从自然的馈赠到烦恼

表面活性剂已经是人类不可或缺的基础原料,它最早出现在大约5000年前,最初的表面活性剂都来自于动物和植物,它是大自然对人类的馈赠。直到19世纪初,人类的创造力爆发,以石油化工原料衍生出的各种合成表面活性剂诞生,迅速占据了主导地位并持续到现在。由于其产量的巨增和成本的降低,表面活性剂得到了广泛的应用,被号称为“工业味精”。它开始参与到人类活动相关的各个分支领域。

目前,全球表面活性剂有上千种之多,年产量2千多万吨。如此多的表面活性剂使用过后直接排放到了污水系统,其中有相当大一部分直接排放到自然环境中。比如:注入地层的、喷洒到植物和地面的、室外清洗的。由于合成类的分子结构降解效率较低,每年巨大的用量给地球生态带来了很大的破坏,表面活性剂现在已经变成了大自然的烦恼。

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全球表面活性剂的应用分布

表面活性剂的应用,已经从最初单一的民用清洗扩展到了更广范的日用化学品,以及工业、农业、食品、环保、医药等一切生产及生活领域。全球表面活性剂的下游应用中:

超过50%应用于民用领域,包括民用的各种清洗和个人护理。

工业领域的应用超过30%,以工业和公共清洗、油田化学为主。

食品约8%的占比,用于改善加工过程、发泡、保鲜抑菌等。

农业约7%的占比,主要用于肥料、农药的添加,有助于改善吸收率。

表面活性剂的分类

目前的表面活性剂行业,处于多类型并行阶段,根据其原料来源和生产工艺可分为如下几类:

石油基来源,化学合成工艺

以石油为初始原料,经过下游不同的化学合成工艺生产的表面活性剂。比较常见的如:LAS(烷基苯磺酸盐类)、AEO(脂肪醇聚氧乙烯醚类)。

石油+植物基来源,化学合成工艺

以石油和植物来源的成份为初始原料,经过化学合成工艺生产的表面活性剂。比较常见的如:AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐类)、CAB(椰油酰胺丙基甜菜碱类)。

植物基来源,化学合成工艺

以植物来源的成份为初始原料,经过化学合成工艺生产的表面活性剂。比较常见的如:APG(烷基糖苷)、SCG(椰油酰基谷氨酸钠,即氨基酸类)。

植物基来源,生物发酵工艺

以植物来源的成份为初始原料,经过生物发酵工艺生产的表面活性剂。比较常见的如:Rhamnolipid(鼠李糖脂)、Sophorolipid(槐糖脂),Surfactin(脂肽)。

生物表面活性剂

生物表面活性剂是由微生物代谢的,具备表面活性的物质。即,由微生物发酵生产的表面活性剂。

生物表面活性剂的原料一般是来自于植物的油脂和糖,在特定的培养条件下,由细菌、酵母菌、真菌等微生物,经过其新陈代谢过程中产生的酶,使原料中的结构进行分解重组,从而形成具有两亲性的表面活性剂类的物质。生物表面活性剂一般具备如下特征:

采用植物来源生物发酵工艺生产

具备表面活性剂的基本特征

一般为微生物的次级代谢产物

是由同类特征的众多分子结构组成的混合物

具备多功能性

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为什么要选择生物表面活性剂

在主要类型表面活性剂中,生物表面活性剂的综合对比具有明显优势:

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生物表面活性剂可真正做到”源于自然,回归自然“:

使用非基因改造菌种

选用自然界中原始存在的菌种,经不断筛选优化后用于工业生产,不对菌种基因进行改造。

使用植物来源的有机碳源

植物来源原料,使用食品级油和糖作为发酵原料,0化石碳源,0棕榈油成份。

天然存在的分子

生物表面活性剂分子不是人为创造的结构,其本身存在于自然界中,是自然生态循环过程中的一部分。

可持续性

生物表面活性剂可形成完美的持续性循环:植物⇒生物发酵成表面活性剂⇒自然界生物降解⇒水、二氧化碳⇒植物。