背景及概述[1]
定優(yōu)膠是繼黃原膠、結(jié)冷膠、溫輪膠后的一種新型微生物多糖，是由微生物發(fā)酵生成的水溶性生物聚合物，具有優(yōu)良的增稠性、假塑性、耐高溫、耐高鹽及較寬范圍的pH適應(yīng)性等優(yōu)良特性，可廣泛用于石油、建材等行業(yè)，應(yīng)用前景廣闊?，F(xiàn)有利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)定優(yōu)膠的工藝包括發(fā)酵和后提取兩部分。有研究公開了一種鞘氨醇單胞菌以及利用其制取定優(yōu)膠發(fā)酵液的方法，其主要技術(shù)構(gòu)思是生產(chǎn)菌種選用鞘氨醇單胞菌(Sphingomonassp.)，將菌種接種于含有碳源、氮源、無機(jī)鹽和水的無菌培養(yǎng)基中進(jìn)行需氧發(fā)酵制取含有定優(yōu)膠的發(fā)酵液，然后將含有定優(yōu)膠的發(fā)酵液進(jìn)行后提取，提取步驟通常借鑒黃原膠的后提取工藝，其主要技術(shù)路線包括：一是將定優(yōu)膠發(fā)酵液與乙醇進(jìn)行混合，使定優(yōu)膠在混合液中形成絮狀物料，二是采用板框過濾的方法進(jìn)行固液分離，固體物料再經(jīng)干燥機(jī)干燥、粉碎機(jī)粉碎制得定優(yōu)膠成品。
定優(yōu)膠目前在國(guó)外的主要生產(chǎn)廠家有美國(guó)的Kelco公司，國(guó)內(nèi)尚無可進(jìn)行規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的廠家，定優(yōu)膠作為增稠劑在性能上要求產(chǎn)品的粘度越高越好，但定優(yōu)膠在發(fā)酵生產(chǎn)中由于發(fā)酵液黏度大，殘存在提取后的產(chǎn)品中的微生物菌體、以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如蛋白等不易去除的原因，導(dǎo)致成品定優(yōu)膠純度難于進(jìn)一步提高，上述因素直接影響定優(yōu)膠產(chǎn)品黏度。美國(guó)的產(chǎn)品質(zhì)量1％KCL黏度一般在2000-3000cp，純度不超過95％。申請(qǐng)人未在國(guó)內(nèi)專利文獻(xiàn)中檢索到有關(guān)改進(jìn)定優(yōu)膠后提取工藝以提高產(chǎn)品黏度及純度的文獻(xiàn)報(bào)道。因目前尚無國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)定優(yōu)膠的性能指標(biāo)進(jìn)行限定，而定優(yōu)膠和黃原膠屬于性能相近的微生物多糖，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員一般借鑒《食品添加劑黃原膠》(GB1886.41-2015)的黏度評(píng)價(jià)方法對(duì)定優(yōu)膠成品黏度性能進(jìn)行檢測(cè)。而由于《食品添加劑黃原膠》(GB1886.41-2015)未見對(duì)其純度有規(guī)范的檢測(cè)方法，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員一般借鑒《食品添加劑結(jié)冷膠》(GB25535-2010)中結(jié)冷膠含量的檢測(cè)方法對(duì)定優(yōu)膠的純度進(jìn)行檢測(cè)。
應(yīng)用[2-3]
定優(yōu)膠可廣泛用于石油、建材等行業(yè)，其應(yīng)用舉例如下：
