[发明专利]控制泡沫的方法

说明书

本申请是申请号为200480030023.1申请的分案申请。

[0001]本发明涉及控制发泡的方法和泡沫控制剂。特别地，本发 明涉及在含水醇发酵工艺过程中的控制发泡。

[0002]长期以来，已知发酵工艺用于生产饮料，和最近用于由糖 蜜、玉米糖浆或糖甘蔗汁制备用于燃料的醇。在发酵工艺过程中，微 生物释放二氧化碳气泡，产生泡沫。在发酵肉汤内的蛋白质稳定空气/ 水界面并因此稳定泡沫体。

[0003]在燃料醇发酵工业中目前使用的主要技术基于使用由聚二 元醇，例如环氧乙烷(EO)-环氧丙烷(PO)共聚物和矿物油基消泡剂制备 的“泡沫调节剂”。这一解决方法要求使用两种物质，和这些消泡剂 的低持久性意味着必须定期地添加新的消泡材料。

[0004]在各种工业中，硅氧烷广泛用作泡沫控制剂。已建议在发 酵工艺中使用硅氧烷作为泡沫控制剂。FR-A-2508471公开了一种泡沫 控制剂，其包括粘度为至少20×10^-6m²/s的聚二甲基硅氧烷、氧化硅、 聚氧丙烯、非离子表面活性剂和分散剂。US-A-6083998公开了一种消 泡剂，其包括聚二甲基硅氧烷、环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物和硅氧 烷/氧化硅共混物。

[0005]我们已发现，根据本发明，通常不用作泡沫控制剂的一些 硅氧烷在发酵工艺中，尤其在制备用于燃料的醇中，特别有效地控制 发泡。

[0006]根据本发明的一个方面，在含水醇发酵工艺过程中控制发 泡的方法包括添加粘度为10-150mPa.s的羟基官能的聚二有机硅氧 烷到含水发酵液中。

[0007]粘度为10-150mPa.s的羟基官能的聚二有机硅氧烷与许 多聚二元醇混溶，和我们已发现，在制备用于醇的燃料中，这种混合 物尤其有效地控制泡沫。因此，根据本发明的另一方面，用于含水醇 发酵工艺的泡沫控制剂包括粘度为10-150mPa.s的羟基官能的聚二 有机硅氧烷和与该羟基官能的聚二有机硅氧烷混溶的聚二元醇的共混 物。

[0008]羟基官能的聚二有机硅氧烷优选是硅烷醇官能的聚二有机 硅氧烷，尤其是硅烷醇封端的聚二有机硅氧烷，例如硅烷醇封端的聚 二甲基硅氧烷(PDMS)。可使用含有连接到硅上的其它有机基团，例如 2-4C烷基或苯基的硅氧烷。硅烷醇封端的PDMS优选粘度为至少 20cSt(相当于约20mPa.s)到约50cSt。粘度为约42cSt的‘Dow Corning PA Fluid’(商品名)是合适的流体的一个实例。

[0009]或者，羟基官能的聚二有机硅氧烷可以是含有具有1-4 个碳原子的与硅键合的羟烷基，例如羟甲基的聚二有机硅氧烷。这种 羟烷基优选在聚二有机硅氧烷的末端位置处，但可在末端位置以外的 位置上取代。

[0010]基于含水发酵液，以5-250ppm，例如10-200微升/升发 酵液的用量添加羟基官能的聚二有机硅氧烷。

[0011]可将羟基官能的聚二有机硅氧烷加入到没有与任何添加剂 混合的含水发酵液中。在本发明的一种方法中，硅烷醇封端的聚二有 机硅氧烷是加入到含水发酵液中的唯一泡沫控制剂。

[0012]或者，与羟基官能的聚二有机硅氧烷混溶的聚二元醇也可 加入到含水发酵液中。“混溶”我们是指在不要求任何乳化剂或共溶 剂的情况下，聚二元醇和羟基官能的聚二有机硅氧烷在所使用的比例 下混溶。聚二元醇是羟基封端的聚醚。聚二元醇的分子量可例如是 400-4000。许多硅烷醇封端的聚二有机硅氧烷与羟基封端的聚氧丙烯、 羟基封端的聚环氧丁烷和羟基封端的氧乙烯-氧丙烯共聚物混溶。一般 来说，随着聚二有机硅氧烷的粘度降低和随着聚醚的分子量下降，混 溶性增加。例如，粘度为最多约50mPa.s的硅烷醇封端的PDMS与分子 量2000的聚氧丙烯混溶，而粘度为50-150mPa.s的PDMS与较低分子 量的聚丙二醇混溶。可独立于羟基官能的聚二有机硅氧烷添加聚二元 醇，但优选与羟基官能的聚二有机硅氧烷混合添加，例如羟基官能的 聚二有机硅氧烷与聚二元醇的重量比范围为5∶1到1∶5。