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除以上用途外,黃原膠在肉制品、果蔬保鮮罐頭等食品的加工中亦有廣泛應(yīng)用。
黃原膠在石油工業(yè)中的應(yīng)用
黃原膠一個大市場是石油工業(yè)。目前我國油田用化學(xué)品主要是聚丙烯酰胺、CMC、變性淀粉等,造成打井成本高、出油率低。黃原膠在增粘、增稠、抗鹽、抗污染能力遠(yuǎn)比其它聚合物強,尤其在海洋、海灘、高鹵層和永凍土層鉆井,黃原膠用于泥漿處理、完井液和三次采油等方面效果顯著,對加快鉆井速度、防止油井坍塌、保護油氣田、防止井噴、大幅度提高采油率等方面都有明顯的作用。該產(chǎn)品作為一種理想的添加劑有非常好的發(fā)展前景。
1.鉆井行業(yè)
鉆井液是鉆井過程中使用的作業(yè)流體,在鉆井過程中使用的作業(yè)流體,在鉆井過程中,鉆井液起著重要的作用,人們常常把鉆井液比喻為“鉆井的血液”,其功能是:懸浮和攜帶巖屑,清洗井底;潤滑冷卻鉆頭,提高鉆頭進尺,通過鉆頭水眼沖擊地層,有利于破碎巖石;形成泥餅,增加井壁的穩(wěn)定性;建立能平衡地層壓力的液柱壓力,以防止發(fā)生卡、塌、漏、噴等復(fù)雜事故;使用渦輪鉆具時,可作傳遞動力的液體。黃原膠是其主要成分之一,其功能是增加黏度和切力,提高鉆井液懸浮能力,這是鉆井液行使功能必可缺少的。
2.采油行業(yè)
在提高采收率的各種方法中,聚合物驅(qū)油占有重要地位。聚合物的作用是調(diào)節(jié)注水的流變性,增加驅(qū)動液的黏度,改善水驅(qū)波及效率。降低地層水相滲透率,使水與油能勻速的向前流動。這類聚合物在油藏條件下,必需具有優(yōu)良的增黏性能,而且在溫度、壓力及鹽的作用下要有高的黏度保持率。 由于黃原膠溶液具有良好的增粘性、流變性、水溶性、化學(xué)穩(wěn)定性, 并具有較強的機械抗降解能力, 因此可作為油田開采的驅(qū)替劑。與一般的水解聚丙烯酰胺相比, 其物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、加工工藝簡單、驅(qū)油效果
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黃原膠又稱黃膠、漢生膠,黃單胞多糖,是一種由假黃單胞菌屬發(fā)酵產(chǎn)生的單孢多糖,由甘藍(lán)黑腐病野油菜黃單胞菌以碳水化合物為主要原料,經(jīng)好氧發(fā)酵生物工程技術(shù),切斷1,6-糖苷鍵,打開支鏈后,在按1,4-鍵合成直鏈組成的一種酸性胞外雜多糖。 1952年由美國農(nóng)業(yè)部伊利諾斯州皮奧里爾北部研究所分離得到的甘藍(lán)黑腐病黃單胞菌,并使甘藍(lán)提取物轉(zhuǎn)化為水溶性的酸性胞外雜多糖而得到。
黃原膠是由糖類經(jīng)黃單胞發(fā)醉,產(chǎn)生的胞外微生物多塘。由于它的大分子結(jié)構(gòu)和膠體特性,而具有多種功能,可作為乳化劑、穩(wěn)定劑、凝膠增稠劑、浸潤劑、膜成型劑等,廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟各領(lǐng)域。
黃原膠分子由D—葡萄糖、D—甘露糖、D—葡萄糖醛酸、乙?;退針?gòu)成,相對分子質(zhì)量在2×106~5×107之間,它的結(jié)構(gòu)是由β—(1→4)鍵連接的葡糖基主鏈與三糖單位的側(cè)鏈組成;其側(cè)鍵由D—甘露糖和D—葡萄糖醛酸交替連接而成,分子比例為2:1;三糖側(cè)鏈由在位置帶有乙酰基的D—甘露糖以α—(1→3)鏈與主鏈連接,在側(cè)鏈末端的D—甘露糖殘基上以縮醛的形式帶有酸,其結(jié)構(gòu)是側(cè)鏈和主鏈間通過氫鍵維系形成螺旋和多重螺旋。
黃原膠的二級結(jié)構(gòu)是側(cè)鏈繞主鏈骨架反向纏繞,通過氫鍵維系形成棒狀雙螺旋結(jié)構(gòu)。黃原膠的結(jié)構(gòu)是棒狀雙螺旋結(jié)構(gòu)間靠微弱的非共價鍵結(jié)合形成的螺旋復(fù)合體。
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國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)開發(fā)的現(xiàn)狀
黃原膠在國際上開發(fā)早的是美國,法國、日本和英國緊隨其后。目前世界上食用級黃原膠約兩萬噸,工業(yè)用兩萬噸。自八十年代以來,黃原膠的需求量正以每年10%的速度遞增,其應(yīng)用領(lǐng)域之廣、價格之昂貴是許多其它微生物多糖所無法比擬的。
我國對黃原膠的開發(fā)研究始于二十世紀(jì)六十年代,雖然起步較晚,但我國科技工作者依靠自己的智慧和力量,在無任何資料可供鑒的情況下,毅然從自然界中篩選出黃原膠生產(chǎn)菌株,并研制開發(fā)出高附加值的發(fā)酵產(chǎn)品-黃原膠;并于八十年代投入商業(yè)化生產(chǎn)。九十年代中期國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家已星羅棋布,諸如山東的中軒、江蘇的金湖、河北新合、甘肅順興、河南天冠都相繼建成投產(chǎn)。伴隨和十五規(guī)劃目標(biāo),國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家將增至數(shù)十家,黃原膠生產(chǎn)將成為我國發(fā)酵領(lǐng)域的又一新興產(chǎn)業(yè)。
由于我國在黃原膠領(lǐng)域起步較晚,尤其是黃原膠的應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)研究較晚,致使國內(nèi)生產(chǎn)廠家不能根據(jù)用戶需求生產(chǎn)不同規(guī)格的黃原膠。同時其應(yīng)用領(lǐng)域也受到限制,致使國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家普遍存在規(guī)模過小的特點。這種小規(guī)模的黃原膠生產(chǎn),不能發(fā)揮其的規(guī)模效益;只能加速黃原膠市場的無序競爭,不利于企業(yè)自身的資金積累和滾動發(fā)展,同時各生產(chǎn)廠家只顧眼前利益,而忽視了黃原膠生產(chǎn)的開發(fā)應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新,從而也使黃原膠的質(zhì)量在近幾年幾近徘徊不前。目前國內(nèi)黃原膠產(chǎn)量3000噸/年,有效需求 5000噸/年,為此國內(nèi)每年需進口黃原膠達(dá)2000噸之多。盡管如此,黃原膠的發(fā)展前景仍十分誘人。
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