專利名稱：一種用于制糖工業(yè)的消泡劑制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種制糖工業(yè)中使用的消泡劑的制備，它是通過高粘度硅脂、低粘度硅脂和高級脂肪醇聚醚的復(fù)配增效，達(dá)到了消泡快、抑泡好的目的。它的發(fā)明涉及精細(xì)化學(xué)品添加劑的制備，因此，本發(fā)明隸屬于精細(xì)化工制劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
制糖工業(yè)生產(chǎn)過程中，糖液在攪拌、流動和輸送等因素影響下與空氣混合接觸，易產(chǎn)生大量泡沫。泡沫的產(chǎn)生常常使糖液箱冒鍋，造成物料損失，同時泡沫多還影響糖液的輸送，造成操作困難。在蒸發(fā)和結(jié)晶工段，稠厚的泡沫減緩了水分的蒸發(fā)和結(jié)晶速度，增加能耗，影響糖廠經(jīng)濟(jì)效益。因此消除和抑制糖液泡沫的生成是糖廠非常重視的一個課題。消除泡沫的方法一般有機(jī)械物理消泡和消泡劑消泡法兩種。由于消泡劑消泡法有省時、省力、投資少和見效快的優(yōu)點(diǎn)，所以目前制糖生產(chǎn)中基本上都是消泡劑來消泡。
制糖消泡劑和其他工業(yè)用消泡劑一樣，一般都應(yīng)具備以下幾個條件表面張力比較低；不溶于或微溶于被消泡的介質(zhì)；與被消泡介質(zhì)具有一定程度的親和性；能很快分散在消泡介質(zhì)中，具有很好的化學(xué)惰性；不至于對生產(chǎn)過程與生產(chǎn)設(shè)備造成影響。
傳統(tǒng)的制糖消泡劑有植物油、太古油和紅油粉等，據(jù)測定，其中部分消泡劑對人體有造成危害的可能，已限制在制糖工業(yè)中使用?，F(xiàn)階段在制糖工業(yè)中使用較廣泛的主要有以下幾種消泡劑(1)聚醚消泡劑；(2)有機(jī)硅消泡劑，有機(jī)硅消泡劑表面張力低，有很好的化學(xué)惰性，介質(zhì)中溶解度小，消泡快，是非常有潛力的一類消泡劑；(3)聚甘油脂肪酸酯；(4)蔗糖脂肪酸酯類消泡劑；(5)多種消泡劑或助劑復(fù)配的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品使用不同消泡成分來取長補(bǔ)短增加功效，使產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)更具全面性。
在專利ZL96194968.6中提到的消泡劑，主要為聚醚類組分，消泡成分單一，不能獲得消泡、抑泡俱佳的效果，ZL92112223.3雖然提到用聚醚類和有機(jī)硅類為消泡組分，采用的有機(jī)硅類消泡組分是單一的低粘度的硅脂，產(chǎn)生的抑泡效果較差?；诖?，本發(fā)明人經(jīng)過大量的試驗研究，開發(fā)了新型制糖消泡劑，它由高粘度硅脂、低粘度硅脂和高級脂肪醇聚醚經(jīng)過加工處理而成，其消抑泡性能俱佳，且用量少，是環(huán)境友好的產(chǎn)品。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種用于制糖工業(yè)的消泡劑配方產(chǎn)品及其制備方法。
技術(shù)方案 本發(fā)明的一種用于制糖工業(yè)的消泡劑，它由高粘度硅脂、低粘度硅脂和高級脂肪醇聚醚經(jīng)過加工處理而成，低粘度硅脂能提高其瞬間消泡速度，高粘度硅脂則改善其抑泡性能，高級脂肪醇聚醚與糖的分子結(jié)構(gòu)有一定的相似性，與硅脂復(fù)配后產(chǎn)生增效作用。在制備方面，本發(fā)明的消泡劑是通過兩個步驟來實(shí)現(xiàn)，即先將高粘度硅脂、低粘度硅脂通過乳化劑的乳化作用分散在水中，然后再向其中加入高級脂肪醇聚醚。