1）制備一種適合于高溫高鹽油藏的定優(yōu)膠和表面活性劑復(fù)合驅(qū)油體系，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：定優(yōu)膠0.1%-0.5%，表面活性劑0.05%-0.6%，其余為礦化水。本發(fā)明還公開了一種適合于高溫高鹽油藏的定優(yōu)膠和表面活性劑復(fù)合驅(qū)油體系的制備方法，步驟包括：按配比取各組分，常溫下將NaCl、CaCl2和MgCl2加入水中攪拌均勻制備成礦化水，然后在常溫下加入表面活性劑和定優(yōu)膠，攪拌均勻，即得適合于高溫高鹽油藏的定優(yōu)膠和表面活性劑復(fù)合驅(qū)油體系。本發(fā)明中定優(yōu)膠與非離子和兩性離子表面活性劑都具有較好的配伍性，既能保持驅(qū)替液的洗油能力，又能大幅度的增大波及體積，進(jìn)而提高原油采收率。
2）制備包括含有基液和膠凝劑的處理液，所述膠凝劑包含澄清定優(yōu)膠。在一些實(shí)施方案中，所述處理液是地下處理液。在一些實(shí)施方案中，所述處理液是含有基液、膠凝劑和至少多種粒子的地下處理液，所述膠凝劑包含澄清定優(yōu)膠。本發(fā)明提供多種方法，其中一種方法包括：提供酸性處理液，所述酸性處理液含有基液、酸組分和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清定優(yōu)膠；以及將所述酸性處理液引入到地層的至少一部分中。在一些實(shí)施方案中，可以使所述酸性處理液與地層的成分相互作用，使得所述成分至少部分溶解。在一些實(shí)施方案中，所述酸性處理液可以被引入到管道中。
制備[1]
一種從定優(yōu)膠發(fā)酵液中提取定優(yōu)膠的方法，是將發(fā)酵液離心、萃取后從中提取定優(yōu)膠；包括如下工藝步驟：
A、發(fā)酵液預(yù)處理
A1、將含有定優(yōu)膠的發(fā)酵液在pH＝6-8時(shí)加入酶活為10萬u/g的溶菌酶，溶菌酶在發(fā)酵液中的濃度為100-200ppm，攪拌均勻后維持反應(yīng)3-5小時(shí)；
A2、將步驟A1中反應(yīng)后的發(fā)酵液升溫至130℃-140℃維持5-8分鐘再降至60-70℃，加入酶活力50000u/g的酸性蛋白酶，酸性蛋白酶在發(fā)酵液中的濃度為200-400ppm，在pH＝3-4、溫度為50℃-60℃條件下，反應(yīng)2-4小時(shí)制成預(yù)處理后的發(fā)酵液；
B、一次萃取：按照預(yù)處理后的發(fā)酵液：體積百分比不低于85％的乙醇溶液＝1：0.5-0.6的比例將二者混配后攪拌30-40分鐘，調(diào)混合液的pH＝8.0-9.5，使定優(yōu)膠呈絮狀沉淀；
C、一次離心：將步驟B中的混合液固液分離，得到纖維狀定優(yōu)膠；
D、二次萃?。喊凑詹襟EC中制成的纖維狀定優(yōu)膠：體積百分比不低于85％的乙醇溶液＝1：0.3-0.5的比例將二者混配后攪拌30-35分鐘，調(diào)混合液的pH值為6.0-6.5，使定優(yōu)膠呈絮狀沉淀；
E、二次離心：將步驟D中制成的混合液固液分離，得到纖維狀定優(yōu)膠；
F、三次洗脫：按照步驟E中制成的纖維狀定優(yōu)膠：體積百分比不低于85％的乙醇溶液＝1：0.4-0.6的比例將二者混配后攪拌30-35分鐘，調(diào)混合液的pH值為6.0-6.5，使定優(yōu)膠呈絮狀沉淀，將混合液固液分離得到纖維狀定優(yōu)膠。
主要參考資料
[1] CN201710238005.1一種從定優(yōu)膠發(fā)酵液中提取定優(yōu)膠的方法
[2] CN201510925450.6適合于高溫高鹽油藏的定優(yōu)膠和表面活性劑復(fù)合驅(qū)油體系
[3] CN200880010376.3包含定優(yōu)膠的處理液及相關(guān)方法