專利名稱：提高一種作為輔助回收石油用的含多糖發(fā)酵液過濾性的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含多糖的發(fā)酵液提高其過濾性的處理方法。同時也涉及所形成的改良發(fā)酵液以及用它做為增稠劑用于石油的輔助回收。
多糖液是由熟知的一種發(fā)酵方法獲得，是多糖的微生物作用產(chǎn)物，例如生產(chǎn)屬于黃單胞桿菌屬(Xanthomonas)的呫噸(夾氧雜蒽)(Xanthane)，則是在含一種碳水化合物，尤其是葡萄糖的營養(yǎng)性含水的介質(zhì)中培養(yǎng)的。
為了培養(yǎng)呫噸，可采用野油菜黃單胞菌(XanthomonasCampestris)。為了培養(yǎng)硬葡聚糖可采用齊整小核菌(Scléro-tiumRolfsii);而為了培養(yǎng)裂褶菌素(Schizophyllane)，可采用裂褶菌真菌(SchizophyllumCommune)。
在發(fā)酵期間，可獲得一種約含0.5至4%(重量)的多糖發(fā)酵液，此外還有鹽類，殘余的營養(yǎng)成分，細(xì)胞或者真菌的殘渣以及其他不溶性的成分。
去除呈存在于未經(jīng)加工的多糖液中的不溶性粒子，可采用過濾的方法。不過，還存在著一些大分子的聚集體，它們是一些具有假塑性性能、難于過濾的物質(zhì)，在進行石油輔助回收操作時趨向于堵塞地下結(jié)構(gòu)的孔隙。消除這類聚集體或者至少降低它們的危害性是很重要的。
關(guān)于這一方面的建議已經(jīng)有很多了，大量專利文獻有所反映即是一個例子。
例如美國專利3，355，447建議對呫噸液進行加熱，再經(jīng)過過濾。美國專利4，299，825建議進行加熱，接著進行超濾，以便得到凈化又濃縮的糖液。歐洲專利EP0，049，012建議進行附帶有酶處理或者不經(jīng)酶處理的超濾，以獲得濃縮的呫噸溶液。
歐洲專利EP0，140，724和0，140，725建議進行加熱，接著通過超濾或附有反滲透(diafiltration)來加以濃縮。這些專利指出，超濾對呫噸溶液的過濾性或可注入性沒有效果。
上述這些方法所獲得的性能是不能令人滿意的，因此還應(yīng)有可獲得具有優(yōu)良過濾性發(fā)酵液的方法，尤其是隨時間流逝而穩(wěn)定的過濾性。
本發(fā)明處理多糖液的方法依次包括以下兩個步驟A)、以一種切割分子量為10，000至100，000之間、但最好是在10，000至30，000之間的濾膜進行超濾，超濾過程中對每一體積的多糖液至少加入一體積的水(或鹽水)，再過濾這一至少含一體積的水相，并收集沒有透過濾膜的那一部分多糖液(截留液)。
B)、對A)步驟所取得的截流液進行加熱，加熱溫度至少為60℃，例如可在60-130℃之間。
透過濾膜的雜質(zhì)可以拋棄。
