生物表面活性剂及其应用.docx

生物表面活性剂及其应用

摘要：在日常生活、工农业及高科技领域，表面活性剂得到广泛应用。他们是工业上最重要的助剂。大部分表面活性剂是由石油化工产品合成的，在生产和使用过程中对环境造成严重污染。由于环境保护意识的提高，许多表面活性剂不降解、难降解或降解周期长，逐渐受到限制。生物表面活性剂是20世纪70年代末出现的一种新型生物工程材料，是国际生物工程界的研究热点。它不仅具有优良的化学性能，而且对人畜无毒，对环境无污染。其不污染人类赖以生存的环境，可被生物快速降解。与此同时，它的生产过程也是一个环境净化、废物利用、变废为宝的过程，引起了人们对生物表面活性剂的极大关注，并使其成为绿色表面活性剂发展的重要方向。

关键词：生物表面活性剂；应用

引言：

在社会经济飞速发展的今天，人们开始重视环保。环境保护意识正在逐步树立。他们还开始在自然科学领域中研究和探讨绿色环保材料。这时，生物表面活性剂出现在人们的视野中，并逐渐被应用于许多科学实验中，目前它在化妆品、食品加工、石油工业、医疗保健、环境工程、农业等许多领域都有广泛的应用，以促进产业结构的转型升级，提高世界能源利用率，为保护世界环境发挥着不可估量的作用。

1生物表面活性剂综合概述

1.1什么是生物表面活性剂

生物表面活性剂主要包括糖脂，脂类，中性脂等。就化学合成表面活性剂而言，生物表面活性剂相容性好，毒性小，绿色环保，来源于自然，但也存在着一些缺点：其产量很小，不能大规模生产，因此，其生产成本比化学合成表面活性剂要高得多，也不能满足工业化生产的要求，如何降低其生产成本，实现生物表面活性剂的大规模工业化生产成为人们关注的焦点。

1.2生物表面活性剂的生产

（1）天然生物提取法

古时候，我们国家用皂角帮助清洗衣物，同时，希腊使用的皂草提取液就有这一功效。现在，人们已经从诸如蛋黄、大豆等物质中分离和提取出磷脂和卵磷脂等生物表面活性剂，这类物质易于分离和提取，并且含有较多的天然成分，在食品、医药等领域得到了广泛的应用。

（2）微生物发酵法

微生物表面活性剂产菌可大致分为三类，其主要分类依据是所用碳源，其中以烷烃为碳源，以水溶性底物为碳源，以烷烃和水溶性底物为碳源。由于生物表面活性剂的结构多种多样，发酵过程也有一定差异，虽然绝大多数微生物发酵产生的表面活性剂的分离纯化等方法比较接近，如萃取、离心沉淀、冷冻干燥等，这些分离纯化方法操作简单，成本较低，适合于大规模生产。

（3）酶合成法

酶合成法制备的生物表面活性剂与前两种方法相比，虽然结构简单，但表面活性仍较好。酶法生产成本低，工艺条件温和，基本不发生明显的副反应。除此之外，利用酶合成法生产生物表面活性剂的产品分离、纯化比较容易，固化酶还可多次重复使用。

2生物表面活性剂的应用

作为一种新型的环保表面活性剂，生物表面活性剂的研究越来越受到人们的重视。选择部分生物表面活性剂生产菌株，并对部分菌株进行提纯，用于环境污染治理。但生物表面活性剂的生产方法及机理有待进一步研究，尤其是高效快速分离纯化技术的发展，将对生物表面活性剂的大规模应用产生重大影响。因为生物表面活性剂的特性，它的应用范围很广，几乎渗透到了各个行业。

2.1在石油工业和环境工程中的应用

储层在二次采油后仍会残留大量原油。在此过程中，加入适当的微生物，可产生一定的表面活性剂，大大降低了原油与水的界面张力，提高了生产效率。另外，原油中含有大量石蜡，已被多次开采。这些物质很容易在管道中聚集，阻碍了石油的采集。用化学方法脱除石蜡，势必给后续的处理增加负担，而生物表面活性剂的出现正好解决了这个问题。

其具有良好的油水界面表面活性，可提高含油岩石的润湿性，使洞穴中残留油易于解吸，对原油的乳化降粘作用强，是化学合成表面活性剂的3-8倍。用原Sidwagner实验室研制的藻酸盐进行了北海油田的采油试验。研究发现，添加50mg/L海藻酸酯可提高驱油效率30%以上，其驱油效果比常规化学合成表面活性剂提高5倍以上。有些原油含有大量的石蜡和沥青质，油井和管道的沉降会严重影响其产量。化学脱蜡剂的加热、添加费用高，后续处理困难。渤海断块南部低粘度高凝油井筒蜡化严重，影响油井正常生产。为改善油井结蜡现象，需经常清洗或加入清蜡剂。胜利油田孤岛采油厂使用生物表面活性剂。高聚物生物表面活性剂乳化液由于与油水界面结合紧密，可以用较少的乳化液稳定O/W乳化液，可用于重油输送、油罐清洁、原油回收及重油乳化液的直接燃烧。采用生物表面活性剂促进有机物降解及重金属修复已引起广泛关注。生物表面活性剂能够促进污染物在土壤颗粒上的分散与增溶，对土壤中烷烃污染物进行选择性降解，对土壤中有毒物质进行富集，对铅、镉等重金属污染物进行去除与降解。用绿脓杆菌产生的鼠李糖脂处理含烃砂岩，如scheibenbogen，得到的回收率分别为56%和73%，其