专利名称：一种适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶制备工艺的制作方法
一种适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶制备工艺技术领域
本发明属于黄原胶生产技术领域，具体涉及一种适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶制备工艺。
背景技术：
黄原胶又称黄胶、汉生胶，是一种生物聚和物，为一种淡黄色粉末。黄原胶可以溶于冷水和热水中，具有高粘度，高耐酸、碱、盐特性、高耐热稳定性、悬浮性、触变性等，常被用作增稠剂、乳化剂、悬浮剂、稳定剂，具有广阔的市场前景，广泛应用于日用化工、食品、医药、采油、纺织、陶瓷、印染等领域。然而目前国内大规模生产的黄原胶产品只能适用于低浓度的盐离子溶液，但随着盐离子浓度的升高或者低价离子变换成高价离子，其黄原胶的流变性和粘弹性的性能降低，使用效果不理想，因而限制了黄原胶的适用范围。目前能够适应高浓度多价盐离子溶液的黄原胶产品也是在生产过程中逐级筛选出来的少量黄原胶，这样造成生产的针对性降低，耗费了时间、人力和物力，也提高了特种黄原胶产品的生产成本。
黄原胶的性能主要取决于黄原胶的制备工艺以及菌株的选择，现有技术中针对适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶的制备工艺进行的探讨和研究极为鲜见。为了克服现有技术的不足，亟待需要解决现有大规模生产的黄原胶产品在高浓度多价离子溶液里适用效果差的问题。发明内容
本发明的目的是要解决现有大规模生产的黄原胶产品产量低以及在高浓度多价离子溶液里适用效果差的问题，使黄原胶产品不但产量提高，而且在高浓度多价离子的溶液中具有良好的流变性、粘弹性和剪切降粘特性。
本发明是通过 以下技术方案来实现的:
一种适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶制备工艺，包括如下步骤:
—种适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶制备工艺，其包括如下步骤:
I)、配制液体发酵培养基(质量分数):蔗糖2.0 %、柠檬酸0.42 %、玉米淀粉 0.6%, KC10.1 %、NaH2PO40.05 %、MgSO40.2%,Ca (H2PO4) 20.1%,余量为水；
2)、待上述液体发酵培养基配制后，用2mol/L的KOH溶液调整培养基的PH值至 7.4-7.5，在120°C下灭菌40分钟，冷却至34°C后接种菌液，接种量为5.0%，进行发酵；
3)、发酵阶段:发酵10小时后，调节发酵液的PH值在6.97.1，温度控制在 32-34°C，发酵40小时后，调节发酵液PH值在5.5-5.7，温度控制在32°C ;培养时间65小时，得到发酵液；
4)、提取阶段:
a)在步骤3)得到的黄原胶发酵液中加入质量分数为5.0%的酸，并搅拌均匀，控制PH值在4.8-5 ；
b)向溶液中加入乙醇或者异丙醇，控制溶液中乙醇或异丙醇的体积百分比浓度在55% -60%，搅拌45分钟；
c)将步骤b)生成的料液进行固液分离；
d)将步骤c)分离得到的固体再加入到乙醇或者异丙醇中，控制溶液中乙醇或异丙醇的体积百分比浓度在60% -65%，搅拌40分钟；
e)将步骤d)制成的料液再进行固液分离，所得固体在65°C下进行干燥；
f)将干燥后的固体粉碎，得到适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶。
优选地,所述菌液为黄单胞菌液。
优选地,所述菌液为复合菌液,所述复合菌液由黄单胞菌液和东方伊萨酵母菌液按照体积比2:I混合而成。
优选地，所述步骤4)中的酸为磷酸、盐酸、硝酸、硫酸或醋酸的其中一种。
本发明取得的有益效果:
1、本发明得到的黄原胶产品能使用于5%的二价离子溶液和3 %三价离子溶液中，在溶液中保持着优良的流变溶解性和剪切粘度特性，相比只能适应低于2%二价离子和 1%三价离子溶液的普通型黄原胶产品，扩大了黄原胶产品的适用范围；其能应用在含有多价离子的溶液中避免引起絮凝作用而产生沉淀。在石油钻井中，本发明方法制备的黄原胶产品更能适用于钙处理钻井液中，在10.0g/L的钙处理钻井液时比其他种类的黄原胶具有突出的流变性和优越的剪切降粘特性，可以大大提高钻速，使钻井液具有更高的井筒清洗效应和悬浮能力，其抗温能力满足121°C，并且在使用过程中黄原胶的性能效果不会变差， 可以降低黄原胶的使用量，节约钻井成本。也可以用于其它如水泥制浆等含有多价高离子溶液的用途。
2、本申请对现有技术中大量的黄原胶产生菌进行创造性实验，经过多次实验发现，合适的两种菌共同协同作用，可以提高黄原胶的产量。
3、本发明制备工艺中采用了特定的工艺技术，例如梯度PH以及温度，多次固液分离等技术，改善了黄原胶的性能，大大提高了黄原胶的高浓度离子适应程度。
具体实施方式
以下将采用具体的实施例来对本发明作进一步的解释，但是不应当看作是对本发明创新精神的限制。
实施例1
—种适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶制备工艺，其包括如下步骤:
1)、配制液体发酵培养基(按重量计):蔗糖2.0 %、柠檬酸0.42 %、玉米淀粉 0.6%, KC10.1 %、NaH2PO40.05 %、MgSO40.2%,Ca (H2PO4) 20.1%,余量为水；
2)、待上述液体发酵培养基配制后，用2mol/L的KOH溶液调整培养基的PH值至 7.5，在120°C下灭菌40分钟，冷却至34°C后接种黄单胞菌液(浓度为I X 108个/mL)，接种量为5.0%,进行发酵；