在以上的超濾中，雜質(zhì)同水透過超濾膜，所獲得的截流液可把它濃縮成比處理前更有效的多糖。不過這不是本發(fā)明的目的，本發(fā)明的做法是加入水，最好是鹽水，使截流液中的多糖與處理前的糖液有相同的濃度。一種較好的處理方式是對每一體積被處理的多糖液，在連續(xù)超濾過程中逐漸地加入至少一體積的水或鹽水(例如每升含1-100克的堿金屬鹽，以Nacl計)，例如可以是1至10體積的水，但最好是5至10體積，然后再讓其過濾至少一體積的水，例如可以是1至10體積的水，但最好是與加入的液體相差不多的同一體積。為了取得這一結(jié)果，可讓溶液以連續(xù)或間歇的方式，通過多個超濾室和/或使溶液多次地在同一超濾室再循環(huán)。這種操作處理方式通常稱為反滲透法(diafiltration)。
不過，經(jīng)過了所述的反滲透法以后，可以由各種典型的一種濃縮方法來結(jié)束這一操作，其中包括超濾濃縮法。
以下敘述實施本發(fā)明的優(yōu)先條件在超濾過程中，多糖聚合物的濃度以每升含5至100克為宜，最好是含15-30克/升。較低的濃度，例如至少100ppm也可以。濾膜的選用并不是決定的因素，都可以取得優(yōu)良的結(jié)果，例如可采用醋酸纖維膜，乙醚纖維膜，聚酰胺膜，聚烯烴膜，聚苯乙烯膜，磺化聚苯乙烯或類似的膜等，本發(fā)明并不限定使用它們中的那一種。
多糖液在經(jīng)受超濾時，如含有一種或多種堿金屬則更為有利，例如每升中含1至100克，而最好是每升含5至50克，以NaCl計，就更為相宜。
多糖液可以先經(jīng)受一次傳統(tǒng)的預(yù)過濾，用以除去尺寸大于20微米、最好是尺寸大于1微米的細(xì)胞殘渣。
超濾過程中，pH值選定在4至11之間是有利的，溫度可在10至50℃之間，最好是在20至40℃之間。
加熱過程中聚合物的濃度可選在上述的界限范圍內(nèi)，即每升含5至100克，而最好是每升含15至30克。濃度稍低些，正如以上所指出的也可以。
最優(yōu)的加熱延續(xù)時間，是與所要求的結(jié)果以及多糖的特性有關(guān)，往往是在1至60分鐘之間，對于呫噸最好是在5至15分鐘之間，對于硬葡聚糖和裂褶菌素是在1至24小時之間。
以下的對比例子可闡明本發(fā)明的實施。
例1采用由野油菜黃單胞菌的未經(jīng)加工的發(fā)酵糖液，并且把它稀釋至380ppm重量濃度，堿金屬的濃度，以NaCl計，調(diào)至每升含5克NaCl。
由所得的溶液(30℃下的粘度為2×10-3帕·秒;濃度380ppm重量比)抽取三個試樣。
第一個試樣十分鐘內(nèi)加熱到110℃，然后冷卻至30℃，再進行過濾性的試驗。
第二個試樣按照本發(fā)明方法，使溶液與一切割分子量為20，000的醋酸纖維濾膜接觸，在30℃下進行超濾;在每一體積待過濾的第二個試樣中陸續(xù)地補入每升含NaCl5克的水溶液五體積，再過濾五體積這樣的液體。所得的截留液實施與第一個試樣同樣的加熱和冷卻，然后再進行過濾性的試驗。
第三個試樣先與第一個試樣那樣加熱和冷卻，然后和第二個試樣一樣在30℃下進行超濾，最后進行過濾性的試驗。
在上述的處理過程中，第一和第三試樣溶液均具有相同的粘度，即在30℃下為7×10-3帕·秒，而第二試樣溶液在30℃下的粘度為7.7×10-3帕·秒。
過濾性的試驗是在30℃下和輕微的剪切梯度(
＝5秒-1)下，把聚合物溶液噴經(jīng)三個平均孔徑為5微米的微孔過濾器中，然后測定濾過體積(V)和在過濾器中的流動性下降比率(R)的關(guān)系。
曲線Ⅰa，Ⅱa和Ⅲa分別與第一、二、三個試樣相對應(yīng)。

圖1.