所述的一種用于制糖工業(yè)的消泡劑，按質(zhì)量百分比計，它由50％～90％包含低粘度硅脂、高粘度硅脂、普通碳鏈乳化劑、聚醚改性聚硅氧烷、增稠劑、防腐劑和水的組分(1)和20％～60％的高級脂肪醇聚醚作為組分(2)組成，組分(1)+組分(2)＝100％。各組成的具體內(nèi)容如下 組分(1) 在組分(1)中，按其各組成組分質(zhì)量和為100％計，其各組成組分的此例為 低粘度硅脂10％～55％ 高粘度硅脂1％～25％ 普通碳鏈乳化劑1％～15％ 聚醚改性聚硅氧烷 1％～15％ 增稠劑1％～5％ 防腐劑0.1％～0.5％ 水20％～50％ 其中 所述的低粘度硅脂是應(yīng)用現(xiàn)有專利ZL200410066187.1的技術(shù)，由低粘度聚有機(jī)硅氧烷、白炭黑、偶聯(lián)劑和催化劑組分制備得到的消泡活性物。
所述的高粘度硅脂是應(yīng)用現(xiàn)有專利ZL200610040821.3的技術(shù)，由高粘度聚有機(jī)硅氧烷、有機(jī)硅樹脂、無機(jī)氧化固體顆粒、疏水處理劑、催化劑組分制備得到的消泡活性組合物。
所述的普通碳鏈乳化劑，包括非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和兩性表面活性劑，本發(fā)明優(yōu)選非離子表面活性劑。本發(fā)明中的普通碳鏈乳化劑主要包括失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇單油酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇三硬脂酸聚氧乙烯醚酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚。
所述的聚醚改性聚硅氧烷，簡稱硅聚醚，它也是起到乳化的作用。其種類繁多，通過含氫聚硅氧烷和不飽和聚醚經(jīng)硅氫加成反應(yīng)制備。本發(fā)明所述硅聚醚在25℃下的平均粘度為10～30,000mPa·s，優(yōu)選為在25℃下40～2,000mPa·s。硅聚醚的結(jié)構(gòu)式如下 MDx(MeBSiO)yM 其中 M為鏈節(jié)R’3SiO1/2，D為鏈節(jié)R’2SiO2/2，R’相同或不同，包括氫原子、一價的取代或非取代的碳原子數(shù)為1～20的烴基；Me為甲基；B的結(jié)構(gòu)通式為-(CH2)z(EO)g(PO)hR”，式中EO代表環(huán)氧乙烷，PO代表環(huán)氧丙烷，R”為-H或-CH3或-COCH3。下標(biāo)x，y，z，g，h為聚合度，x為10～500的整數(shù)，y為1～50的整數(shù)，z為2～6的整數(shù)，g為1～36整數(shù)，h為0～20的整數(shù)。
所述的普通碳鏈乳化劑和硅聚醚在乳液中起著乳化作用，它們的用量需兼顧乳液的穩(wěn)定性和消抑泡性能。其用量多了，乳液的穩(wěn)定性好，但是消抑泡性能會下降；用量少了，硅脂則不能被很好地乳化，乳液的抗剪切性能、稀釋穩(wěn)定性都不好，嚴(yán)重的還會出現(xiàn)分層、破乳的現(xiàn)象。
所述的增稠劑能起到穩(wěn)定乳液的作用。增稠劑可以分為天然的和合成的兩類，本發(fā)明中涉及的增稠劑包括羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸酯、卡波、聚乙烯醇、漢生膠、瓜爾膠。本發(fā)明優(yōu)選聚丙烯酸酯類物質(zhì)作為增稠劑。