3)、发酵阶段:发酵10小时后，调节发酵液的PH值在7.1，温度控制在34°C，发酵 40小时后，调节发酵液PH值在5.7，温度控制在32°C ;培养时间65小时，得到发酵液；
4)、提取阶段:
a)在步骤3)得到的黄原胶发酵液中加入质量分数为5.0%的磷酸，并搅拌均匀，控制PH值在4.8 ；
b)向溶液中加入乙醇，控制溶液中乙醇的体积百分比浓度在55%，搅拌45分钟；
c)将步骤b)生成的料液进行固液分离；
d)将步骤c)分离得到的固体再加入到乙醇中，控制溶液中乙醇的体积百分比浓度在60%，搅拌40分钟；
e)将步骤d)制成的料液再进行固液分离，所得固体在65°C下进行干燥；
f)将干燥后的固体粉碎，得到适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶。
实施例2
一种适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶制备工艺，其包括如下步骤:
I)、配制液体发酵培养基(按重量计):蔗糖2.0 %、柠檬酸0.42 %、玉米淀粉0.6%, KC10.1 %、NaH2PO40.05 %、MgSO40.2%,Ca (H2PO4) 20.1%,余量为水；
2)、待上述液体发酵培养基配制后，用2mol/L的KOH溶液调整培养基的PH值至 7.4，在120°C下灭菌40分钟，冷却至34°C后接种复合菌液，接种量为5.0%，进行发酵；
该复合菌液由黄单胞菌液Xanthomonas.SP CGMCCNO:3624 (CN101906390A)以及东方伊萨酵母菌液(Issatchenkia orientalis Zl)CCTCC M2010167(参见CN102102084)按2: I的体积比混合，其中，黄单胞菌液以及东方伊萨酵母菌液中菌体的浓度均约为IXlO8 个/mL ；
3)、发酵阶段:发酵10小时后，调节发酵液的PH值在6.9，温度控制在32°C，发酵 40小时后，调节发酵液PH值在5.5，温度控制在30°C ;培养时间65小时，得到发酵液；
4)、提取阶段:
a)在步骤3)得到的黄原胶发酵液中加入质量分数为5.0%的磷酸，并搅拌均匀， 控制PH值在5 ;
b)向溶液中加入异丙醇，控制溶液中异丙醇的体积百分比浓度在60%，搅拌45分钟；
c)将步骤b)生成的料液进行固液分离；
d)将步骤c)分离得到的固体再加入到异丙醇中，控制溶液中异丙醇的体积百分比浓度在65 %，搅拌40分钟；
e)将步骤d)制成的料液再进行固液分离，所得固体在65°C下进行干燥；
f)将干燥后 的固体粉碎，得到适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶。
实施例3
实施I和2制备的黄原胶的性能参数检测:对照常规方法制备的黄原胶。分别利用5%的氯化铁溶液或者3%氯化铁来配置I %黄原胶溶液，25°C测定溶液在IOOiT1剪切速率下粘度；并且检测了产胶量。参见表I
表I
权利要求
1.一种适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶制备工艺，其包括如下步骤:1)、配制液体发酵培养基:蔗糖2.0%、柠檬酸0.42%、玉米淀粉0.6%、KC]0.1%, NaH2PO40.05%、MgSO40.2%,Ca(H2PO4)20.1%,余量为水；2)、待上述液体发酵培养基配制后，用2mol/L的KOH溶液调整培养基的PH值至 7.4-7.5，在120°C下灭菌40分钟，冷却至34°C后接种菌液，接种量为5.0%，进行发酵；3)、发酵阶段:发酵10小时后，调节发酵液的PH值在6.9-7.1，温度控制在32-34°C，发酵40小时后，调节发酵液PH值在5.5-5.7，温度控制在32°C ;培养时间65小时，得到发酵液；4)、提取阶段:a)在步骤3)得到的黄原胶发酵液中加入质量分数为5.0 %的酸，并搅拌均匀，控制PH 值在4.8-5 ；b)向溶液中加入乙醇或者异丙醇，控制溶液中乙醇或异丙醇的体积百分比浓度在 55% -60%，搅拌45分钟；c)将步骤b)生成的料液进行固液分离；d)将步骤c)分离得到的固体再加入到乙醇或者异丙醇中，控制溶液中乙醇或异丙醇的体积百分比浓度在60% -65%,搅拌约40分钟；e)将步骤d)制成的料液再进行固液分离，所得固体在65°C下进行干燥；f)将干燥后的固体粉碎，得到适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶。
2.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述菌液为黄单胞菌液。
3.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述菌液为复合菌液，所述复合菌液由黄单胞菌液和东方伊萨酵母菌液按照体积比2:I混合而成。
4.如权利要求1-3任其一所述的制备工艺，其特征在于所述步骤4)中的酸为磷酸、盐酸、硝酸、硫酸或醋酸的其中一种。`
全文摘要
本发明涉及一种适用于高浓度多价离子溶液的黄原胶制备工艺，属于黄原胶生产技术领域，其包括发酵阶段和提取阶段。通过在发酵过程中进行降PH、降温控制，发酵液提取过程中通过酸化处理，然后冷却用醇类反复结晶两次，固液分离、干燥、粉碎后得到黄原胶产品，该产品能在5％的二价离子溶液和3％三价离子溶液中能完全释放粘度，相比只能用于低于2％二价离子和1％三价离子溶液的普通黄原胶产品，大幅拓宽了市场用途。
文档编号C12R1/64GK103205471SQ201310159309
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月26日 优先权日2013年4月26日
发明者潘悦洪, 郭英熙, 肖勇, 邱玲, 田廷松 申请人:新疆阜丰生物科技有限公司