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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 復(fù)合蛋白質(zhì)發(fā)泡劑及性能檢測裝置的制備
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本課題以啤酒廢酵母和提取淀粉后的豌豆殘?jiān)鼮橹饕希ㄟ^水解、復(fù)配制備了一種新型的復(fù)合蛋白質(zhì)發(fā)泡劑，其綜合性能明顯優(yōu)于市場同類蛋白質(zhì)發(fā)泡劑，其50mL發(fā)泡液發(fā)泡體積為1060mL，泡沫高度11.6cm，泡沫倍數(shù)為21.2倍，半衰期為58min，穩(wěn)定時間為1169min。同時自制了一種發(fā)泡劑性能檢測裝置，可用于發(fā)泡劑產(chǎn)品性能的檢測和評價,具有規(guī)范化、智能化、精確化等優(yōu)點(diǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 發(fā)泡劑在我國的應(yīng)用已有50多年，但我國制備的發(fā)泡劑總體上說不夠理想，如質(zhì)量偏低、功能偏少、穩(wěn)定性差、制品強(qiáng)度不高。目前，以動物蛋白為原料的蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑依靠其本身高發(fā)泡性、高穩(wěn)定性在我國東南沿海地區(qū)得到推廣應(yīng)用，但因其生產(chǎn)原料來源有限，開發(fā)與應(yīng)用均受到一定制約。本作品的目的旨在克服現(xiàn)有發(fā)泡劑的不足，利用啤酒廢酵母和提取淀粉后的豌豆殘?jiān)鼮樵?，制備出適合我國泡沫混凝土的綠色、高效蛋白質(zhì)發(fā)泡劑，為廢棄資源啤酒廢酵母和豌豆殘?jiān)脑偕锰峁┮环N新途徑，同時降低此類發(fā)泡劑的生產(chǎn)成本。 發(fā)泡劑性能檢測裝置是一種生產(chǎn)制備泡沫混凝土砌塊或泡沫混凝土隔熱保溫層等建筑材料所需泡沫的機(jī)械裝置?，F(xiàn)階段發(fā)展較為成熟的發(fā)泡劑泡沫的生產(chǎn)方法主要有高速攪拌法和壓縮空氣法，但均存在一些不足，如發(fā)泡劑發(fā)泡不充分，制品質(zhì)量不高、設(shè)備昂貴等。本作品的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、既能智能化檢測發(fā)泡劑泡沫性能、又能為泡沫混凝土制備過程中的泡沫制備提供技術(shù)保障的發(fā)泡劑泡沫發(fā)生器及性能檢測和評價裝置。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一.作品設(shè)計(jì)、發(fā)明目的 作品以啤酒廢酵母和提取淀粉后的豌豆殘?jiān)鼮樵现苽涓咝У鞍踪|(zhì)發(fā)泡劑，有效利用廢棄資源，變廢為寶，降低了此類發(fā)泡劑的生產(chǎn)成本。同時自制了一種結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)的發(fā)泡劑泡沫發(fā)生器及性能檢測和評價裝置。 二.基本思路 首先，以啤酒廢酵母為原料制備酵母蛋白發(fā)泡劑母液，以豌豆殘?jiān)鼮樵现苽渫愣沟鞍装l(fā)泡劑母液，再按酵母蛋白發(fā)泡劑母液與豌豆蛋白發(fā)泡劑母液不同體積比制備系列發(fā)泡劑，根據(jù)其發(fā)泡性和穩(wěn)泡性確定最佳復(fù)配比及由此復(fù)配比制備的發(fā)泡劑的最佳pH值。發(fā)泡劑性能檢測裝置包括電腦檢測系統(tǒng)、數(shù)顯高速攪拌機(jī)、恒溫控制系統(tǒng)和實(shí)施系統(tǒng)五部分。 三.創(chuàng)新點(diǎn) （1）作品采用啤酒廢酵母和豌豆殘?jiān)鼮樵现苽鋸?fù)合蛋白質(zhì)發(fā)泡劑，有效利用了廢棄資源，變廢為寶。 （2）作品研發(fā)的發(fā)泡劑性能檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)泡劑性能檢測的智能化和精確化。 四.技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo) （1）啤酒廢酵母菌體和豌豆殘?jiān)芯哂斜砻婊钚詣┕δ艿牡鞍踪|(zhì)的提取分離工藝。 （2）復(fù)合蛋白質(zhì)發(fā)泡劑的制備工藝條件。 （3）發(fā)泡劑性能檢測裝置的設(shè)計(jì)、裝備及調(diào)試。 （4）復(fù)合蛋白質(zhì)發(fā)泡劑50mL發(fā)泡液發(fā)泡體積為1060mL，泡沫高度為11.6cm，泡沫倍數(shù)為21.2倍，半衰期為58min，穩(wěn)定時間為1169min。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- （1）目前關(guān)于以微生物和植物蛋白為原料制備發(fā)泡劑的文獻(xiàn)還鮮有報道，本課題以啤酒廢酵母和豌豆殘?jiān)鼮橹饕?，通過水解、復(fù)配制備發(fā)泡劑，有效利用了廢棄資源，環(huán)保節(jié)能，又降低了發(fā)泡劑的生產(chǎn)成本。 （2）作品結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行了大量的創(chuàng)新工作，已申請了三項(xiàng)發(fā)明專利（一項(xiàng)已授權(quán)，兩項(xiàng)正在受理），并在《化工進(jìn)展》、《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技》、《2011應(yīng)用化學(xué)工程國際學(xué)術(shù)會議》和《精細(xì)化工》上分別發(fā)表了一篇學(xué)術(shù)論文。 （3）本課題制備的復(fù)合蛋白發(fā)泡劑的發(fā)泡性和穩(wěn)泡性明顯優(yōu)于現(xiàn)市場同類發(fā)泡劑，其發(fā)泡性和半衰期分別是市場同類產(chǎn)品的1.48倍和2.07倍。 （4）作品研發(fā)的發(fā)泡劑性能檢測裝置是在Waring-Blender法的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，克服了現(xiàn)有幾種制泡技術(shù)存在的發(fā)泡劑發(fā)泡不充分、泡沫破碎、泡沫不均勻等缺陷，實(shí)現(xiàn)了發(fā)泡劑性能檢測的智能化和精確化。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月，校內(nèi)“挑戰(zhàn)杯”作品大賽中榮獲科技制作類一等獎。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利和技術(shù)部分轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 ，現(xiàn)場演示，圖片，樣品，視頻
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 作品的使用說明、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢： （1）本課題解決了蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑原料有限的難題，降低了此類發(fā)泡劑的生產(chǎn)成本，更利于實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑的自主化、本土化。 （2）本課題研發(fā)的復(fù)合蛋白質(zhì)發(fā)泡劑，其突出優(yōu)點(diǎn)是發(fā)泡性強(qiáng)，泡沫穩(wěn)定，其發(fā)泡體積在21倍以上，完全消泡的時間大于19h，是合成表面活性劑類發(fā)泡劑難以達(dá)到的。 （3）作品研發(fā)的發(fā)泡劑性能檢測裝置能夠?qū)Πl(fā)泡劑整個發(fā)泡過程實(shí)施跟蹤檢測，精確地獲取發(fā)泡劑的發(fā)泡性能和穩(wěn)泡性能，實(shí)現(xiàn)了發(fā)泡劑性能檢測的智能化和精確化。 作品適用范圍、市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測： （1）本課題所研發(fā)的復(fù)合蛋白發(fā)泡劑能廣泛運(yùn)用于建材、塑料橡膠、驅(qū)油采礦、皮革及食品等領(lǐng)域。據(jù)初步預(yù)測，本作品具有十分樂觀的經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)品投放市場后，能適當(dāng)降低蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑從國外的進(jìn)口量。 （2）作品研發(fā)的發(fā)泡劑性能檢測裝置主要用于建材制造領(lǐng)域中混凝土發(fā)泡劑的泡沫發(fā)生器；同時也適用于發(fā)泡劑行業(yè)中產(chǎn)品質(zhì)量檢查和新產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)。