本發(fā)明所使用的防腐劑包括苯甲酸鈉、山梨酸鉀、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丙酯、脫氫乙酸、丙酸鈉、丙酸鈣。本發(fā)明優(yōu)選山梨酸鉀作為防腐劑。
本發(fā)明所述的水為去離子水。
組分(2) 所述的組分(2)為高級脂肪醇聚醚，它是以高級脂肪醇為起始劑，在KOH的催化下和環(huán)氧乙烷(EO)、環(huán)氧丙烷(PO)發(fā)生聚合反應(yīng)得到的聚合物。其通式如下 RO(EO)m(PO)nH R為非離子表面活性劑的起始劑，R為碳原子數(shù)為12～24的直鏈或支鏈的烷基，包括十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基和二十二烷基。R優(yōu)選為碳原子數(shù)為16～20的直鏈烷基。式中m和n為聚合度，m為1～100的整數(shù)，優(yōu)選1～40，n為10～150的整數(shù)，優(yōu)選20～100。根據(jù)取值不同可制備出不同濁點(diǎn)不同分子量的系列聚醚。
制備一種用于制糖工業(yè)的消泡劑，其工藝步驟如下 乳液制備的方法主要包括“劑在油中法”和“劑在水中法”。本發(fā)明專利采用前者方法，具體方法如下 先將低粘度硅脂、高粘度硅脂、普通碳鏈乳化劑和硅聚醚按照比例混合升溫到50～80℃，優(yōu)選60～70℃，并保溫20～60min，優(yōu)選35～45min，使它們充分混合均勻；然后向其中緩慢加入去離子水，在轉(zhuǎn)相時快速攪拌，加入增稠劑，然后繼續(xù)加水，直到所需的濃度，通過膠體磨；再向其中加入防腐劑，即得到本發(fā)明的組分(1)；最后將組分(2)的高級脂肪醇聚醚加入到組分(1)中，攪拌均勻，即可得到用于制糖工業(yè)消泡劑乳液。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 低粘度硅脂的制備 將90份500mPa·s的聚二甲基硅氧烷和6份牌號為A-200的白炭黑在室溫下混合均勻，并加入3份六甲基二硅氮烷和1份NaOH，然后在135℃下保持5h，體系中始終保持負(fù)壓狀態(tài)，以脫除低分子。冷卻到室溫，得到低粘度硅脂A。
實(shí)施例2 低粘度硅脂的制備 將92.5份1000mPa·s的聚二甲基硅氧烷和5份牌號為A-200的白碳黑在室溫下混合均勻，并加入2份甲基三乙氧基硅烷和1份Me4NOH，然后在105℃下保持4h，再升溫到150℃，保溫1h，體系中始終保持負(fù)壓狀態(tài)，以脫除低分子。冷卻到室溫，得到低粘度硅脂B。
實(shí)施例3 高粘度硅脂的制備 在5L真空攪拌機(jī)中加入2000g粘度為200,000mPa·s的聚二甲基硅氧烷，100g MQ樹脂(M/Q比值為1.0∶1.0)，23g催化劑S(注由NaOH與聚二甲基硅氧烷按照10∶90的質(zhì)量比混合制得)，升溫至120℃待反應(yīng)物料反應(yīng)后加入疏水白炭黑100g以及30g六甲基二硅氮烷，充分?jǐn)嚢杈鶆?，并控制反?yīng)體系溫度100℃保溫4h，最后在160℃、真空度為-0.03～-0.05MPa時再反應(yīng)2h，使反應(yīng)徹底。然后再冷卻到室溫得到高粘度硅脂C。
