以餐飲廢油為碳源的鼠李糖脂發(fā)酵及其應(yīng)用研究.pdf

1、鼠李糖脂作為一種重要的生物表面活性劑，能夠顯著降低界面張力，具有良好的乳化性能和極廣的潛在應(yīng)用價值，但由于產(chǎn)量低、成本高，一直未能進行大規(guī)模的生產(chǎn)與應(yīng)用。
　　 本文采用廢棄餐飲廢油為碳源，通過菌種篩選和培養(yǎng)基優(yōu)化提高鼠李糖脂發(fā)酵水平，降低發(fā)酵成本，同時通過直接采用去菌體發(fā)酵液作為鼠李糖脂粗產(chǎn)品降低分離成本。在此基礎(chǔ)上，開展去菌體發(fā)酵液在含油廢水處理以及油泥清洗回收原油方面的應(yīng)用研究。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　

2、 1)選擇實驗室原有菌株P(guān).aeruginosa ZJU.u1M為出發(fā)菌進行誘變和育種，使搖瓶培養(yǎng)周期從120h縮短到96h，且鼠李糖脂分泌能力從19.0g/L提高到27.2g/L，進一步優(yōu)化培養(yǎng)基組成，繼續(xù)提高產(chǎn)量到43.7g/L，比原出發(fā)菌產(chǎn)鼠李糖脂能力提高了一倍多。對于幾批不同來源的餐飲廢油，鼠李糖脂發(fā)酵水平基本穩(wěn)定在38.5～44.3g/L范圍內(nèi)。在10L發(fā)酵罐中培養(yǎng)72h時鼠李糖脂產(chǎn)量達到35.7g/L．可見，新篩選菌對廢油具

3、有較強的適應(yīng)性，大幅度降低鼠李糖脂發(fā)酵成本.
　　 2)針對以前遇到的50L不銹鋼發(fā)酵罐中發(fā)酵液變白且只有少量糖脂產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象，分析可能是因為罐中鐵離子過量導致鼠李糖脂代謝途徑改變，因此重點考察鐵離子過量對菌生長及產(chǎn)鼠李糖脂的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在生長對數(shù)期加入過量鐵離子會嚴重抑制菌體生長和鼠李糖脂合成，但在穩(wěn)定期或以后加入過量鐵離子不僅沒有抑制作用，反而刺激鼠李糖脂的合成。過量鐵離子的存在嚴重影響鼠李糖脂發(fā)酵。
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4、對去菌體發(fā)酵液進行物理化學分析，確定鼠李糖脂主要由單鼠李糖脂Rha-C10-C10和雙鼠李糖脂Rha-Rha-C10-C10組成，證明該發(fā)酵液具有比鼠李糖脂溶液更好的界面活性和增溶能力。
　　 4)在搖瓶規(guī)模上采用去菌體發(fā)酵液清洗罐底油泥回收其原油，考察清洗參數(shù)（鼠李糖脂含量、與鹽復配及升高溫度）對原油回收效果的影響，并選擇三種常規(guī)化學表面活性劑(十二烷基磺酸鈉、吐溫-80和石油磺酸鈉）進行原油回收比較。去菌體發(fā)酵液具有比化學表

5、面活性劑更高的回收效率，與鈉鹽復配或升高清洗溫度可以更顯著提高原油的回收率。采用含340mg/L鼠李糖脂和1N氯化鈉的清洗液在30℃下可以從油罐油泥中回收92.4％的原油。
　　 5)考察了去菌體發(fā)酵液對好氧活性污泥法處理含油廢水的促進作用。含油廢水分別采用烹飪廢油、原油和潤滑油配制得到。加入45mg/L鼠李糖脂到小試好氧活性污泥池中可以在24h內(nèi)將水中餐飲廢油濃度從900mg/L降到65.4mg/L，而中試規(guī)模的降解效果更加顯

6、著，12h處理就降到50mg/L左右。在降解烴類物質(zhì)時，更低的鼠李糖脂加入量(11.2～25mg/L)就能產(chǎn)生顯著的增效作用，對原油和潤滑油的降解率提高到60～95%，均比不加發(fā)酵液的對照組提高了3～4倍。而且，鼠李糖脂自身在活性污泥中能夠被有效降解，具有環(huán)境友好特性。
　　 總之，本論文通過誘變育種和培養(yǎng)基成分優(yōu)化大大提高了鼠李糖脂產(chǎn)量，且以廢棄餐飲廢油為碳源，大幅度降低鼠李糖脂的發(fā)酵成本，而將去菌體發(fā)酵液用作粗鼠李糖脂溶液可