同類課題研究水平概述
- 國外蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑的研究較早，日本、美國、德國、加拿大等發(fā)達(dá)國家投入較大并獲得了一定成果，如：美國研制的由烷基磺酸堿金屬鹽和水解蛋白質(zhì)復(fù)合組成的液體發(fā)泡劑，日本采用蛋白質(zhì)物添加適量的陽離子表面活性劑配成的混合發(fā)泡劑等。國內(nèi)對發(fā)泡劑的研究起步較晚，但是發(fā)展速度較快。20世紀(jì)50年代初，我國就開發(fā)出松香皂和松香熱聚物這兩種發(fā)泡劑并用于砂漿和泡沫混凝土。自上世紀(jì)90年代中期，余紅發(fā)利用羊蹄角制備蛋白質(zhì)發(fā)泡劑以來，大量的科研工作者都利用動物的皮毛角開發(fā)蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑，如：壽延用雞蛋黃為主原料研制了高效的混凝土發(fā)泡劑，洪波等人以玉米麩質(zhì)粉為原料制備的玉米蛋白發(fā)泡粉等。 隨著建材、塑料橡膠、驅(qū)油采礦、皮革、食品等工業(yè)對發(fā)泡劑需求量的增加，加之國家對建筑行業(yè)環(huán)保節(jié)能的要求，發(fā)泡劑研究在國內(nèi)的研究越來越受到重視，本課題研發(fā)的復(fù)合蛋白發(fā)泡劑正適應(yīng)了這一要求。作品利用資源豐富且易大規(guī)模生產(chǎn)的微生物酵母和豌豆殘?jiān)鳛榈鞍踪|(zhì)資源制備發(fā)泡劑，不僅解決了發(fā)泡性蛋白原料有限的難題，而且為啤酒廢酵母和豌豆殘?jiān)脑偕锰峁┝艘环N新途徑，提高了廢棄資源利用率，降低了生產(chǎn)成本，為蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑的制備開辟了一個新的方向，為新型墻體材料的制備提供技術(shù)支持。 現(xiàn)階段發(fā)展較為成熟的泡沫生產(chǎn)方法主要有兩種。第一種方法是高速攪拌法，此法操作方便，重現(xiàn)性好，能較準(zhǔn)確地反映出發(fā)泡劑的起泡能力和泡沫穩(wěn)定性；但是此法的一個最大的缺點(diǎn)：在泡沫的轉(zhuǎn)移過程中容易引起部分泡沫的破碎和泡沫尺寸向不均勻變化。另一種方法為壓縮空氣法，此法與高速攪拌法相比，壓縮空氣設(shè)備比高速攪拌機(jī)復(fù)雜，制泡技術(shù)雖然先進(jìn)，發(fā)泡效率較高，泡沫的質(zhì)量相對較好，但其發(fā)泡設(shè)備較昂貴，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。隨著監(jiān)測手段的不斷發(fā)展，國內(nèi)外研究人員開發(fā)出了各種各樣的泡沫性能評價方法，但大都為自主開發(fā)，缺少相應(yīng)的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)泡物質(zhì)檢測及評價結(jié)果的可比性差，亟待開發(fā)操作更加精確和規(guī)范程度更高的綜合評價技術(shù)。本課題研發(fā)的發(fā)泡劑性能檢測裝置是在Waring-Blender法的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，克服了現(xiàn)有幾種制泡技術(shù)存在的發(fā)泡劑發(fā)泡不充分、泡沫破碎、泡沫不均勻等缺陷，能夠?qū)φ麄€發(fā)泡劑發(fā)泡過程實(shí)施跟蹤檢測，精確地獲取發(fā)泡劑的發(fā)泡性能和穩(wěn)泡性能，實(shí)現(xiàn)了發(fā)泡劑性能檢測的智能化和精確化。
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