實(shí)施例4 高粘度硅脂的制備 在5L真空攪拌器中加入2000g粘度為60,000MPa·s的聚二甲基硅氧烷，200g MQ樹脂(M/Q比值為0.40∶1.0)，25g催化劑T(注由KOH與聚二甲基硅氧烷反應(yīng)制得)，升溫至100℃待反應(yīng)物料聚合后加入疏水白炭黑100g以及30g甲基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢杈鶆?，并控制反?yīng)體系溫度100℃保溫4h，最后在160℃、真空度為-0.03～-0.05MPa時再反應(yīng)2h，使反應(yīng)徹底。然后再冷卻到室溫得到白色高粘度硅脂D。
實(shí)施例5 組分(1) 低粘度硅脂A 23％ 高粘度硅脂C 7％ 失水山梨醇單硬脂酸酯 3.3％ 失水山梨醇單硬脂酸聚氧乙烯醚酯2.5％ 聚醚改性聚硅氧烷(x＝15；y＝10；z＝3；g＝8；h＝6) 7％ 聚丙烯酸酯2％ 山梨酸鉀 0.2％ 水55％ 組分(2) 高級脂肪醇聚醚(起始劑為十六醇，m＝20，n＝35)。
將組分(1)其制備成乳液(含固量為45％)，然后將其降溫到室溫，然后按照質(zhì)量比為8∶2的比例將組分(1)和組分(2)混合均勻即可得到本發(fā)明的消泡劑E。
實(shí)施例6 組分(1) 低粘度硅脂B 20％ 高粘度硅脂D 10％ 十二烷基聚氧乙烯(3)醚 3.3％ 十二烷基聚氧乙烯(10)醚2.5％ 聚醚改性聚硅氧烷(x＝10；y＝19；z＝3；g＝17；h＝8) 7％ 聚丙烯酸酯2％ 山梨酸鉀 0.2％ 水55％ 組分(2) 包含高級脂肪醇聚醚A(起始劑為十八醇，m＝20，n＝35)和高級脂肪醇聚醚B(起始劑為十六醇，m＝15，n＝40)，高級脂肪醇聚醚A∶高級脂肪醇聚醚B＝1∶1。
將組分(1)其制備成乳液(含固量為45％)，然后將其降溫到室溫，然后按照質(zhì)量比為7∶3的比例將組分(1)和組分(2)混合均勻即可得到本發(fā)明的消泡劑F。
對比例1 低粘度硅脂B26％ 失水山梨醇單硬脂酸酯 4.3％ 失水山梨醇單硬脂酸聚氧乙烯醚酯 3.5％ 聚醚改性聚硅氧烷(x＝15；y＝20；z＝3；g＝20；h＝25) 9％ 聚丙烯酸酯 2％ 山梨酸鉀 0.2％ 水 55％ 按照前述的組分(1)的制備方法制備乳液，含固量為45％，然后將其降溫到室溫即可得到乳液型消泡劑G。
對比例2 將乳液消泡劑G和高級脂肪醇聚醚C(起始劑為十八醇，m＝20，n＝35)以及高級脂肪醇F(起始劑為十八醇，m＝15，n＝40)按照6∶2∶2的質(zhì)量比室溫下混合均勻，即可得到乳液消泡劑H。
以下是消泡劑E～H的消抑泡性能對比 室溫下，將50％的紅糖水溶液加入到500mL的量筒中，然后開啟氣泵，以200mL/min的流量對其鼓氣，泡沫體積達(dá)到400mL刻度時，關(guān)閉氣泵，向其中加入0.3g消泡劑，記錄泡沫消失的時間為T1，T1越小，說明消泡劑的消泡速度越快；然后再開啟氣泵，繼續(xù)鼓氣，記錄泡沫體積達(dá)到一定刻度的時間，時間越長說明消泡劑的抑泡性能越好。
表1 消泡劑的消泡性能對比 表2 消泡劑的抑泡性能對比
綜合表1和表2的結(jié)果來看，只用低粘度硅脂制備的消泡劑乳液G的消泡速度較快，但是其抑泡性能最差；向其中加入高級脂肪醇聚醚得到的消泡劑乳液H的抑泡性能明顯提高；而用高低粘度硅脂和聚醚復(fù)配的消泡劑E和消泡劑F具有優(yōu)異的消泡速度和抑泡性能。
權(quán)利要求
1.一種用于制糖工業(yè)的消泡劑，其特征在于它由質(zhì)量百分比的50～90％組分A和20～60％組分B組成，且組分A+組分B＝100％，其中
組分A
由以下比例的組分組成，各組分質(zhì)量之和為100％
a、10～55％低粘度硅脂，所述的低粘度硅脂是應(yīng)用現(xiàn)有專利ZL200410066187.1的技術(shù)制備得到的消泡活性物；
