[发明专利]一种鼠李糖脂生物表面活性剂干粉的工业化生产方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种鼠李糖脂生物表面活性剂干粉的工业化生产方法。

背景技术：

表面活性剂是指能显著降低表面张力和界面张力的一种具备一定结构、有亲水亲油特性的物质。主要分为化学类表面活性剂及生物类表面活性剂，最常用的为化学类表面活性剂，但其生产过程、使用过程中一般会有有毒、有害及对环境有污染的情况产生。相比，生物类表面活性剂主要是利用微生物的生理代谢产生的，其具有良好的表面活性外，还具备有结构多样性，低毒或无毒，生物可降解，适应极端温度、pH和盐度等特性。其生产过程及使用过程不会产生危害及环境污染。其在石油开采、环保、医药、日化、食品等诸多领域具有较大的研究和应用价值。

鼠李糖脂是由酮绿假单孢菌在一定条件下产生的一种生物表面活性剂，其特征在于集亲水基和疏水基结构于一体，与化学表面活性剂相比鼠李糖脂无毒、可降解、生物相容性好，因此在食品、环境、石油开采、土壤修复、日化、医药等领域具有潜在的应用价值。目前鼠李糖脂已经可以进行工业化生产，但其发酵液的形态不能做为最终产品使用。主要原因如下：1、不利于储存：常规的储存条件会使发酵液在短期内发臭变质而影响使用，经过1个月以上的保存时间还会使活性成份减少5-10%。2、不利用运输：一是液体形态本身不方便运输，二是按现在的最高工业化产脂量计算，其中鼠李糖脂纯品的含量在5%左右，其余95%左右的无效成份在运输过程中大大增加了运输的成本。另外，液态鼠李糖脂不利于后续领域的应用：鼠李糖脂产品在某些应用领域中不能使用液体产品，限制了市场的开发。比如，用于涂料添加剂、粉状及颗粒肥料、污水处理领域、日化及食品领域等。

发明内容：

本发明的目的是提供一种适用于工业化规模生产鼠李糖脂生物表面活性剂干粉的方法。由本方法生产的干粉鼠李糖脂利于储存、利用运输并且在储存过程中活性成份不会减少，同时拓宽了应用领域。

本发明所采用的技术方案是：该鼠糖脂生物表面活性剂干粉的工业化生产方法，该方法包含以下步骤：

(1)粗过滤：将发酵工艺生产的工业化鼠李糖脂发酵液原液添加助滤剂，添加量为鼠李糖脂发酵液总重量的0.5%～1%，使用板框压滤机在50℃～60℃温度条件下进行加压过滤，压力0.1～0.2Mpa，去除固形物；助滤剂购自梅河口恒均助滤剂有限公司，型号为300#。

(2)高速离心：经粗过滤的发酵液通过碟式高速离心机进行离心去除菌体，离心速度8000～10000rpm/min；

(3)减压浓缩：将步(2)离心过的发酵液通过薄膜蒸发器，进行减压浓缩；减压浓缩过程保持压力为-0.05Mpa～-0.08Mpa，温度60℃～70℃，使浓缩液中鼠李糖脂浓度达到180g/L～200g/L；

(4)添加包埋剂：将步骤(3)的浓缩液收集至复配罐，按纯鼠李糖脂含量的1～3%（W/W）添加辛烯基琥珀酸淀粉钠，复配均匀备用；

(5)喷雾干燥：将步骤(4)的复配液经送料泵打入离心喷雾干燥塔（设计蒸发量为150l/h）进行喷雾干燥；喷雾过程采用6000m³/h的鼓风量，进风温度控制在140℃～160℃，出风温度控制在75℃；

(6)旋风分离：喷雾干燥后的粉剂经过两级旋风分离器进行分离，在分离器底部收集干粉成品。

本发明的技术效果是：本发明没有采用萃取、过滤等方法进行提纯分离并纯化，以膏状形态出现，因为：1、其后续提取、分离技术在工业化生产中难以实现，提取过程中会使用到有害的有机溶剂，并大大增加了最终产品的成本；2、提纯后的膏状产品易溶于有机溶剂而很难溶于水的问题，也使此种方法提取得到的鼠李糖脂在很多领域的应用失去了价值。经本工艺喷雾干燥生产出来的鼠李糖脂工业干粉可以达到60%-80%的纯度（W/W），粉色纯白至淡黄色，粉质细腻蓬松不粘结，易溶于水，方便生产，便于储存、运输及某些行业的应用。表面张力最低可达到31.65mN/m（CMC46.25mg/L），与鼠李糖脂发酵液表面张力相同，其表面活性没有改变。保质期可达到2年以上。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明进行具体描述：

实施例1：

向20t鼠李糖脂发酵液（30g/L）中添加300#助滤剂100kg，搅拌20min混匀，同时升温至55℃（保持至过滤完成）。向发酵液储罐中通入压缩空气，压力为0.1Mpa，使用板框压滤机XMAY60/920型进行加压过滤，去除固形物，过滤后的发酵液由单独储罐保存。