從自然的饋贈到煩惱

表面活性劑已經(jīng)是人類不可或缺的基礎原料,它最早出現(xiàn)在大約5000年前,最初的表面活性劑都來自于動物和植物,它是大自然對人類的饋贈。直到19世紀初,人類的創(chuàng)造力爆發(fā),以石油化工原料衍生出的各種合成表面活性劑誕生,迅速占據(jù)了主導地位并持續(xù)到現(xiàn)在。由于其產(chǎn)量的巨增和成本的降低,表面活性劑得到了廣泛的應用,被號稱為“工業(yè)味精”。它開始參與到人類活動相關的各個分支領域。

目前,全球表面活性劑有上千種之多,年產(chǎn)量2千多萬噸。如此多的表面活性劑使用過后直接排放到了污水系統(tǒng),其中有相當大一部分直接排放到自然環(huán)境中。比如:注入地層的、噴灑到植物和地面的、室外清洗的。由于合成類的分子結構降解效率較低,每年巨大的用量給地球生態(tài)帶來了很大的破壞,表面活性劑現(xiàn)在已經(jīng)變成了大自然的煩惱。

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全球表面活性劑的應用分布

表面活性劑的應用,已經(jīng)從最初單一的民用清洗擴展到了更廣范的日用化學品,以及工業(yè)、農業(yè)、食品、環(huán)保、醫(yī)藥等一切生產(chǎn)及生活領域。全球表面活性劑的下游應用中:

超過50%應用于民用領域,包括民用的各種清洗和個人護理。

工業(yè)領域的應用超過30%,以工業(yè)和公共清洗、油田化學為主。

食品約8%的占比,用于改善加工過程、發(fā)泡、保鮮抑菌等。

農業(yè)約7%的占比,主要用于肥料、農藥的添加,有助于改善吸收率。

表面活性劑的分類

目前的表面活性劑行業(yè),處于多類型并行階段,根據(jù)其原料來源和生產(chǎn)工藝可分為如下幾類:

石油基來源,化學合成工藝

以石油為初始原料,經(jīng)過下游不同的化學合成工藝生產(chǎn)的表面活性劑。比較常見的如:LAS(烷基苯磺酸鹽類)、AEO(脂肪醇聚氧乙烯醚類)。

石油+植物基來源,化學合成工藝

以石油和植物來源的成份為初始原料,經(jīng)過化學合成工藝生產(chǎn)的表面活性劑。比較常見的如:AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽類)、CAB(椰油酰胺丙基甜菜堿類)。

植物基來源,化學合成工藝

以植物來源的成份為初始原料,經(jīng)過化學合成工藝生產(chǎn)的表面活性劑。比較常見的如:APG(烷基糖苷)、SCG(椰油?;劝彼徕c,即氨基酸類)。

植物基來源,生物發(fā)酵工藝

以植物來源的成份為初始原料,經(jīng)過生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)的表面活性劑。比較常見的如:Rhamnolipid(鼠李糖脂)、Sophorolipid(槐糖脂),Surfactin(脂肽)。

生物表面活性劑

生物表面活性劑是由微生物代謝的,具備表面活性的物質。即,由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的表面活性劑。

生物表面活性劑的原料一般是來自于植物的油脂和糖,在特定的培養(yǎng)條件下,由細菌、酵母菌、真菌等微生物,經(jīng)過其新陳代謝過程中產(chǎn)生的酶,使原料中的結構進行分解重組,從而形成具有兩親性的表面活性劑類的物質。生物表面活性劑一般具備如下特征:

采用植物來源生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)

具備表面活性劑的基本特征

一般為微生物的次級代謝產(chǎn)物

是由同類特征的眾多分子結構組成的混合物

具備多功能性

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為什么要選擇生物表面活性劑

在主要類型表面活性劑中,生物表面活性劑的綜合對比具有明顯優(yōu)勢:

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生物表面活性劑可真正做到”源于自然,回歸自然“:

使用非基因改造菌種

選用自然界中原始存在的菌種,經(jīng)不斷篩選優(yōu)化后用于工業(yè)生產(chǎn),不對菌種基因進行改造。

使用植物來源的有機碳源

植物來源原料,使用食品級油和糖作為發(fā)酵原料,0化石碳源,0棕櫚油成份。

天然存在的分子

生物表面活性劑分子不是人為創(chuàng)造的結構,其本身存在于自然界中,是自然生態(tài)循環(huán)過程中的一部分。

可持續(xù)性

生物表面活性劑可形成完美的持續(xù)性循環(huán):植物?生物發(fā)酵成表面活性劑?自然界生物降解?水、二氧化碳?植物。