7～10％。
实施例4
⑴将提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液混合制成混合发酵废液，二者体积比为3:1.1；
⑵将混合发酵废液进行浓缩后制成浓缩混合发酵废液。浓缩为低温真空浓缩，浓缩过程中液体温度为75℃，浓缩后的浓缩比为1:2.5。
⑶在浓缩混合发酵废液中按浓缩混合发酵废液重量的3％加入槐糖脂，不断搅拌且加入过程中的温度为60℃，搅拌均匀后冷却至室温制得成品。
⑷将油泥通过恒温搅拌器搅拌使其均质化，调配油泥和复配生物乳化剂成品的比例使其达到2:3.1，加入7倍于油泥的水，在58℃条件下充分搅拌，使其乳化油泥中的原油，乳化活性可以达到80％以上，使油泥中的含油量由原来的25～35％降低到7～10％。
实施例5
⑴将提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液混合制成混合发酵废液，二者体积比为3:1.3；
⑵将混合发酵废液进行浓缩后制成浓缩混合发酵废液。浓缩为低温真空浓缩，浓缩过程中液体温度为77℃，浓缩后的浓缩比为1:2。
⑶在浓缩混合发酵废液中按浓缩混合发酵废液重量的4％加入槐糖脂，不断搅拌且加入过程中的温度为55℃，搅拌均匀后冷却至室温制得成品。
⑷将油泥通过恒温搅拌器搅拌使其均质化，调配油泥和复配生物乳化剂成品的比例使其达到2:3.4，加入9倍于油泥的水，在62℃条件下充分搅拌，使其乳化油泥中的原油，乳化活性可以达到80％以上，使油泥中的含油量由原来的25～35％降低到7～10％。
实施例6
⑴将提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液混合制成混合发酵废液，二者体积比为3:1.5；
⑵将混合发酵废液进行浓缩后制成浓缩混合发酵废液。浓缩为低温真空浓缩，浓缩过程中液体温度为80℃，浓缩后的浓缩比为1:2.5。
⑶在浓缩混合发酵废液中按浓缩混合发酵废液重量的5％加入槐糖脂，不断搅拌且加入过程中的温度为50℃，搅拌均匀后冷却至室温制得成品。
⑷将油泥通过恒温搅拌器搅拌使其均质化，调配油泥和复配生物乳化剂成品的比例使其达到2:3.3，加入8倍于油泥的水，在60℃条件下充分搅拌，使其乳化油泥中的原油，乳化活性可以达到80％以上，使油泥中的含油量由原来的25～35％降低到7～10％。
按照上述使用方法应用于油泥的处理，结果见表1：
表1：乳化活性和降低后的含油量
本发明中，以浓缩混合发酵废液和槐糖脂为原料，按一定比例混合、冷却后制得成品，该成品能用于处理高粘度、重质烃类污染的油泥，乳化活性可以达到80％以上，对液体石蜡的乳化稳定性在30d后可以保持70％以上，同时该成品对油泥具有很好的脱油效果，能使油泥中的含油量由原来的27％降低到8％，原料来源易得，变废为宝，具有良好的经济和生态效益。
Claims (7)
1.一种发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂，其特征在于：包括浓缩混合发酵废液和槐糖脂，二者的重量比为100:3～5。
2.一种如权利要求1所述的发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴将提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液混合制成混合发酵废液；
⑵将混合发酵废液进行浓缩后制成浓缩混合发酵废液；
⑶在浓缩混合发酵废液中加入槐糖脂后制得成品。
3.根据权利要求2所述的一种发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂的制备方法，其特征在于：步骤⑴所述的提取胞外多糖后的废液和提取胞内多糖后的废液的体积比为3：1～1.5。
4.根据权利要求2或3所述的一种发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂的制备方法，其特征在于：步骤⑵所述的浓缩为低温真空浓缩，浓缩过程中液体温度不超过75～80℃，浓缩后的浓缩比为1:2～2.5。
5.根据权利要求4所述的一种发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂的制备方法，其特征在于：步骤⑶所述的加入过程中的步骤⑵的产物温度为50～60℃，加入过程中不断搅拌。
6.根据权利要求5所述的一种发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂的制备方法，其特征在于：步骤⑶所述的加入槐糖脂后冷却至室温制得成品。
7.一种发酵废液和槐糖脂复配生物乳化剂在油泥处理中的应用。
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