b、1～25％高粘度硅脂，所述的高粘度硅脂是應(yīng)用現(xiàn)有專利ZL200610040821.3的技術(shù)制備得到的消泡活性組合物；
c、1～15％普通碳鏈乳化劑，所述的普通碳鏈乳化劑為非離子表面活性劑；
d、1～15％聚醚改性聚硅氧烷，所述的聚醚改性聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)式如下
MDx(MeBSiO)yM
其中M為鏈節(jié)R’3SiO1/2，D為鏈節(jié)R’2SiO2/2，R’相同或不同，包括氫原子、一價的取代或非取代的碳原子數(shù)為1～20的烴基；Me為甲基；B的結(jié)構(gòu)通式為-(CH2)z(EO)g(PO)hR”，式中R”為-H或-CH3或-COCH3；下標(biāo)x，y，z，g，h為聚合度，x為10～500的整數(shù)；y為1～50的整數(shù)；z為2～6的整數(shù)；g為1～36整數(shù)；h為0～20的整數(shù)；
e、1～5％增稠劑，所述的增稠劑選自羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸酯、卡波、聚乙烯醇、漢生膠或瓜爾膠；
f、0.1％～0.5％防腐劑，所述的防腐劑選自苯甲酸鈉、山梨酸鉀、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丙酯、脫氫乙酸、丙酸鈉或丙酸鈣；
g、20～50％去離子水；
組分B
為高級脂肪醇聚醚，其結(jié)構(gòu)通式如下
RO(EO)m(PO)nH
其中R為碳原子數(shù)為12～24烷基；m和n為聚合度，m為1～100的整數(shù)，n為10～150的整數(shù)。
2.權(quán)利要求1所述的一種用于制糖工業(yè)的消泡劑，在組分A中的d所述的聚醚改性聚硅氧烷是通過含氫聚硅氧烷和不飽和聚醚經(jīng)硅氫加成反應(yīng)制備，其在25℃下的平均粘度為10～30,000mPa·s。
3.制備權(quán)利要求1所述的一種用于制糖工業(yè)的消泡劑，其特征步驟如下
(1)先將低粘度硅脂、高粘度硅脂、普通碳鏈乳化劑和硅聚醚按照比例混合升溫到50～80℃，并保溫20～60min；
(2)然后向其中緩慢加入去離子水，在轉(zhuǎn)相時快速攪拌，加入增稠劑，然后繼續(xù)加去離子水，直到所需的濃度，通過膠體磨；
(3)再向其中加入防腐劑，即得到的組分A；
(4)最后將組分B加入到組分A中，攪拌均勻，即可得到用于制糖工業(yè)的消泡劑乳液。
全文摘要
一種用于制糖工業(yè)的消泡劑制備屬于精細(xì)化工制劑技術(shù)領(lǐng)域，所述的消泡劑它由50～90％％組分A和20～60％組分B組成，其中組分A由低粘度硅脂、高粘度硅脂、普通碳鏈乳化劑、聚醚改性聚硅氧烷、增稠劑、防腐劑、去離子水組成；組分B為高級脂肪醇聚醚。制備方法為(1)將低粘度硅脂、高粘度硅脂、普通碳鏈乳化劑和硅聚醚按照比例混合升溫到50～80℃，并保溫20～60min；(2)然后向其中緩慢加入去離子水，在轉(zhuǎn)相時快速攪拌，加入增稠劑，然后繼續(xù)加去離子水，直到所需的濃度，通過膠體磨；(3)再向其中加入防腐劑，即得到的組分A；(4)最后將組分B加入到組分A中，攪拌均勻，即可得到用于制糖工業(yè)的消泡劑乳液。
文檔編號B01D19/02GK101757804SQ20101001765
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者吳飛, 曹治平, 鐘翔, 曹添, 眭花蘭 申請人:南京四新科技應(yīng)用研究所有限公司