流動性下降比率是聚合物的△p和水的△p的比值，其中聚合物△p是多糖溶液的壓力損失，水的△p是沒有含相應(yīng)的多糖鹽水相的壓力損失。
例2重復(fù)制備例1中第一、二個試樣的相同溶液，但是鹽水的濃度以NaCl計是每升100克。
經(jīng)過處理后所得的溶液(分別為Ⅰb和Ⅱb曲線)其粘度為8.5×10-3帕·秒。
對這兩個溶液進過濾性的試驗(圖2)。結(jié)果表明按本發(fā)明方法處理的僅第二個試樣沒有出現(xiàn)淤塞現(xiàn)象。
例3試驗是在硬葡聚糖的未經(jīng)加工的糖液上進行的。未經(jīng)加工的齊整小核菌發(fā)酵液經(jīng)過過濾去掉尺寸大于20微米的真菌殘渣，然后用每升含20克氯化鈉的溶液，將發(fā)酵液稀釋至濃度為600ppm重量比。
所獲得的溶液(溶液Ⅰc)接著在30℃下與切割分子量為20，000的一種醋酸纖維膜接觸進行超濾，如同例1所述。截留液(Ⅲc)則在大氣壓下加熱至90℃保持48小時。在冷卻到30℃時所取得的溶液(Ⅱc)，則按例1所述進行同樣的過濾性試驗。溶液經(jīng)過三個平均孔徑為5微米的微孔過濾器后，測定其流動性下降率與濾過體積的關(guān)系。
圖3分別示出了未經(jīng)處理的溶液(Ⅰc)、只經(jīng)超濾的溶液(Ⅲc)和按本發(fā)明方法(超濾接著進行加熱)處理的溶液的試驗結(jié)果?？梢钥闯觯^兩個溶液很快就把過濾器堵死了，而按本發(fā)明方法處理的溶液其R值是很恒定的，也即是有優(yōu)良的過濾性。
例4一種濃度為15克/升的野油菜黃單胞菌的發(fā)酵液在110℃下加熱10分鐘，然后冷卻到30℃。發(fā)酵液(試樣1)用5克/升NaCl的水溶液稀釋到濃度為550ppm重量比。這一溶液的粘度為9.7×10-3帕·秒。
第二個試樣的制備，是在發(fā)酵液中加入5克/升NaCl的水溶液，并按例1第二個試樣的相同條件進行超濾。然后實施與本例的試樣1同樣的加熱和冷卻。發(fā)酵液同樣也用5克/升NaCl的水溶液稀釋到濃度為550ppm重量比。這一溶液的粘度為10.4×10-3帕·秒。
從試樣1和試樣2制備的這兩個溶液都進行過濾性的試驗(分別為圖4的Ⅰd和Ⅱd曲線)。按照本發(fā)明方法處理的發(fā)酵液可用于制備不產(chǎn)生淤塞的溶液，而不經(jīng)處理的溶液則不是這種情況。
權(quán)利要求
1.一種目的在于提高其過濾性的含多糖的發(fā)酵液的處理方法，其特征在于a).發(fā)酵液首先以一種切割分子量為10，000至100，000之間的濾膜進行超濾，在超濾過程中每一體積被超濾的發(fā)酵液要加入至少一體積的水，并讓它濾過至少一體積的液體，和b).然后對a).步驟所取得的截留液進行加熱到至少60℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所采用的濾膜的切割分子量在10，000至30，000之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中經(jīng)受超濾和加熱的多糖液是呫噸(Xanthane)多糖液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中在a)。步驟中，每一體積經(jīng)受超濾的多糖液要加入1至10體積的水或鹽水，并讓它濾過1至10體積的液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中經(jīng)受超濾和加熱的多糖液是硬葡聚糖(Scléroglucane)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一方法，其中經(jīng)受超濾和加熱的多糖液，至少含有一種堿金屬鹽，其濃度以NaCl計每升含1至100克。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5的方法，其中的多糖液是硬葡聚糖液或裂褶菌素糖液，加熱的溫度為60-130℃，時間為1至60分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中的多糖液是呫噸多糖液，加熱溫度為90-110℃，時間為5至15分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的任一方法，其中所采用的濾膜是醋酸纖維膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9的任一方法，其中的多糖液是含有細(xì)胞殘渣的未經(jīng)加工的多糖液。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10的任一方法，其中在超濾時要加入鹽水。
全文摘要
處理含一種多糖發(fā)酵液以獲得優(yōu)良過濾性的方法。該方法是由使多糖液經(jīng)受一超濾作用，然后又進行加熱組成的。曲線II表明所獲得的多糖液的過濾性是優(yōu)異的?？蓱?yīng)用于作輔助回收石油。
文檔編號C12R1/64GK1032674SQ8810725
公開日1989年5月3日 申請日期1988年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月20日
發(fā)明者雅克琳·勒庫蒂埃, 克里絲汀·努瓦克, 蓋伊·肖韋托 申請人:法國石油公司